專利名稱：一種垂直軸風(fēng)力機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及風(fēng)能應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及一種垂直軸風(fēng)力機(jī)。
背景技術(shù)：
目前，應(yīng)用最廣泛的垂直軸風(fēng)力機(jī)主要有兩種不同的結(jié)構(gòu)，分別是達(dá)里
厄O型結(jié)構(gòu)和達(dá)里厄H型結(jié)構(gòu)。其中，達(dá)里厄O型結(jié)構(gòu)的垂直軸風(fēng)力機(jī)主 要應(yīng)用在大型化的場合；達(dá)里厄H型結(jié)構(gòu)的垂直軸風(fēng)力機(jī)主要應(yīng)用在小型化 的場合。
請參閱圖1，圖1為現(xiàn)有的達(dá)里厄O型和H型垂直軸風(fēng)力機(jī)的結(jié)構(gòu)示意 圖。如圖l所示，達(dá)里厄O型垂直軸風(fēng)力機(jī)采用的是彎葉片，該彎葉片只承 受張力，不承受離心力荷載，所以使彎曲應(yīng)力最小。由于葉片材料所承受的 張力比彎曲應(yīng)力要強(qiáng)，所以對于相同的總強(qiáng)度，灣葉片比較輕，且與采用直 葉片的垂直軸風(fēng)力機(jī)相比，采用彎葉片的垂直軸風(fēng)力機(jī)的運(yùn)行速度更高。O 型結(jié)構(gòu)的垂直軸風(fēng)力機(jī)由于葉片彎曲，且葉片較長，為使葉片主要承受張力， 葉片的兩端均需連接在轉(zhuǎn)軸上，所以要求轉(zhuǎn)軸很長。由于風(fēng)輪的揮舞劇烈， 需要在轉(zhuǎn)軸的頂端加拉索連接地面支座以固定風(fēng)輪，拉索的預(yù)應(yīng)力使得機(jī)械
摩擦比較大。
如圖l所示，H型結(jié)構(gòu)的垂直軸風(fēng)力機(jī)的風(fēng)輪結(jié)構(gòu)簡單，轉(zhuǎn)軸比與O型 結(jié)構(gòu)的垂直軸風(fēng)力機(jī)的轉(zhuǎn)軸短，葉片長度相對于同等掠風(fēng)面積的O型垂直軸 風(fēng)力機(jī)的要小，不需要加拉索，啟動風(fēng)速要求小。但H型結(jié)構(gòu)的垂直軸風(fēng)力 機(jī)產(chǎn)生的離心力會使葉片在其連接點(diǎn)處產(chǎn)生嚴(yán)重的彎曲應(yīng)力，且葉片支撐在 懸臂梁的端點(diǎn)，容易擺動；懸臂梁也要承受巨大的彎矩。同時，葉片需要采 用橫桿或拉索支撐，這些支撐將產(chǎn)生氣動阻力，降低效率。
發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的垂直軸風(fēng)力機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、 穩(wěn)定性差且效率低，不利于垂直軸風(fēng)力機(jī)的大型化應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種垂直軸風(fēng)力機(jī)，使得垂直軸風(fēng)力 機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性強(qiáng)且效率高，從而提高風(fēng)能的利用系數(shù)、降低啟動的風(fēng)速、有利于垂直軸風(fēng)力機(jī)的大型化應(yīng)用。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的方案是這樣的 本發(fā)明提供了一種垂直軸風(fēng)力機(jī)，所述垂直軸風(fēng)力機(jī)包括 至少三個主葉片(1),每個主葉片(1)中間與一個橫梁(2)的一端固 定連接；橫梁(2)的另一端與轉(zhuǎn)軸(3)頂端固定連接； 一個橫梁(2)與一 個主葉片(1)的上下兩端之間分別采用一個支撐葉片(4)固定連接，形成 三角形穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；轉(zhuǎn)軸(3)垂直與塔架(5)相連；轉(zhuǎn)軸(3)頂端伸出一 個支撐軸(6);所述支撐軸(5)與每個橫梁(2)之間采用支撐桿(7)固定 連接，形成三角形穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；每個主葉片(1)上下兩端加裝翼梢小翼(8); 每個主葉片(1)的上下兩端在和支撐葉片(4)的連接處沿直線伸出；每個 主葉片(l)之間采用聯(lián)接圏(9)固定連接，連接處為每個主葉片(1)的伸 出處與翼梢小翼(8)之間。
可選地，所述每個主葉片(l)的形狀為直葉片，或彎葉片，或多段葉片 拼接而成。
可選地，所述主葉片(1)之間的夾角小于等于120度。 可選地，所述每個橫梁(2)的形狀為是圓柱管型式或軒架型式。 可選地，所述每個主葉片(l)和支撐葉片(4)之間可形成葉柵效應(yīng)。 可選地，所述支撐葉片(4)的剖面為翼型。 可選地，所述聯(lián)接圈(9)為圓圏，或正多邊形。
與現(xiàn)有的垂直軸風(fēng)力機(jī)相比，本發(fā)明提供的垂直軸風(fēng)力機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單且 受力狀況良好、效率高，可以提高風(fēng)能的利用系數(shù)、降低啟動的風(fēng)速、有利 于垂直軸風(fēng)力機(jī)的大型化應(yīng)用。


圖1為現(xiàn)有的達(dá)里厄O型和H型垂直軸風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖； 圖2為本發(fā)明提供的垂直軸風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供一種垂直軸風(fēng)力機(jī)，使得垂直軸風(fēng)力機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性 強(qiáng)且效率高，從而提高風(fēng)能的利用系數(shù)、降低啟動的風(fēng)速、有利于垂直軸風(fēng) 力機(jī)的大型化應(yīng)用。
4為了便于對本發(fā)明有進(jìn)一步的理解，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明提供的垂直 軸風(fēng)力機(jī)進(jìn)行詳細(xì)介紹。
請參閱圖2,圖2為本發(fā)明提供的垂直軸風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。如圖2 所示，本發(fā)明提供的垂直軸風(fēng)力機(jī)可以包括
主葉片(1 )、橫梁(2 )、轉(zhuǎn)軸(3 )、支撐葉片(4 )、塔架(5 )支撐軸(6 )
支撐桿(7)翼梢小翼(8)聯(lián)接圈(9);其中
主葉片(l)的個數(shù)至少為三個，且每個主葉片(1)中間與一個橫梁(2) 的一端固定連接；橫梁(2)的另一端與轉(zhuǎn)軸(3)頂端固定連接；該轉(zhuǎn)軸(3 ) 垂直與塔架(5)相連，塔架(5)與地面接觸；
一個橫梁(2)與一個主葉片(1)的上下兩端之間分別采用一個支撐葉 片(4)固定連接，形成三角形穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，可以防止主葉片(1)出現(xiàn)振動不 穩(wěn)定性，并且在形成的穩(wěn)定三角形結(jié)構(gòu)中，主葉片(l)和支撐葉片(4)之 間可以形成葉柵效應(yīng)，不僅使風(fēng)輪的啟動風(fēng)速降低，還有力的提高了氣動效 率；所述支撐葉片(4)的剖面采用翼型，可以降低阻力的同時提高氣動效率；
為了減輕每個橫梁(2)承受的彎矩，在轉(zhuǎn)軸(3)頂端伸出一個支撐軸 (6);該支撐軸(6)與每個橫梁(2)之間采用支撐桿(7)固定連接，同樣 形成三角形穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，提高了風(fēng)輪的強(qiáng)度和穩(wěn)定性；
為了有效的抑制氣流的的展向分離，改善葉片的氣動特性，提高風(fēng)力機(jī) 的效率，本發(fā)明在每個主葉片(1)上下兩端加裝翼梢小翼(8);而且每個主 葉片(1)的上下兩端在和支撐葉片(4)的連接處沿直線伸出；每個主葉片 (l)之間采用聯(lián)接圈(9)固定連接，連接處為每個主葉片(l)的伸出處與 翼梢小翼(8)之間，可以增強(qiáng)葉片的穩(wěn)定性，減小葉片的擺動。
需要說明的是，所述主葉片(l)之間的夾角，是指俯視時，通過橫梁與 轉(zhuǎn)軸(3)固定連接的相鄰兩個主葉片(l)之間的夾角，該夾角小于等于120 度。
需要說明的是，所述每個橫梁(2)的形狀為是圓柱管型式或桁架型式。 需要說明的是，所述聯(lián)接圈(9)可以是圓圈，或者還可以是各個主葉 片(1)的葉尖直接直線連接構(gòu)成的正多邊形。
從圖2可以看出，本發(fā)明提供的垂直軸風(fēng)力機(jī)的葉片外形保持類似現(xiàn)有
5的O型垂直軸風(fēng)力機(jī)的葉片。但本發(fā)明提供的垂直軸風(fēng)力機(jī)的葉片兩端不固
定連接在轉(zhuǎn)軸(3)上，葉片支撐在橫梁(2)上，外形又類似H型，所以轉(zhuǎn) 軸(3 )比較短。每一個主葉片(1 )和一個橫梁(2 )之間加裝輔助葉片，所 述輔助葉片為支撐葉片(4),可以形成葉柵效應(yīng)；每一個主葉片(l)的上下 兩端還加裝翼梢小翼(8),抑制氣流的展向分離；主葉片(l)之間用聯(lián)接圏 (9)連接，可以防止葉片因離心力過大而斷裂；轉(zhuǎn)軸(3)與塔架(5)相連， 此類結(jié)構(gòu)不需要拉索，結(jié)構(gòu)更加簡化。
上述對本發(fā)明提供的垂直軸風(fēng)力機(jī)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，本發(fā)明提供的垂 直軸風(fēng)力機(jī)融合了 H型和O型結(jié)構(gòu)垂直軸風(fēng)力機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)，使得結(jié)構(gòu)簡單、 且穩(wěn)定性強(qiáng)、效率高，從而可以提高風(fēng)能的利用系數(shù)、降低啟動的風(fēng)速、有 利于垂直軸風(fēng)力機(jī)的大型化應(yīng)用。
以上對本發(fā)明提供的一種垂直軸風(fēng)力機(jī)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了 具體個例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用
于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員， 依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所 述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1、一種垂直軸風(fēng)力機(jī)，其特征在于，包括至少三個主葉片(1)，每個主葉片(1)中間與一個橫梁(2)的一端固定連接；橫梁(2)的另一端與轉(zhuǎn)軸(3)頂端固定連接；一個橫梁(2)與一個主葉片(1)的上下兩端之間分別采用一個支撐葉片(4)固定連接，形成三角形穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；轉(zhuǎn)軸(3)垂直與塔架(5)相連；轉(zhuǎn)軸(3)頂端伸出一個支撐軸(6)；所述支撐軸(6)與每個橫梁(2)之間采用支撐桿(7)固定連接，形成三角形穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；每個主葉片(1)上下兩端加裝翼梢小翼(8)；每個主葉片(1)的上下兩端在和支撐葉片(4)的連接處沿直線伸出；每個主葉片(1)之間采用聯(lián)接圈(9)固定連接，連接處為每個主葉片(1)的伸出處與翼梢小翼(8)之間。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直軸風(fēng)力機(jī)，其特征在于，所述每個主葉片 (l)的形狀為直葉片，或彎葉片，或多段葉片拼接而成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直軸風(fēng)力機(jī)，其特征在于，所述垂直軸風(fēng)力 機(jī)包括通過橫梁與轉(zhuǎn)軸(3)固定連接的相鄰兩個主葉片(l)之間的夾角小于 等于120度。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直軸風(fēng)力機(jī)，其特征在于，所述每個橫梁(2 ) 的形狀為是圓柱管型式或桁架型式。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直軸風(fēng)力機(jī)，其特征在于，所述每個主葉片 (1)和支撐葉片(4)之間可形成葉柵效應(yīng)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所迷的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述支撐葉片(4)的 剖面為翼型。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直軸風(fēng)力機(jī)，其特征在于，所述聯(lián)接圈(9) 為圓圏，或正多邊形。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種垂直軸風(fēng)力機(jī)，包括至少三個主葉片(1)，每個主葉片(1)中間與一個橫梁(2)的一端固定；橫梁(2)的另一端與轉(zhuǎn)軸(3)頂端固定；橫梁(2)與主葉片(1)的上下兩端之間分別采用支撐葉片(4)固定；轉(zhuǎn)軸(3)垂直與塔架(5)相連；轉(zhuǎn)軸(3)頂端伸出一個支撐軸(6)；支撐軸(6)與每個橫梁(2)之間采用支撐桿(7)固定；每個主葉片(1)上下兩端加裝翼梢小翼(8)；每個主葉片(1)的上下兩端在和支撐葉片(4)的連接處沿直線伸出；每個主葉片(1)之間采用聯(lián)接圈(9)固定連接，連接處為每個主葉片(1)伸出處與翼梢小翼(8)之間。本發(fā)明使風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性強(qiáng)、效率高，有利于大型化應(yīng)用。
文檔編號F03D3/00GK101660488SQ20081014673
公開日2010年3月3日 申請日期2008年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月27日
發(fā)明者利 何, 周慶余 申請人:深圳市風(fēng)發(fā)科技發(fā)展有限公司