翻板型垂直轴发电风车的制作方法

本实用新型涉及风力发电设备领域，尤其涉及一种翻板型垂直轴发电风车。

背景技术：

风能(wind energy)是空气流动所产生的动能，是太阳能的一种转化形式：由于太阳辐射造成地球表面各部分受热不均匀，引起大气层中压力分布不平衡，在水平气压梯度的作用下，空气沿水平方向运动形成风。据估计到达地球的太阳能中虽然只有大约2％转化为风能，但其总量仍是十分可观的：全球的风能约为1300亿千瓦，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。

风能是可再生的清洁能源，在能源危机日益严重的新世纪，得到了迅猛的发展。到2008年为止，全世界以风力产生的电力约有94.1百万千瓦，供应的电力已超过全世界用量的1％。风能虽然对大多数国家而言还不是主要的能源，但在1999年到2005年之间已经成长了四倍以上。

虽然风能储量大、分布广，但它的能量密度低(只有水能的1/800)，并且不稳定，因此，需要风能转化设备才可将风的动能转化成机械能、电能和热能等供人们使用。

风力发电机即是最常用的风能转化设备之一，它把风的动能转化为旋转的动作去推动发电机，以产生电力，方法是透过传动轴，将转子的旋转动力传送至发电机。

风力发电机多种多样，根据风轮旋转的方向和风向之间的关系，可分为两类：水平轴风力发电机，风轮的旋转轴与风向平行；垂直轴风力发电机，风轮的旋转轴垂直于地面或者气流的方向。

其中，垂直轴风力发电机的输出功率，明显高于水平轴风力发电机，因此，成为风力发电的发展趋势。

例如，在先申请的实用新型专利：专利名称为“蜂巢翻板阻力型垂直轴风力发电机”，申请号为“CN201310318672.2”。如图1所示，蝶形受风框架1＇匀布在旋转套2＇上，旋转套固定在旋转套筒轴上；旋转套筒轴垂直固定在塔架3＇上部；蝶形受风框架1＇上固定有蜂巢式水平翻板框架4＇；蜂巢式水平翻板框架4＇的每个多边形都带有一个限位凸台并通过水平的小轴固定有一个水平翻板5＇。

其工作原理是根据蜂巢式框架1＇内水平翻板5＇在塔架3＇的两侧的不同状态，在有微风的情况下一侧水平翻板5＇被限位凸起卡住，形成受风面；另一侧翻转至水平位置，使风流畅通过。

上述实用新型中的垂直轴风力发电机，利用垂直轴在平行于水平面的转动实现发电，而风力的利用主要是利用水平翻板5＇，但是水平翻板5＇在与水平翻板框架4＇接触时，会由于脱离或进入垂于风力的平面，而导致水平翻板5＇快速的打击在水平翻板框架4＇上，同时，也没有很好的过渡。

因此，市场上急需一种能够有效减缓扇叶对固定框的撞击的垂直轴风力发电机。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种具有缓冲作用的翻板型垂直轴发电风车，通过设置侧翼，能够有效减缓扇叶对固定框的撞击，进而降低发电噪音，减轻设备磨损。

本实用新型提供一种翻板型垂直轴发电风车，包括：

支撑系统，用于支撑整体；

旋转组件，所述旋转组件固定在支撑系统上，且旋转组件可相对支撑系统360°转动；

多个固定框，所述固定框与旋转组件固定连接，且多个固定框等间距的固定在旋转组件上；

与固定框一一对应的扇叶，所述扇叶利用可旋转装置安装在固定框内；

多片侧翼，扇叶的两侧分别固定一片侧翼，所述侧翼能够被固定框阻挡以起到缓冲及增大扇叶受风面积的作用。

进一步地，所述扇叶的上侧设有平行于扇叶两侧的重锤，所述固定框上设有能够阻挡重锤的限位挡板。

进一步地，所述旋转组件包括：

套筒件，所述套筒件的底部固定在支撑系统上；

轴承，所述轴承固定在套筒件的顶部；

主轴，所述主轴的底部安插固定在轴承内；

转盘，所述转盘与主轴的顶部固定连接；

多根连接杆，所述连接杆的根部与转盘固定连接，且连接杆垂直于转盘侧面，所述连接杆的头部与固定框固定连接。

进一步地，所述转盘的侧面设有在圆周方向上均匀分布的多个插孔，所述连接杆的根部穿过并固定在插孔内，所述连接杆与主轴的顶端通过斜拉的钢绞线加固连接。

进一步地，所述旋转组件包括：

主轴，所述主轴的底部固定在支撑系统上；

转盘，所述转盘安装在主轴的顶部；

轴承，所述轴承固定安装在转盘与主轴之间；

多根连接杆，所述连接杆的根部与转盘固定连接，且连接杆垂直焊接在转盘的侧面，所述连接杆的头部与固定框固定连接。

进一步地，所述旋转组件包括：

主轴，所述主轴的底部以可旋转的方式固定在支撑系统上；

轴承，所述轴承固定安装在主轴与支撑系统之间；

转盘，所述转盘固定安装在主轴的顶部；

多根连接杆，所述连接杆的根部与转盘固定连接，且连接杆垂直于转盘的侧面，所述连接杆的头部与固定框固定连接。

进一步地，所述扇叶为矩形板，所述固定框为与扇叶形状适配的矩形框；所述矩形板的上侧部分设有转轴，所述固定框的两侧分别设有一转孔，所述转轴容置在转孔内。

进一步地，所述侧翼与扇叶一体成型，所述侧翼由矩形板两侧面向矩形板的相反侧面方向折起。

进一步地，所述侧翼与同侧扇叶呈135°角。

进一步地，所述支撑系统为盘形底座，所述盘形底座上设有多个均匀分布的螺栓固定孔。

相较于现有技术，本实用新型提供的翻板型垂直轴发电风车，在扇叶的两侧分别固定一片侧翼，在扇叶相对固定框旋转时，侧翼能够与固定框直接接触，利用斜面受力作用，能够有效减缓扇叶对固定框的撞击，起到较好的缓冲作用，降低发电噪音，同时减轻设备磨损。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的蜂巢翻板阻力型垂直轴风力发电机的立体结构图；

图2为本实用新型提供的翻板型垂直轴发电风车的第一实施例的立体结构图；

图3为本实用新型提供的翻板型垂直轴发电风车的第一实施例的左视图；

图4为本实用新型提供的翻板型垂直轴发电风车的第一实施例的俯视图；

图5为本实用新型提供的翻板型垂直轴发电风车的第二实施例的立体结构图；

图6为本实用新型提供的翻板型垂直轴发电风车的第三实施例的立体结构图。

附图标记：

1＇-蝶形受风框架； 2＇-旋转套； 3＇-塔架；

4＇-水平翻板框架； 5＇-水平翻板；

1-盘形底座； 2-旋转组件； 3-固定框；

4-扇叶； 5-侧翼； 6-重锤；

7-钢绞线； 211-第一主轴； 212-第一轴承；

213-第一转盘； 214-第一连接杆； 215-套筒件；

216-第二轴承； 217-第二主轴； 218-第二转盘；

219-第二连接杆； 220-第三主轴； 221-第三转盘；

222-第三轴承； 223-第三连接杆； 311-限位挡板。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

第一实施例

图2为本实用新型提供的翻板型垂直轴发电风车的第一实施例的立体结构图；

图3为本实用新型提供的翻板型垂直轴发电风车的第一实施例的左视图；

图4为本实用新型提供的翻板型垂直轴发电风车的第一实施例的俯视图。

如图2-4所示，本实施例提供一种翻板型垂直轴发电风车，包括支撑系统、旋转组件2、四个固定框3、与固定框3一一对应的扇叶4以及数量是扇叶4二倍的侧翼5；

支撑系统用于支撑整体，具体为盘形底座1，

旋转组件2固定在盘形底座1上，且旋转组件2可相对盘形底座360°转动。具体来说，旋转组件2包括：

第一主轴211，第一主轴211的底部以可旋转的方式固定在盘形底座1上；

第一轴承212，第一轴承212固定安装在第一主轴211与盘形底座1之间；

第一转盘213，第一转盘213固定安装在第一主轴211的顶部；

多根第一连接杆214，第一连接杆214的根部与第一转盘213固定连接，且第一连接杆214垂直于第一转盘213的侧面；

固定框3固定在第一连接杆214的头部；

扇叶4利用可旋转装置安装在固定框3内；

扇叶4的两侧分别固定一片侧翼5，侧翼5能够被固定框3阻挡以起到缓冲及增大扇叶4受风面积的作用。

本实施例提供的翻板型垂直轴发电风车，其工作原理如下：

第一步，在有风吹过时，位于第一转盘213一侧的扇叶4，其侧翼5被固定框3阻挡，无法转动，形成受风面；

第二步，当第一转盘213转过一定角度后，扇叶4的运动趋势发生变化，侧翼5不再被固定框3阻挡，扇叶4发生旋转，直至扇叶4垂直于固定框3，扇叶4的受风面积达到最小，风可流畅通过；

第三步，第一转盘213继续转过一定角度，扇叶4的运动趋势继续发生变化，扇叶4开始在重力作用下翻转，又逐渐恢复至第一步的状态，完成一个转盘转动循环。

第一转盘213的转动，带动第一主轴211转动，第一主轴211依靠第一轴承212相对盘形底座1转动，实现动力输出，完成发电。

相较于现有技术，本实施例提供的翻板型垂直轴发电风车，在扇叶4的两侧分别固定一片侧翼5，在扇叶4相对固定框3旋转时，侧翼5能够与固定框3直接接触，利用自身的斜面受力作用，提前关闭扇叶4，能够有效减缓扇叶4对固定框3的撞击，帮助扇叶4受风力时，能够过渡的开启或关闭，起到较好的缓冲作用，降低发电噪音，同时减轻设备磨损；此外，侧翼5还能够加受风面积，提高风能利用率。

在本实施例中，支撑系统具体为盘形底座1，盘形底座1上设有多个均匀分布的螺栓固定孔。盘形底座1与地面或者安装面的接触面积大，能够起到稳定的支撑作用；通过设置多个均匀分布的螺栓固定孔，使盘形底座1更加牢固的固定在安装面上，使第一主轴211不易发生倾斜，保证受力效果和工作效率。

当然，这仅是本实用新型的一个具体实施例，本实用新型的支撑系统的具体结构并不局限于此，也可为其他结构，只要能稳定的支撑整个设备即可。

在本实施例中，扇叶4的一端设有平行于扇叶4两侧的重锤6，固定框3上设有能够阻挡重锤6的限位挡板311。

重锤6能够减小扇叶4转轴两边的重力差，使扇叶4更容易产生转动，动作更加流畅，能够利用较小的风力。

重锤6与限位挡板311的适配能够起到定位作用，使扇叶5与固定框3最大呈90～95度角，防止扇叶4被大风吹得翻转大于180度至固定框3的另一侧，因为扇叶4在翻转到固定框3的另一侧后，不能穿过固定框3，会导致扇叶4不能再正常工作。

此外，重锤6能够加快扇叶4由平行于固定框3的状态向垂直于固定框3的状态转化，保证第一步至第三步顺利进行。

在本实施例中，第一转盘213的侧面设有在圆周方向上均匀分布的多个插孔，第一连接杆214的根部穿过并固定在插孔内，第一连接杆214与第一主轴211的顶端通过斜拉的钢绞线7加固连接。

第一连接杆214根部穿过插孔，第一转盘213能够提供稳定的、垂直于第一连接杆214的力；斜拉的钢绞线7使第一连接杆214与第一主轴211的连接更加稳定，能够利用较大的风力。

在本实施例中，扇叶4为矩形板，固定框3为与扇叶4形状适配的矩形框；矩形板的上侧部分设有转轴，固定框3的顶部的两侧分别设有一转孔，转轴容置在转孔内。

扇叶4和固定框3的上述形状，结构简单，制造难度低，与各种螺旋扇叶4相比，具有明显的经济优势。

当然，这仅是本实用新型的一个具体实施例，本实用新型的扇叶4和固定框3的形状并不局限于此，也可为其他形状。

在本实施例中，所述侧翼5与扇叶4一体成型，所述侧翼5由矩形板两侧面向矩形板的相反侧面方向折起。

侧翼5与扇叶4一体成型，具有较高的连接强度，而且易于生产；侧翼5沿着矩形板的侧边折起，具有良好的弹性，能够起到很好的缓冲作用。

第二实施例

图5为本实用新型提供的翻板型垂直轴发电风车的第二实施例的立体结构图。

如图5所示，本实施例提供一种翻板型垂直轴发电风车，包括盘形底座1、旋转组件2、四个固定框3、与固定框3一一对应的扇叶4以及数量是扇叶4二倍的侧翼5；

旋转组件2包括套筒件215、第二轴承216、第二主轴217、第二转盘218以及多根第二连接杆219；套筒件215的底部固定在盘形底座1上；第二轴承216固定在套筒件215的顶部；第二主轴217的底部安插固定在第二轴承216内；第二转盘218与第二主轴217的顶部固定连接；第二连接杆219的根部与第二转盘218固定连接，且第二连接杆219垂直焊接于第二转盘218侧面，多根第二连接杆219等间距的固定在第二转盘218上；

固定框3固定在第二连接杆219的头部；

扇叶4利用转轴安装在固定框3内；

扇叶4的两侧分别固定一片侧翼5，侧翼5能够被固定框3阻挡以起到缓冲和增大扇叶4受风面积的作用。

相较于现有技术，本实施例提供的翻板型垂直轴发电风车，在扇叶4的两侧分别固定一片侧翼5，在扇叶4相对固定框3旋转时，侧翼5能够与固定框3直接接触，利用自身的斜面受力作用，提前关闭扇叶4，能够有效减缓扇叶4对固定框3的撞击，起到较好的缓冲作用，降低发电噪音，同时减轻设备磨损。

与第一实施例相比，第二实施例的旋转组件2结构略有不同，利用套筒件215、第二轴承216以及第二主轴217三者的配合，实现第二转盘218相对盘形底座1转动；此外，第二转盘218与连接杆的连接方式更加简单。

第三实施例

图6为本实用新型提供的翻板型垂直轴发电风车的第三实施例的立体结构图。

如图6所示，本实施例提供一种翻板型垂直轴发电风车，包括盘形底座1、旋转组件2、四个固定框3、与固定框3一一对应的扇叶4以及数量是扇叶4二倍的侧翼5；

旋转组件2包括第三主轴220、第三转盘221、第三轴承222以及多根第三连接杆223；第三主轴220的底部固定在支撑系统上；第三转盘221利用第三轴承222安装在第三主轴220的顶部；第三连接杆223的根部与转盘固定连接，且第三连接杆223垂直于第三转盘221侧面；

固定框3固定在第三连接杆223的头部；

扇叶4利用转轴安装在固定框3内；

扇叶4的两侧分别固定一片侧翼5，侧翼5能够被固定框3阻挡以起到缓冲及增大扇叶受风面积的作用。

与第二实施例相比，第三实施例的旋转组件2结构略有不同，该实施例是使第三转盘221利用第三轴承222相对第三主轴220转动。

相较于现有技术，本实施例提供的翻板型垂直轴发电风车，在扇叶4的两侧分别固定一片侧翼5，在扇叶4相对固定框3旋转时，侧翼5能够与固定框3直接接触，利用自身的斜面受力作用，提前关闭扇叶4，能够有效减缓扇叶4对固定框3的撞击，起到较好的缓冲作用，降低发电噪音，同时减轻设备磨损。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。