一种垂直轴风力发电机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种垂直轴风力发电机，包括支撑轴和风轮，所述支撑轴垂直于地面。本实用新型专利技术的有益效果是：1．风轮叶片可打开，可合上，合上后呈圆柱形，受风面积小，在风力过大时可保护风轮。2．改变了单一风轮结构的固有频率，每层风轮旋转产生的谐波分量相互干扰，阻碍共振发生，同时不同风轮的风轮叶片间气流彼此干扰，阻碍了激振发生，使风轮寿命得到延长。3．可将发电机置于地面或较低位置方便维护。4．可设计成内转子或者外转子发电形式，结构灵活。5．上大下小的风轮系统可以更有效地利用风能，同时由于离地面越近风轮的旋转半径越小，使得靠近风力发电机的土地在一定高度范围内可以得到利用。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种风力发电机，尤其是一种垂直轴风力发电机。
技术介绍
把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能，这就是风力发电。风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三米的微风速度便可以开始发电。风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电不需要使用燃料，也不会产生辐射或空气污染，是一种环保的能源获得方式。公知的风力发电机一般分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机，水平轴风力发电机受风向变化影响较大，一般要加装风轮转向装置才能适应风向变化，·使其机械结构复杂，且有能量损耗在风轮转向过程中。垂直轴风力发电机受风向变化影响较小，风能利用率较高，但是由于其风能利用率较高造成对风轮结构强度的要求较高，在风力过大时容易损坏。
技术实现思路
针对现有垂直轴风力发电机所存在的问题，本技术提供一种风轮叶片可闭合的垂直轴风力发电机。本技术解决技术问题所采用的技术方案为一种垂直轴风力发电机，包括支撑轴和风轮，所述支撑轴垂直于地面，所述风轮旋转方向与地面平行，所述风轮与所述支撑轴连接，其中，所述风轮包括一对平行设置的扁平状支撑部件，所述一对支撑部件横截面中心设有通孔；所述支撑轴横截面形状与所述一对支撑部件横截面中心的通孔匹配，所述支撑轴插入所述一对支撑部件横截面中心的通孔，并贯穿所述一对支撑部件，称位于所述支撑轴上部的支撑部件为上支撑部件，位于所述支撑轴下部的支撑部件为下支撑部件；所述一对支撑部件之间设有长条状叶片，所述叶片有多片，所述多片叶片一端与所述上支撑部件连接且连接部位均匀分布于所述上支撑部件横截面周向，另一端与所述下支撑部件连接且连接部位均匀分布于所述下支撑部件横截面周向；所述长条状叶片包括上端面、下端面、迎风面和受风面；所述多片叶片的上端面于迎风面一侧边线围成所述上支撑部件横截面周线形状，所述多片叶片下端面于迎风面一侧边线围成所述下支撑部件横截面周线形状；所述多片叶片的受风面围成腔体，所述腔体容纳所述支撑轴，且不妨碍所述支撑轴自由转动；所述多片叶片中的每片叶片与所述上支撑部件及所述下支撑部件连接部位有旋转装置；所述旋转装置内设有定位部件，所述定位部件锁定所述旋转装置。上述垂直轴风力发电机，其中，所述一对平行设置的扁平状支撑部件为圆环形且大小相同，所述叶片为柱形体；所述圆环形支撑部件以多条连接其外圆和内圆的等分线分成与所述多片叶片数相同个等分，取其中一条等分线称为当前等分线，所述当前等分线与所述圆环形支撑部件外圆的交点称为所述当前等分线的外节点，所述圆环形支撑部件外圆上所述当前等分线的外节点的逆时针方向的前一个由其他等分线与所述外圆相交形成的外节点称为所述当前等分线的前节点；所述柱形体任一端面包括头部和尾部，所述头部为圆形，所述圆形头部直径等于所述圆环形支撑部件的外圆半径减去内圆半径之差，所述圆形头部的圆心位于一条所述等分线中点，称一端面圆形头部位于所述当前等分线中点的柱形体为当前柱形体，该端面为当前端面，称当前柱形体沿圆环形支撑部件逆时针方向的第一个所述柱形体为第二柱形体，称当前柱形体沿圆环形支撑部件逆时针方向的第二个所述柱形体为第三柱形体，所述当前等分线的外节点通过一条圆弧与所述当前等分线的前节点相连称为外圆弧，做一圆形，使该圆形与所述当前端面的所述圆形头部外切，与所述第二柱形体的与所述当前端面 同一平面内的端面的所述圆形头部内切，并与所述第三柱形体的与所述当前端面同一平面内的端面的所述圆形头部外切，以该圆形与所述当前端面的所述圆形头部的切点至所述当前等分线的前节点截取圆弧，称该段圆弧为内圆弧，所述外圆弧与所述内圆弧于所述当前等分线的前节点处相交形成所述当前端面的尾部，所述外圆弧半径与所述圆环形支撑部件外圆半径相等，所述外圆弧与所述内圆弧及所述圆形头部自所述当前等分线外节点顺时针至所述内圆弧与所述圆形头部切点处截取的圆弧围成所述当前端面；所述任一柱形体上下端面的圆形头部圆心与相邻的所述支撑部件铰接，所述任一柱形体以其所述上下端面的圆形头部的圆心连线为轴枢转。上述垂直轴风力发电机，其中，所述任一柱形体与所述支撑部件铰接部位设有与所述柱形体联动的从动齿轮，所述从动齿轮平行于所述支撑部件，且与其所属柱形体的任一端面的圆形头部同心，所述支撑轴设有驱动齿轮，所述从动齿轮与所述驱动齿轮啮合。上述垂直轴风力发电机，其中，所述风轮有多个，所述多个风轮同心，所述多个风轮旋转方向相互平行，所述多个风轮以相同的角速度旋转。上述垂直轴风力发电机，其中，还包括发电机，所述发电机置于所述支撑轴底部，所述发电机通过传动机构与所述风轮连接。上述垂直轴风力发电机，其中，还包括发电机，所述发电机包括转子和定子，所述转子由所述风轮形成，所述定子设于所述支撑轴上。上述垂直轴风力发电机，其中，所述多个风轮于垂直方向相互紧贴。上述垂直轴风力发电机，其中，所述多个风轮的支撑部件大小相同，所述多个风轮的叶片数不同。上述垂直轴风力发电机，其中，所述多个风轮中于最上部的风轮的叶片数为2片，往下依次每个风轮的叶片数增加I片。上述垂直轴风力发电机，其中，所述风轮有5个、6个或者7个。本技术的有益效果是I.风轮叶片可打开，可合上，合上后呈圆柱形，受风面积小，在风力过大时可保护风轮。2.改变了单一风轮结构的固有频率，每层风轮旋转产生的谐波分量相互干扰，阻碍共振发生，同时不同风轮的风轮叶片间气流彼此干扰，阻碍了激振发生，使风轮寿命得到延长。3.可将发电机置于地面或较低位置方便维护。4.可设计成内转子或者外转子发电形式，结构灵活。5.上大下小的风轮系统可 以更有效地利用风能，同时由于离地面越近风轮的旋转半径越小，使得靠近风力发电机的土地在一定高度范围内可以得到利用。附图说明图I是本技术一种垂直轴风力发电机的立体结构示意图；图2是本技术一种垂直轴风力发电机风轮叶片为三片时风轮的俯视结构示意图；图3是本技术一种垂直轴风力发电机的叶片旋转装置的结构示意图；图4是本技术一种垂直轴风力发电机的叶片锁定装置的的结构示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术作进一步说明，但不作为本技术的限定。如图I、图2、图3和图4所示本技术一种垂直轴风力发电机，包括支撑轴I和风轮2，支撑轴I垂直于地面，风轮2旋转方向与地面平行，风轮2与支撑轴I连接，其中，风轮2包括一对平行设置的扁平状支撑部件21，一对支撑部件21横截面中心设有通孔211 ；支撑轴I横截面形状与一对支撑部件21横截面中心的通孔匹配211，支撑轴I插入一对支撑部件21横截面中心的通孔211，并贯穿一对支撑部件21，称位于支撑轴I上部的支撑部件21为上支撑部件2101，位于支撑轴I下部的支撑部件21为下支撑部件2102 ；一对支撑部件21之间设有长条状叶片22，叶片22有多片，多片叶片22 —端与上支撑部件2101连接且连接部位均匀分布于上支撑部件2102横截面周向，另一端与下支撑部件2101连接且连接部位均匀分布于所述下支撑部件横截面周向；长条状叶片22包括上端面2201、下端面2202、迎风面2203和受风面2204 ；多片叶片22的上端面2201于迎风面2203 —侧边线围本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种垂直轴风力发电机，包括支撑轴和风轮，所述支撑轴垂直于地面，所述风轮旋转方向与地面平行，所述风轮与所述支撑轴连接，其特征在于，所述风轮包括一对平行设置的扁平状支撑部件，所述一对支撑部件横截面中心设有通孔； 所述支撑轴横截面形状与所述一对支撑部件横截面中心的通孔匹配，所述支撑轴插入所述一对支撑部件横截面中心的通孔，并贯穿所述一对支撑部件，称位于所述支撑轴上部的支撑部件为上支撑部件，位于所述支撑轴下部的支撑部件为下支撑部件； 所述一对支撑部件之间设有长条状叶片，所述叶片有多片，所述多片叶片一端与所述上支撑部件连接且连接部位均匀分布于所述上支撑部件横截面周向，另一端与所述下支撑部件连接且连接部位均匀分布于所述下支撑部件横截面周向； 所述长条状叶片包括上端面、下端面、迎风面和受风面； 所述多片叶片的上端面于迎风面一侧边线围成所述上支撑部件横截面周线形状，所述多片叶片下端面于迎风面一侧边线围成所述下支撑部件横截面周线形状； 所述多片叶片的受风面围成腔体，所述腔体容纳所述支撑轴，且不妨碍所述支撑轴自由转动； 所述多片叶片中的每片叶片与所述上支撑部件及所述下支撑部件连接部位有旋转装置； 所述旋转装置内设有定位部件，所述定位部件锁定所述旋转装置。2.如权利要求I所述垂直轴风力发电机，其特征在于，所述一对平行设置的扁平状支撑部件为圆环形且大小相同，所述叶片为柱形体； 所述圆环形支撑部件以多条连接其外圆和内圆的等分线分成与所述多片叶片数相同个等分，取其中一条等分线称为当前等分线，所述当前等分线与所述圆环形支撑部件外圆的交点称为所述当前等分线的外节点，所述圆环形支撑部件外圆上所述当前等分线的外节点的逆时针方向的前一个由其他等分线与所述外圆相交形成的外节点称为所述当前等分线的前节点； 所述柱形体任一端面包括头部和尾部，所述头部为圆形，所述圆形头部直径等于所述圆环形支撑部件的外圆半径减去内圆半径之差，所述圆形头部的圆心位于一条所述等分线中点，称一端面圆形头部位于所述当前等分线中点的柱形体为当前柱形体，该端面为当前端面，称当前柱形体沿圆环形支撑部件逆时针方向的第一个所述柱形体为第二柱形体，称当前柱形体沿圆环形支撑部件逆时针方向的第二个所述柱形体为第三柱形体，所述当前等分线的外节点通过一条圆弧与所述当前等分线的前节点相连称为外圆弧，做一圆形，使该圆形与所述当前端面的所述圆形头部外切，与所述第二柱形体的与所述当前端面同一平面内的端面的所述圆形头部内切，并与所述第三柱形体的与所述当前端面同一平面内的端面的所述圆形头部外切，以该圆形与所述当前端面的所述圆形头部的切点至所述当前等分线的前节点截取圆弧，称该段圆弧为内圆弧，所述外圆弧与所述内圆弧于...

【专利技术属性】
技术研发人员：周阳，
申请(专利权)人：上海庆华蜂巢建材有限公司，
类型：实用新型
国别省市：