专利名称：垂直轴风力发电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种风力发电机，特别涉及一种垂直轴风力发电机。
背景技术：
随着生活水平的提高，人类对能源的需求越来越多，而能源的有限性导致人们不 断地追求新的能源，追求更有效、更合理的利用能源的方式。目前，风力发电所产生的能源 只占据很小的一部分，因为普通的风力发电机不仅重量大，安装困难，而且价格昂贵，噪音 比较大，导致难以实现广泛应用。风力发电机分为水平轴和垂直轴两种类型，水平轴风力发 电机因其自身的局限性而导致应用并不广泛。垂直轴风力发电机分为阻力型和升力型两 种，阻力型风力发电机使用阻力型叶片，启动性能好，但是发电效率较低，升力型风力发电 机使用升力型叶片，发电效率高，但启动性能较差。
发明内容
为克服现有技术中的上述问题，本发明提供了一种采用升阻互补结构且更加适合 采用风电-建筑一体化设计的垂直轴风力发电机。本发明采用的技术方案是一种垂直轴风力发电机，包括支柱、固定在该支柱上 的电机、与该电机轴向连接的主轴、水平安装在该主轴上的若干支持翼、阻力叶片和升力叶 片，支持翼绕主轴等间距分布，阻力叶片固定安装在主轴上，升力叶片安装在支持翼的外端 部，且升力叶片的纵截面与水平面相垂直，其中主轴由碳纤维材料制成，该种碳纤维材料具 有高强度、低密度的优良品质。进一步地，主轴通过套筒与电机相连接。更进一步地，主轴上还安装有至少上、下两个隔板，阻力叶片固定在两个隔板之 间。优选地，支持翼为两套，这样，结构更加稳定
进一步地，阻力叶片为2个，当然，阻力叶片也可设计为更多个。更进一步地，升力叶片为机翼型叶片，该种叶片微风启动性能更好。优选地，升力叶片为3个。与现有技术相比，本发明具有下列优点本发明的风力发电机的主轴由碳纤维 材料制成，该种碳纤维材料具有高强度和低密度的优点，使得风力发电机的整体重量更轻， 且结构更加坚固，不易变形。另外，本发明的风力发电机利用了阻力叶片和升力叶片，启动 性能好，且能保证较高的发电效率。本发明的垂直轴风力发电机特别适合用于风力资源较 好的城市群体，其质量轻，噪音更低，安装方便，能够以城市高层建筑为载体，构成一体化设 计，致力于城市楼宇高层发电，而且在造型上也更加美观。
图1为本发明的风力发电机未安装升力叶片状态下的主视图；图2为本发明的风力发电机的结构示意图； 图3为本发明的风力发电机的俯视图。图中1、支柱；2、电机；3、主轴；4、支持翼；5、阻力叶片；6、升力叶片；7、套筒；8、 隔板；9、联轴器。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征更 易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围作出更为清除明确的界定。图1至图2为本发明的垂直轴风力发电机的示意图，整个结构安装在一塔架上，该 种塔架可采用风电-建筑一体化设计，且安装高度可视楼层顶部结构状况而定。该风力发 电机包括支柱1 ；固定安装在支柱1上的电机2 ；与电机2轴向连接的主轴3，主轴3由碳 纤维材料制成，该种碳纤维材料是一种力学性能优异的新材料，常用于航空等领域，其具有 极高的强度和低密度的优点，该碳纤维材料的强度是钢铁强度的5倍以上，而比重却只有 刚的1/5左右，由此种碳纤维材料制成的主轴3不仅具有较强的抗冲击性能、抗腐蚀等多种 优点，而且大大减轻了风力发电机的整体重量，使得该风力发电机能够更适合风电-建筑 一体化设计，可广泛应用于多种建筑上，该主轴3通过套筒7与电机2相连接；水平安装在 主轴3上的多个支持翼4 ；阻力叶片5和升力叶片6。其中，在本发明的优选实施例中，支持 翼4为6个且分为两组，每组包括3个支持翼4，两组支持翼4分别通过联轴器9水平固定 安装在主轴3上，且每组支持翼4分别相对应地绕主轴3等间距分布，这样能够保证风力发 电机整体保持平稳的工作状态，升力叶片6安装在支持翼4的外端部，每个叶片分别与上、 下两组的3个支持翼4中对应的一组相固定连接，S卩，每个叶片由相对应的两个支撑翼支 撑，且升力叶片6的纵截面与水平面相垂直，风力发电机主要利用升力叶片做功，理论风能 利用系数较高。所述阻力叶片5有两个，分别安装在固定安装在主轴3上的上、下两个隔板 8之间，
图3为本发明的垂直轴风力发电机的俯视图。垂直轴风力发电机具有独特的优点，本发明的垂直轴风力发电机因采用高强度、 低密度的碳纤维材料来制成主轴，风力发电机的重量更轻，使得其更适合采用风电-建筑 一体化设计，这样，垂直轴风力发电机的优势就更加明显。本发明的垂直轴风力发电机可分为2KW、5KW、10KW等多种类型，可并网也可离网， 根据风力资源的情况可以或完全取代市电，满足风机额定功率范围内的各种电器的用电需 求。本发明的垂直轴风力发电机具有重量轻，工作噪声低、安装方便、可靠性高等多种优点， 可广泛应用于多种场所。以上对本发明的特定实施例进行了说明，但本发明的保护内容不仅仅限定于以上 实施例，在本发明的所属技术领域中，只要掌握通常知识，就可以在其技术要旨范围内进行 多种多样的变更。
权利要求
1.一种垂直轴风力发电机，包括支柱(1)、固定在所述支柱(1)上的电机(2)、与所述电 机(2)轴向连接的主轴(3)、水平安装在所述主轴(3)上的若干支持翼(4)、阻力叶片(5)和 升力叶片(6)，所述支持翼(4)绕所述主轴(3)等间距分布，所述阻力叶片(5)固定安装在所 述主轴(3)上，所述升力叶片(6)安装在所述支持翼(4)的外端部，且所述升力叶片(6)的 纵截面与水平面相垂直，其特征在于所述主轴(3)由碳纤维材料制成。
2.根据权利要求1所述的垂直轴风力发电机，其中所述主轴(3)通过套筒(7)与所述 电机(2)相连接。
3.根据权利要求1所述的垂直轴风力发电机，其中所述主轴(3)上还安装有至少两个 隔板(8)。
4.根据权利要求3所述的垂直轴风力发电机，其中所述阻力叶片(5)固定在所述至少 两个隔板(8)之间。
5.根据权利要求1所述的垂直轴风力发电机，其中所述支持翼(4)为两套。
6.根据权利要求1所述的垂直轴风力发电机，其中所述阻力叶片(5)为2个。
7.根据权利要求1所述的垂直轴风力发电机，其中所述升力叶片(6)为机翼型叶片。
8.根据权利要求7所述的垂直轴风力发电机，其中所述升力叶片(6)为3个。
全文摘要
本发明提供了一种垂直轴风力发电机，其包括支柱、固定在支柱上的电机、与电机轴向连接的主轴、水平安装在主轴上的支持翼、阻力叶片和升力叶片，支持翼绕主轴等间距分布，阻力叶片固定安装在主轴上，升力叶片安装在支持翼的外端部，且升力叶片的纵截面与水平面相垂直，主轴由碳纤维材料制成。本发明的垂直轴风力发电机，重量轻，可靠性高，工作噪声低，更适合于与居民住宅配套使用。
文档编号F03D9/00GK102072099SQ201110045880
公开日2011年5月25日 申请日期2011年2月25日 优先权日2011年2月25日
发明者周长伟, 姜锦云, 张明辉, 袁庭坚, 褚卫丰, 许文前 申请人:江苏澳盛风能设备科技有限公司