專利名稱：一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)，尤其是一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
把風(fēng)的動能轉(zhuǎn)變成機(jī)械動能，再把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電力動能，這就是風(fēng)力發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電的原理，是利用風(fēng)力帶動風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，再透過增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。依據(jù)目前的風(fēng)車技術(shù)，大約是每秒三米的微風(fēng)速度便可以開始發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電正在世界上形成一股熱潮，因?yàn)轱L(fēng)力發(fā)電不需要使用燃料，也不會產(chǎn)生輻射或空氣污染，是一種環(huán)保的能源獲得方式。公知的風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般分為水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)和垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)受風(fēng)向變化影響較大，一般要加裝風(fēng)輪轉(zhuǎn)向裝置才能適應(yīng)風(fēng)向變化，·使其機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且有能量損耗在風(fēng)輪轉(zhuǎn)向過程中。垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)受風(fēng)向變化影響較小，風(fēng)能利用率較高，但是由于其風(fēng)能利用率較高造成對風(fēng)輪結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的要求較高，在風(fēng)力過大時容易損壞。

實(shí)用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)所存在的問題，本實(shí)用新型提供一種風(fēng)輪葉片可閉合的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。本實(shí)用新型解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括支撐軸和風(fēng)輪，所述支撐軸垂直于地面，所述風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)方向與地面平行，所述風(fēng)輪與所述支撐軸連接，其中，所述風(fēng)輪包括一對平行設(shè)置的扁平狀支撐部件，所述一對支撐部件橫截面中心設(shè)有通孔；所述支撐軸橫截面形狀與所述一對支撐部件橫截面中心的通孔匹配，所述支撐軸插入所述一對支撐部件橫截面中心的通孔，并貫穿所述一對支撐部件，稱位于所述支撐軸上部的支撐部件為上支撐部件，位于所述支撐軸下部的支撐部件為下支撐部件；所述一對支撐部件之間設(shè)有長條狀葉片，所述葉片有多片，所述多片葉片一端與所述上支撐部件連接且連接部位均勻分布于所述上支撐部件橫截面周向，另一端與所述下支撐部件連接且連接部位均勻分布于所述下支撐部件橫截面周向；所述長條狀葉片包括上端面、下端面、迎風(fēng)面和受風(fēng)面；所述多片葉片的上端面于迎風(fēng)面一側(cè)邊線圍成所述上支撐部件橫截面周線形狀，所述多片葉片下端面于迎風(fēng)面一側(cè)邊線圍成所述下支撐部件橫截面周線形狀；所述多片葉片的受風(fēng)面圍成腔體，所述腔體容納所述支撐軸，且不妨礙所述支撐軸自由轉(zhuǎn)動；所述多片葉片中的每片葉片與所述上支撐部件及所述下支撐部件連接部位有旋
轉(zhuǎn)裝置；所述旋轉(zhuǎn)裝置內(nèi)設(shè)有定位部件，所述定位部件鎖定所述旋轉(zhuǎn)裝置。上述垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其中，所述一對平行設(shè)置的扁平狀支撐部件為圓環(huán)形且大小相同，所述葉片為柱形體；所述圓環(huán)形支撐部件以多條連接其外圓和內(nèi)圓的等分線分成與所述多片葉片數(shù)相同個等分，取其中一條等分線稱為當(dāng)前等分線，所述當(dāng)前等分線與所述圓環(huán)形支撐部件外圓的交點(diǎn)稱為所述當(dāng)前等分線的外節(jié)點(diǎn)，所述圓環(huán)形支撐部件外圓上所述當(dāng)前等分線的外節(jié)點(diǎn)的逆時針方向的前一個由其他等分線與所述外圓相交形成的外節(jié)點(diǎn)稱為所述當(dāng)前等分線的前節(jié)點(diǎn)；所述柱形體任一端面包括頭部和尾部，所述頭部為圓形，所述圓形頭部直徑等于所述圓環(huán)形支撐部件的外圓半徑減去內(nèi)圓半徑之差，所述圓形頭部的圓心位于一條所述等分線中點(diǎn)，稱一端面圓形頭部位于所述當(dāng)前等分線中點(diǎn)的柱形體為當(dāng)前柱形體，該端面為當(dāng)前端面，稱當(dāng)前柱形體沿圓環(huán)形支撐部件逆時針方向的第一個所述柱形體為第二柱形體，稱當(dāng)前柱形體沿圓環(huán)形支撐部件逆時針方向的第二個所述柱形體為第三柱形體，所述當(dāng)前等分線的外節(jié)點(diǎn)通過一條圓弧與所述當(dāng)前等分線的前節(jié)點(diǎn)相連稱為外圓弧，做一圓形，使該圓形與所述當(dāng)前端面的所述圓形頭部外切，與所述第二柱形體的與所述當(dāng)前端面 同一平面內(nèi)的端面的所述圓形頭部內(nèi)切，并與所述第三柱形體的與所述當(dāng)前端面同一平面內(nèi)的端面的所述圓形頭部外切，以該圓形與所述當(dāng)前端面的所述圓形頭部的切點(diǎn)至所述當(dāng)前等分線的前節(jié)點(diǎn)截取圓弧，稱該段圓弧為內(nèi)圓弧，所述外圓弧與所述內(nèi)圓弧于所述當(dāng)前等分線的前節(jié)點(diǎn)處相交形成所述當(dāng)前端面的尾部，所述外圓弧半徑與所述圓環(huán)形支撐部件外圓半徑相等，所述外圓弧與所述內(nèi)圓弧及所述圓形頭部自所述當(dāng)前等分線外節(jié)點(diǎn)順時針至所述內(nèi)圓弧與所述圓形頭部切點(diǎn)處截取的圓弧圍成所述當(dāng)前端面；所述任一柱形體上下端面的圓形頭部圓心與相鄰的所述支撐部件鉸接，所述任一柱形體以其所述上下端面的圓形頭部的圓心連線為軸樞轉(zhuǎn)。上述垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其中，所述任一柱形體與所述支撐部件鉸接部位設(shè)有與所述柱形體聯(lián)動的從動齒輪，所述從動齒輪平行于所述支撐部件，且與其所屬柱形體的任一端面的圓形頭部同心，所述支撐軸設(shè)有驅(qū)動齒輪，所述從動齒輪與所述驅(qū)動齒輪嚙合。上述垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其中，所述風(fēng)輪有多個，所述多個風(fēng)輪同心，所述多個風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)方向相互平行，所述多個風(fēng)輪以相同的角速度旋轉(zhuǎn)。上述垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其中，還包括發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)置于所述支撐軸底部，所述發(fā)電機(jī)通過傳動機(jī)構(gòu)與所述風(fēng)輪連接。上述垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其中，還包括發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)包括轉(zhuǎn)子和定子，所述轉(zhuǎn)子由所述風(fēng)輪形成，所述定子設(shè)于所述支撐軸上。上述垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其中，所述多個風(fēng)輪于垂直方向相互緊貼。上述垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其中，所述多個風(fēng)輪的支撐部件大小相同，所述多個風(fēng)輪的葉片數(shù)不同。上述垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其中，所述多個風(fēng)輪中于最上部的風(fēng)輪的葉片數(shù)為2片，往下依次每個風(fēng)輪的葉片數(shù)增加I片。上述垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其中，所述風(fēng)輪有5個、6個或者7個。本實(shí)用新型的有益效果是I.風(fēng)輪葉片可打開，可合上，合上后呈圓柱形，受風(fēng)面積小，在風(fēng)力過大時可保護(hù)風(fēng)輪。[0027]2.改變了單一風(fēng)輪結(jié)構(gòu)的固有頻率，每層風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的諧波分量相互干擾，阻礙共振發(fā)生，同時不同風(fēng)輪的風(fēng)輪葉片間氣流彼此干擾，阻礙了激振發(fā)生，使風(fēng)輪壽命得到延長。3.可將發(fā)電機(jī)置于地面或較低位置方便維護(hù)。4.可設(shè)計(jì)成內(nèi)轉(zhuǎn)子或者外轉(zhuǎn)子發(fā)電形式，結(jié)構(gòu)靈活。5.上大下小的風(fēng)輪系統(tǒng)可 以更有效地利用風(fēng)能，同時由于離地面越近風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)半徑越小，使得靠近風(fēng)力發(fā)電機(jī)的土地在一定高度范圍內(nèi)可以得到利用。

圖I是本實(shí)用新型一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)輪葉片為三片時風(fēng)輪的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片旋轉(zhuǎn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片鎖定裝置的的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，但不作為本實(shí)用新型的限定。如圖I、圖2、圖3和圖4所示本實(shí)用新型一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括支撐軸I和風(fēng)輪2，支撐軸I垂直于地面，風(fēng)輪2旋轉(zhuǎn)方向與地面平行，風(fēng)輪2與支撐軸I連接，其中，風(fēng)輪2包括一對平行設(shè)置的扁平狀支撐部件21，一對支撐部件21橫截面中心設(shè)有通孔211 ；支撐軸I橫截面形狀與一對支撐部件21橫截面中心的通孔匹配211，支撐軸I插入一對支撐部件21橫截面中心的通孔211，并貫穿一對支撐部件21，稱位于支撐軸I上部的支撐部件21為上支撐部件2101，位于支撐軸I下部的支撐部件21為下支撐部件2102 ；一對支撐部件21之間設(shè)有長條狀葉片22，葉片22有多片，多片葉片22 —端與上支撐部件2101連接且連接部位均勻分布于上支撐部件2102橫截面周向，另一端與下支撐部件2101連接且連接部位均勻分布于所述下支撐部件橫截面周向；長條狀葉片22包括上端面2201、下端面2202、迎風(fēng)面2203和受風(fēng)面2204 ；多片葉片22的上端面2201于迎風(fēng)面2203 —側(cè)邊線圍成上支撐部件2101橫截面周線形狀，多片葉片22下端面2202于迎風(fēng)面2203 —側(cè)邊線圍成下支撐部件2102橫截面周線形狀；多片葉片22的受風(fēng)面2204圍成腔體，腔體容納支撐軸I，且不妨礙所述支撐軸I
自由轉(zhuǎn)動；多片葉片22中的每片葉片22與上支撐部件2101及下支撐部件2102連接部位有
旋轉(zhuǎn)裝置；旋轉(zhuǎn)裝置內(nèi)設(shè)有定位部件，定位部件鎖定旋轉(zhuǎn)裝置。本實(shí)用新型的原理是，多片葉片22通過旋轉(zhuǎn)裝置圍攏時整個風(fēng)輪2呈柱形或者臺形，在風(fēng)力較大時可降低受風(fēng)面積，保護(hù)風(fēng)輪2。本實(shí)用新型可以制成傳統(tǒng)的內(nèi)轉(zhuǎn)子形發(fā)電機(jī)也可制成外轉(zhuǎn)子型發(fā)電機(jī)，當(dāng)制成內(nèi)轉(zhuǎn)子型發(fā)電機(jī)時風(fēng)輪2與轉(zhuǎn)軸I同時轉(zhuǎn)動成為轉(zhuǎn)子，并設(shè)置額外的定子，制成外轉(zhuǎn)子型發(fā)電機(jī)時可將風(fēng)輪2設(shè)置為轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)軸I設(shè)置為定子即可實(shí)現(xiàn)外轉(zhuǎn)子型發(fā)電機(jī)。進(jìn)一步的，一對平行設(shè)置的扁平狀支撐部件21為圓環(huán)形且大小相同，葉片22為柱形體；圓環(huán)形支撐 部件21以多條連接其外圓211和內(nèi)圓212的等分線分成與多片葉片22數(shù)相同個等分，取其中一條等分線稱為當(dāng)前等分線213，當(dāng)前等分線213與圓環(huán)形支撐部件21外圓211的交點(diǎn)稱為當(dāng)前等分線213的外節(jié)點(diǎn)2131，圓環(huán)形支撐部件21外圓211上當(dāng)前等分線213的外節(jié)點(diǎn)2131的逆時針方向的前一個由其他等分線與外圓211相交形成的外節(jié)點(diǎn)稱為當(dāng)前等分線213的前節(jié)點(diǎn)2132 ；柱形體任一端面包括頭部2211和尾部2212，頭部2211為圓形，圓形頭部2211直徑等于圓環(huán)形支撐部件21的外圓211半徑減去內(nèi)圓212半徑之差，圓形頭部2211的圓心位于一條等分線中點(diǎn)，稱一端面圓形頭部2211位于當(dāng)前等分線213中點(diǎn)的柱形體為當(dāng)前柱形體221，該端面為當(dāng)前端面2210，稱當(dāng)前柱形體221沿圓環(huán)形支撐部件21逆時針方向的第一個柱形體為第二柱形體222，稱當(dāng)前柱形體沿圓環(huán)形支撐部件21逆時針方向的第二個柱形體為第三柱形體223，當(dāng)前等分線213的外節(jié)點(diǎn)2131通過一條圓弧與當(dāng)前等分線213的前節(jié)點(diǎn)相連稱為外圓弧2213，做一圓形，使該圓形與當(dāng)前端面2210的圓形頭部2211外切，與第二柱形體222的與當(dāng)前端面2210同一平面內(nèi)的端面的圓形頭部2211內(nèi)切，并與第三柱形體223的與當(dāng)前端面2210同一平面內(nèi)的端面的圓形頭部2211外切，以該圓形與當(dāng)前端面2210的圓形頭部2211的切點(diǎn)2133至當(dāng)前等分線213的前節(jié)點(diǎn)2132截取圓弧，稱該段圓弧為內(nèi)圓弧2214，外圓弧2213與內(nèi)圓弧2214于當(dāng)前等分線213的前節(jié)點(diǎn)2132處相交形成當(dāng)前端面2210的尾部2212，外圓弧2213半徑與圓環(huán)形支撐部件21外圓211半徑相等，外圓弧2213與內(nèi)圓弧2214及圓形頭部2211自當(dāng)前等分線213外節(jié)點(diǎn)2131順時針至內(nèi)圓弧2214與圓形頭部2211切點(diǎn)2133處截取的圓弧圍成當(dāng)前端面2210 ；任一柱形體上下端面的圓形頭部2211圓心與相鄰的支撐部件21鉸接，任一柱形體以其上下端面的圓形頭部2211的圓心連線為軸樞轉(zhuǎn)。同時葉片22的柱形體結(jié)構(gòu)對一對圓環(huán)形支撐部件21起到支撐作用，尤其是柱形體上下端面的圓形頭部2211的部位形成的圓柱體形狀,可以有效的支撐一對圓環(huán)形支撐部件21，分擔(dān)支撐軸I的受力，延長支撐軸I的使用壽命，且在設(shè)計(jì)成外轉(zhuǎn)子的場合，可在支撐軸I中設(shè)置線圈或者永磁體，由于柱形體分擔(dān)了支撐軸I的受力，使支承軸I在強(qiáng)度上的要求降低，使整個發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)更加靈活方便。上述描述是建立在風(fēng)輪2順時針轉(zhuǎn)動的基礎(chǔ)上,逆時針轉(zhuǎn)動的風(fēng)輪2只需將上述當(dāng)前等分線213的前節(jié)點(diǎn)2132定義成順時針方向的前一條等分線于圓環(huán)形支撐部件21外圓211的交點(diǎn)，同時將第二柱形體222和第三柱形體223的方向定義在順時針方向即可。進(jìn)一步的，任一柱形體與支撐部件21鉸接部位設(shè)有與柱形體聯(lián)動的從動齒輪23，從動齒輪23平行于支撐部件21，且與其所屬柱形體的任一端面的圓形頭部同心，支撐軸I設(shè)有驅(qū)動齒輪11，從動齒輪23與驅(qū)動齒輪11嚙合。以上實(shí)施方式可以通過一個驅(qū)動裝置驅(qū)動支撐軸I旋轉(zhuǎn)帶動驅(qū)動齒輪11，進(jìn)而帶動從動齒輪23轉(zhuǎn)動，從動齒輪23帶動葉片22傳動，實(shí)現(xiàn)葉片11開合，由于葉片22兩端都設(shè)有從動齒輪23，這樣可以使葉片22開合時受力均勻，在葉片22縱向尺寸很大時也能平穩(wěn)開合。進(jìn)一步的，上述實(shí)施方式還可以改進(jìn)成，以驅(qū)動裝置直接驅(qū)動驅(qū)動齒輪11，以驅(qū)動裝置驅(qū)動直接驅(qū)動齒輪11，使得支撐軸I不須旋轉(zhuǎn)，即可實(shí)現(xiàn)葉片22開合，由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般高度較大，支撐軸I通常都較長，驅(qū)動支撐軸I旋轉(zhuǎn)會消耗較多能源，設(shè)置額外的驅(qū)動裝置驅(qū)動驅(qū)動齒輪11可節(jié)省能源同時避免支撐軸I因旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生磨損。還可以增加控制裝置和感應(yīng)裝置，控制裝置與驅(qū)動裝置連接，感應(yīng)裝置與控制裝置連接，感應(yīng)裝置感應(yīng)風(fēng)速后傳遞信號至控制裝置，控制裝置根據(jù)當(dāng)前風(fēng)速指令控制裝置調(diào)整葉片22的開合角度，使本實(shí)用新型能提高風(fēng)能利用效率同時有效保護(hù)風(fēng)輪2。進(jìn)一步的，從動齒輪23上可以設(shè)置定位銷孔231，支撐部件21上可以設(shè)置與定位銷孔匹配231的定位銷子24，還包括伸縮裝置，伸縮裝置與定位銷子24連接，伸縮裝置與控制裝置連接。伸縮裝置控制定位銷子24伸出或者縮回，定位銷子24伸出時插入從動齒輪23上的定位銷孔231中，使從動齒輪23無法旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而鎖定葉片22以實(shí)現(xiàn)定位的功能，定位銷子24縮回時動齒輪23解除鎖定使葉片22得以轉(zhuǎn)動，由控制裝置控制伸縮裝置動作使得葉片22的鎖定與解除鎖定可以遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)。定位銷孔231可以設(shè)置多個，多個定位銷孔231呈以從動齒輪23軸芯230為圓心的圓環(huán)狀分布于從動齒輪23上。設(shè)置圓環(huán)狀分布的多個定位銷孔231使葉片22可以呈多種角度定位，定位銷子24也可以設(shè)置多個，多個定位銷子24可以在葉片22定位時使受力均勻分配，延長單個定位銷子24的使用壽命。定位銷子24為圓柱形，圓柱形插入從動齒輪23上的定位銷孔231中，定位銷子24的縱向截面可制成梯形，或者將圓柱形插入定位銷孔231的部分制成半球形，這樣可以方便定位銷孔231與定位銷子24對位，以避免從動齒輪23與驅(qū)動齒輪11使用時間過長出現(xiàn)偏移的情況下定位銷子24無法伸入定位銷孔231的情況發(fā)生。進(jìn)一步的，風(fēng)輪2可以設(shè)置多個，多個風(fēng)輪2同心，多個風(fēng)輪2旋轉(zhuǎn)方向相互平行，多個風(fēng)輪2以相同的角速度旋轉(zhuǎn)，設(shè)置多個風(fēng)輪2是每個風(fēng)輪2的葉片22不必過長，可以降低葉片22的加工難度，同時提高葉片22的強(qiáng)度。在此基礎(chǔ)上，多個風(fēng)輪2于垂直方向相互緊貼且每個風(fēng)輪2的支撐部件21大小相同，多個風(fēng)輪2的葉片22數(shù)不同，其中位于上部的風(fēng)輪2的葉片可以少于位于下部的風(fēng)輪2的葉片，在上述基礎(chǔ)上本實(shí)用新型可以以下形式實(shí)施，位于最上部的風(fēng)輪2的葉片22數(shù)為2片，往下依次每個風(fēng)輪2的葉片22數(shù)增加I片，風(fēng)輪可以設(shè)置5-7個，葉片22的柱形體對風(fēng)輪2的一對支撐部件21起到了支撐作用，每個風(fēng)輪2的葉片22的柱形體又對相鄰的風(fēng)輪2的支撐部件21起支撐作用，使整個風(fēng)輪系統(tǒng)結(jié)構(gòu)得到加強(qiáng)，同時處于轉(zhuǎn)軸I下方的風(fēng)輪2的葉片22多于處于轉(zhuǎn)軸I上方的風(fēng)輪2，由于每個風(fēng)輪2的葉片22合攏后都圍成直徑相同的圓柱體，使得葉片22多的風(fēng)輪2的葉片22打開后的旋轉(zhuǎn)半徑小于葉片22少的風(fēng)輪2，進(jìn)而令整個風(fēng)輪系統(tǒng)呈上大下小的形態(tài)，由于離地越高風(fēng)力越大，上大下小的風(fēng)輪系統(tǒng)可以更有效地利用風(fēng)能，同時由于離地面越近風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)半徑越小，使得靠近風(fēng)力發(fā)電機(jī)的土地在一定高度范圍內(nèi)可以得到利用；在此基礎(chǔ)上，由于每個風(fēng)輪2所包含的葉片22數(shù)目不同，使得每個風(fēng)輪2的固有頻率不同，多個風(fēng)輪2旋轉(zhuǎn)時每個風(fēng)輪2旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的諧波分量相互干擾，使得每個風(fēng)輪2產(chǎn)生共振的頻點(diǎn)發(fā)生改變，同時，由于每個風(fēng)輪2所包含的葉片22數(shù)目不同，使得多個風(fēng)輪2在以相同角速度旋轉(zhuǎn)時不同的風(fēng)輪2的風(fēng)輪葉片22產(chǎn)生的氣流相互干擾，從而阻礙了氣動激振的產(chǎn)生。雖然上述實(shí)施方式在風(fēng)能利用率上略低于單風(fēng)輪結(jié)構(gòu)的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，但是卻能延長風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)輪的壽命，減少重因復(fù)制造風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)輪所消耗的能源。進(jìn)一步的，還包括發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)置于支撐軸I的底部，發(fā)電機(jī)通過傳動機(jī)構(gòu)與風(fēng)輪2連接?？蓪l(fā)電機(jī)置于地面，甚至是地下，通過傳動裝置與風(fēng)輪2連接，將發(fā)電機(jī)位置降低可以方便發(fā)電機(jī)的維修和保養(yǎng)，此實(shí)施方式下不適合設(shè)計(jì)成外轉(zhuǎn)子型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的場 口 o以上所述僅為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的申請專利范圍，所以凡運(yùn)用本實(shí)用新型說明書及圖示內(nèi)容所作出的等效結(jié)構(gòu)變化，均包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括支撐軸和風(fēng)輪，所述支撐軸垂直于地面，所述風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)方向與地面平行，所述風(fēng)輪與所述支撐軸連接，其特征在于，所述風(fēng)輪包括一對平行設(shè)置的扁平狀支撐部件，所述一對支撐部件橫截面中心設(shè)有通孔； 所述支撐軸橫截面形狀與所述一對支撐部件橫截面中心的通孔匹配，所述支撐軸插入所述一對支撐部件橫截面中心的通孔，并貫穿所述一對支撐部件，稱位于所述支撐軸上部的支撐部件為上支撐部件，位于所述支撐軸下部的支撐部件為下支撐部件； 所述一對支撐部件之間設(shè)有長條狀葉片，所述葉片有多片，所述多片葉片一端與所述上支撐部件連接且連接部位均勻分布于所述上支撐部件橫截面周向，另一端與所述下支撐部件連接且連接部位均勻分布于所述下支撐部件橫截面周向； 所述長條狀葉片包括上端面、下端面、迎風(fēng)面和受風(fēng)面； 所述多片葉片的上端面于迎風(fēng)面一側(cè)邊線圍成所述上支撐部件橫截面周線形狀，所述多片葉片下端面于迎風(fēng)面一側(cè)邊線圍成所述下支撐部件橫截面周線形狀； 所述多片葉片的受風(fēng)面圍成腔體，所述腔體容納所述支撐軸，且不妨礙所述支撐軸自由轉(zhuǎn)動； 所述多片葉片中的每片葉片與所述上支撐部件及所述下支撐部件連接部位有旋轉(zhuǎn)裝置； 所述旋轉(zhuǎn)裝置內(nèi)設(shè)有定位部件，所述定位部件鎖定所述旋轉(zhuǎn)裝置。
2.如權(quán)利要求I所述垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述一對平行設(shè)置的扁平狀支撐部件為圓環(huán)形且大小相同，所述葉片為柱形體； 所述圓環(huán)形支撐部件以多條連接其外圓和內(nèi)圓的等分線分成與所述多片葉片數(shù)相同個等分，取其中一條等分線稱為當(dāng)前等分線，所述當(dāng)前等分線與所述圓環(huán)形支撐部件外圓的交點(diǎn)稱為所述當(dāng)前等分線的外節(jié)點(diǎn)，所述圓環(huán)形支撐部件外圓上所述當(dāng)前等分線的外節(jié)點(diǎn)的逆時針方向的前一個由其他等分線與所述外圓相交形成的外節(jié)點(diǎn)稱為所述當(dāng)前等分線的前節(jié)點(diǎn)； 所述柱形體任一端面包括頭部和尾部，所述頭部為圓形，所述圓形頭部直徑等于所述圓環(huán)形支撐部件的外圓半徑減去內(nèi)圓半徑之差，所述圓形頭部的圓心位于一條所述等分線中點(diǎn)，稱一端面圓形頭部位于所述當(dāng)前等分線中點(diǎn)的柱形體為當(dāng)前柱形體，該端面為當(dāng)前端面，稱當(dāng)前柱形體沿圓環(huán)形支撐部件逆時針方向的第一個所述柱形體為第二柱形體，稱當(dāng)前柱形體沿圓環(huán)形支撐部件逆時針方向的第二個所述柱形體為第三柱形體，所述當(dāng)前等分線的外節(jié)點(diǎn)通過一條圓弧與所述當(dāng)前等分線的前節(jié)點(diǎn)相連稱為外圓弧，做一圓形，使該圓形與所述當(dāng)前端面的所述圓形頭部外切，與所述第二柱形體的與所述當(dāng)前端面同一平面內(nèi)的端面的所述圓形頭部內(nèi)切，并與所述第三柱形體的與所述當(dāng)前端面同一平面內(nèi)的端面的所述圓形頭部外切，以該圓形與所述當(dāng)前端面的所述圓形頭部的切點(diǎn)至所述當(dāng)前等分線的前節(jié)點(diǎn)截取圓弧，稱該段圓弧為內(nèi)圓弧，所述外圓弧與所述內(nèi)圓弧于所述當(dāng)前等分線的前節(jié)點(diǎn)處相交形成所述當(dāng)前端面的尾部，所述外圓弧半徑與所述圓環(huán)形支撐部件外圓半徑相等，所述外圓弧與所述內(nèi)圓弧及所述圓形頭部自所述當(dāng)前等分線外節(jié)點(diǎn)順時針至所述內(nèi)圓弧與所述圓形頭部切點(diǎn)處截取的圓弧圍成所述當(dāng)前端面； 所述任一柱形體上下端面的圓形頭部圓心與相鄰的所述支撐部件鉸接，所述任一柱形體以其所述上下端面的圓形頭部的圓心連線為軸樞轉(zhuǎn)。
3.如權(quán)利要求2所述垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述任一柱形體與所述支撐部件鉸接部位設(shè)有與所述柱形體聯(lián)動的從動齒輪，所述從動齒輪平行于所述支撐部件，且與其所屬柱形體的任一端面的圓形頭部同心，所述支撐軸設(shè)有驅(qū)動齒輪，所述從動齒輪與所述驅(qū)動齒輪嚙合。
4.如權(quán)利要求I或2所述垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述風(fēng)輪有多個，所述多個風(fēng)輪同心，所述多個風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)方向相互平行，所述多個風(fēng)輪以相同的角速度旋轉(zhuǎn)。
5.如權(quán)利要求I或2所述垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，還包括發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)置于所述支撐軸底部，所述發(fā)電機(jī)通過傳動機(jī)構(gòu)與所述風(fēng)輪連接。
6.如權(quán)利要求I或2所述垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，還包括發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)包括轉(zhuǎn)子和定子，所述轉(zhuǎn)子由所述風(fēng)輪形成，所述定子設(shè)于所述支撐軸上。
7.如權(quán)利要求3所述垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述風(fēng)輪有多個，所述多個風(fēng)輪同心，所述多個風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)方向相互平行，所述多個風(fēng)輪以相同的角速度旋轉(zhuǎn)。
8.如權(quán)利要求3所述垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，還包括發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)置于所述支撐軸底部，所述發(fā)電機(jī)通過傳動機(jī)構(gòu)與所述風(fēng)輪連接。
9.如權(quán)利要求3所述垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，還包括發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)包括轉(zhuǎn)子和定子，所述轉(zhuǎn)子由所述風(fēng)輪形成，所述定子設(shè)于所述支撐軸上。
10.如權(quán)利要求4所述垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述多個風(fēng)輪于垂直方向相互緊貼。
11.如權(quán)利要求7所述垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述多個風(fēng)輪于垂直方向相互緊貼。
12.如權(quán)利要求10所述垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述多個風(fēng)輪的支撐部件大小相同，所述多個風(fēng)輪的葉片數(shù)不同。
13.如權(quán)利要求11所述垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述多個風(fēng)輪的支撐部件大小相同，所述多個風(fēng)輪的葉片數(shù)不同。
14.如權(quán)利要求12所述垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述多個風(fēng)輪中于最上部的風(fēng)輪的葉片數(shù)為2片，往下依次每個風(fēng)輪的葉片數(shù)增加I片。
15.如權(quán)利要求13所述垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述多個風(fēng)輪中于最上部的風(fēng)輪的葉片數(shù)為2片，往下依次每個風(fēng)輪的葉片數(shù)增加I片。
16.如權(quán)利要求14所述垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述風(fēng)輪有5個、6個或者7個。
17.如權(quán)利要求15所述垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述風(fēng)輪有5個、6個或者7個。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括支撐軸和風(fēng)輪，所述支撐軸垂直于地面。本實(shí)用新型的有益效果是1．風(fēng)輪葉片可打開，可合上，合上后呈圓柱形，受風(fēng)面積小，在風(fēng)力過大時可保護(hù)風(fēng)輪。2．改變了單一風(fēng)輪結(jié)構(gòu)的固有頻率，每層風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的諧波分量相互干擾，阻礙共振發(fā)生，同時不同風(fēng)輪的風(fēng)輪葉片間氣流彼此干擾，阻礙了激振發(fā)生，使風(fēng)輪壽命得到延長。3．可將發(fā)電機(jī)置于地面或較低位置方便維護(hù)。4．可設(shè)計(jì)成內(nèi)轉(zhuǎn)子或者外轉(zhuǎn)子發(fā)電形式，結(jié)構(gòu)靈活。5．上大下小的風(fēng)輪系統(tǒng)可以更有效地利用風(fēng)能，同時由于離地面越近風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)半徑越小，使得靠近風(fēng)力發(fā)電機(jī)的土地在一定高度范圍內(nèi)可以得到利用。
文檔編號F03D9/00GK202431446SQ20112036965
公開日2012年9月12日 申請日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月28日
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