专利名称：垂直轴风力发电机组的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种风力发电机组。
背景技术：
目前已有的风力发电机组有两种， 一种为水平轴式的风力发电机组， 一种为垂直轴式 的风力发电机组。水平轴式的风力发电机组的风轮围绕水平轴转动，其发电机需要安装在很 高处，所以安装、维修很困难，同时，水平轴式的风力发电机组的页片需悬臂安装，所以易 折损，寿命短，此外，水平轴式的风力发电机组不能使用拉紧装置，所以抗风能力差，并且 水平轴式的风力发电机组还需有迎风控制装置，所以结构复杂，故障多，造价高；垂直轴式 的风力发电机组也有许多问题，根据风轮与发电机联合工作特性，需有限速、限流等保护装 置，所以结构复杂，故障多，造价高，同时，垂直轴式的风力发电机组的页片的结构复杂， 制造难度大，易折损，寿命短。此外，已有的这两种风力发电机组均装有启动电动机，所以 也增加了运行成本。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种垂直轴风力发电机组，要解决风力发电 机组结构复杂，故障多，安装维修困难、造价高的技术问题；并解决风力发电机的页片结构 复杂、寿命短、制造难度大的问题；本实用新型还要解决风力发电机抗风能力差的问题。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是
一种垂直轴风力发电机组，包括支撑在地基上的机架、与机架连接的转轴和与转轴连接 的启动风轮和发电机，其特征在于
所述转轴为垂直轴，垂直轴的中段与启动风轮连接；沿垂直轴的圆周分布有弯弓形的 主页片，主页片上端经连接铰与垂直轴的上段铰接，主页片下端经连接铰与垂直轴的下段铰 接，主页片中部向外鼓，其横截面为空心翼形，翼尖部朝向旋转圆周的切线方向。
所述垂直轴的下部通过下轴承与机架连接，垂直轴的下端穿过机架、通过联轴节与位于 机架内的发电机驱动连接，垂直轴的上端连接上轴承，上轴承的外面与轴承座连接，轴承座 的耳孔与拉紧装置连接。
所述启动风轮呈塔桶状一层一层地叠落连接在垂直轴上，每层启动风轮有一底盘，底盘 上相对垂直轴对称连接至少两片弯弧形的轮片。所述主页片至少有两片，其内部的空腔内壁之间可连有加强筋。
所述垂直轴的顶部可连接挡圈和紧固螺母或者连接端盖。
所述机架的底部与地基之间可连接有垂直限位机构和抗扭限位机构。
所述关节轴承由固定连接在机架底部的凸金属件和固定连接在地基上的凹金属件凹凸配 合连接。
所述扭转控制装置包括固定连接在地基上的限位块和固定连接在机架底部、限位块侧面 的限位挡板。
所述限位挡板可位于限位块的一侧或两侧。 本实用新型的有益效果如下
本实用新型所述垂直轴绕纵向中心线转动，为垂直轴，风轮随垂直轴转动，改变了传统 风力发电机的风轮围绕水平轴转动的情况。发电机无需安装在很高处，其安装在低处即可， 所以安装、维修很方便。本实用新型可使用拉紧装置，所以抗风能力强。本实用新型无需迎 风控制装置，并且根据风轮与发电机联合工作特性，没有限速、限流等保护装置，结构简单 ，故障少，造价低。此外，本实用新型装有启动风轮，启动风轮取带了启动电动机，降低了 运行成本。
本实用新型的页片均匀分布在垂直轴的四周，其中主页片为弯弓形形状，能有效的接受 风源，最大限度的将风力转化为电力。同时，页片的形状和结构很简单，页片的截面为等截 面，制造容易，造价低。而且，页片无需悬臂安装，其两端固定安装在垂直轴上，所以不易 折损，使用寿命大大增加。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。 图l是本实用新型的纵剖面结构示意图。
图2是
图1中A-A剖面的放大示意图。 图3是
图1中I处的放大示意图。 图4是主页片的水平截面的示意图。 图5是启动风轮的示意图。
附图标记l一紧固螺母、2 —挡圈、3 —轴承座、4一上轴承、5 —垂直轴、6 —连接铰、 7 —主页片、7. 1 —空腔、7.2 —加强筋、8 —启动风轮、8. 1—轮片、8.2 —底盘、9 —下轴承 、IO —联轴节、ll一机架、12 —发电机、13 —垂直限位机构、13. l —凸金属件、13.2 —凹金 属件、14一抗扭限位机构、14. l一限位块、14.2 —限位挡板、15 —地基、16 —拉紧装置。
具体实施方式
实施例参见图l所示，这种垂直轴风力发电机组，包括支撑在地基15上的机架11、与机 架11连接的转轴和与转轴连接的启动风轮和发电机12，转轴为垂直轴5，垂直轴5的中段与启 动风轮8连接，参见图l、图2、图5，所述启动风轮8呈塔桶状一层一层地叠落连接在垂直轴 5上，每层启动风轮8有一底盘8.2，底盘8. 2上相对垂直轴5对称连接至少两片弯弧形的轮片 8.1，本实施例中的启动风轮8有四层。
参见图l、图2、图4，沿垂直轴5的圆周分布有弯弓形的主页片7，主页片7上端经连接 铰6与垂直轴5的上段铰接，主页片7下端经连接铰6与垂直轴5的下段铰接，主页片7中部向外 鼓，其横截面为空心翼形，翼尖部朝向旋转圆周的切线方向，主页片7至少有两片，本实施 例中有三片，其内部的空腔7. l内壁之间连有加强筋7.2。
所述垂直轴5的下部通过下轴承9与机架11连接，垂直轴5的下端穿过机架11、通过联轴 节10与位于机架内的发电机12驱动连接，垂直轴5的上端连接上轴承4，上轴承4的外面与轴 承座3连接，轴承座3的耳孔与拉紧装置16连接。
参见
图1 ，所述机架11的底部与地基l5之间连接有垂直限位机构13和抗扭限位机构14， 垂直限位机构13由固定连接在机架11底部的凸金属件13. 1和固定连接在地基15上的凹金属件 13.2凹凸配合连接。抗扭限位机构14包括固定连接在地基15上的四个限位块14. l和固定连接 在机架ll底部、限位块侧面的限位挡板14.2。所述限位挡板14.2位于限位块14. l的一侧或两
所述垂直轴5的顶部可连接挡圈2和紧固螺母1或者连接端盖。参见图3，本实施例中连接 的是挡圈2和紧固螺母1。
所述主页片7是由玻璃钢材料制造，拉紧装置16为简支梁结构。
紧固螺母l，挡圈2，轴承座3，上轴承4，垂直轴5，连接铰6，主页片7，启动风轮8，下 轴承9，联轴节IO，机架ll，发电机12，垂直限位机构13，抗扭限位机构14，上述零部件可 视为整体A，整体A固定在地基15上。
整体A的内部，紧固螺母l，挡圈2，垂直轴5，连接铰6，主页片7，启动风轮8可视为又 一个整体B，称为风轮，风轮在轴承座3、机架11的约束下通过上轴承4、下轴承9可自由回 转，风轮回转形成的力矩通过联轴节10传给发电机12发电。
所述垂直限位机构13约束整体A铅垂方向移动，所述抗扭限位机构14约束整体A水平方向 转动，确保风轮与发电机主轴间只有一个自由度。
权利要求1.一种垂直轴风力发电机组，包括支撑在地基(15)上的机架(11)、与机架(11)连接的转轴和与转轴连接的启动风轮和发电机(12)，其特征在于所述转轴为垂直轴(5)，垂直轴(5)的中段与启动风轮(8)连接；沿垂直轴(5)的圆周分布有弯弓形的主页片(7)，主页片(7)上端经连接铰(6)与垂直轴(5)的上段铰接，主页片(7)下端经连接铰(6)与垂直轴(5)的下段铰接，主页片(7)中部向外鼓，其横截面为空心翼形，翼尖部朝向旋转圆周的切线方向；所述垂直轴(5)的下部通过下轴承(9)与机架(11)连接，垂直轴(5)的下端穿过机架(11)、通过联轴节(10)与位于机架内的发电机(12)驱动连接，垂直轴(5)的上端连接上轴承(4)，上轴承(4)的外面与轴承座(3)连接，轴承座(3)的耳孔与拉紧装置(16)连接。
2.根据权利要求l所述的垂直轴风力发电机组，其特征在于所述启 动风轮(8)呈塔桶状一层一层地叠落连接在垂直轴(5)上，每层启动风轮(8)有一底盘 (8.2)，底盘(8.2)上相对垂直轴(5)对称连接至少两片弯弧形的轮片(8.1)。
3.根据权利要求2所述的垂直轴风力发电机组，其特征在于所述主 页片(7)至少有两片，其内部的空腔(7.1)内壁之间连有加强筋(7.2)。
4.根据权利要求1或2所述的垂直轴风力发电机组，其特征在于所 述垂直轴(5)的顶部连接挡圈(2)和紧固螺母(1)或者连接端盖。
5.根据权利要求1或2所述的垂直轴风力发电机组，其特征在于所 述机架(11)的底部与地基(15)之间连接有垂直限位机构(13)和抗扭限位机构(14)。
6.根据权利要求5所述的垂直轴风力发电机组，其特征在于所述关 节轴承(13)由固定连接在机架(11)底部的凸金属件(13.1)和固定连接在地基(15)上 的凹金属件(13.2)凹凸配合连接。
7.根据权利要求5所述的垂直轴风力发电机组，其特征在于所述扭 转控制装置(14)包括固定连接在地基(15)上的限位块(14.1)和固定连接在机架(11)底部、限位块侧面的限位挡板(14.2)。
8.根据权利要求7所述的垂直轴风力发电机组，其特征在于所述限 位挡板(14.2)位于限位块(14.1)的一侧或两侧。
专利摘要一种垂直轴风力发电机，其转轴为垂直轴，垂直轴的中段与启动风轮连接；沿垂直轴的圆周分布有弯弓形的主页片，主页片上端经连接铰与垂直轴的上段铰接，主页片下端经连接铰与垂直轴的下段铰接，主页片中部向外鼓，其横截面为空心翼形，翼尖部朝向旋转圆周的切线方向；所述垂直轴的下部通过下轴承与机架连接，垂直轴的下端穿过机架、通过联轴节与位于机架内的发电机驱动连接，垂直轴的上端连接上轴承，上轴承的外面与轴承座连接，轴承座的耳孔与拉紧装置连接。本实用新型可使用拉紧装置，所以抗风能力强；其无需迎风控制装置，没有限速、限流等保护装置，结构简单，故障少，造价低；启动风轮取带了启动电动机，降低了运行成本。
文档编号F03D9/00GK201367985SQ200920301340
公开日2009年12月23日 申请日期2009年3月17日 优先权日2009年3月17日
发明者杨胜武 申请人:杨胜武