垂直轴风力发电机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及发电机领域，具体而言，涉及一种垂直轴风力发电机。
【背景技术】
[0002]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。利用阻力旋转的垂直轴风力发电机有几种类型，其中有利用平板和杯子做成的风轮，这是一种纯阻力装置；S型风车，具有部分升力，但主要还是阻力装置。这些装置有较大的启动力矩，但尖速比低，在风轮尺寸、重量和成本一定的情况下，提供的功率输出低。
[0003]达里厄式风轮是法国G.J.M达里厄于19世纪30年代发明的。在20世纪70年代，加拿大国家科学研宄院对此进行了大量的研宄，是水平轴风力发电机的主要竞争者。达里厄式风轮是一种升力装置，弯曲叶片的剖面是翼型，它的启动力矩低，但尖速比可以很高，对于给定的风轮重量和成本，有较高的功率输出。世界上有多种达里厄式风力发电机，如Φ型，Λ型，Y型和H型等。这些风轮可以设计成单叶片，双叶片，三叶片或者多叶片。
[0004]其他形式的垂直轴风力发电机有马格努斯效应风轮，他由自旋的圆柱体组成，当它在气流中工作时，产生的移动力是由于马格努斯效应引起的，其大小与风速成正比。有的垂直轴风轮使用管道或者漩涡发生器塔，通过套管或者扩压器使水平气流变成垂直气流，以增加速度，有些还利用太阳能或者燃烧某种燃料，是水平气流变成垂直方向的气流。
[0005]垂直轴风力发电机最大优点是:风轮的旋转直径越大，风轮叶片宽度越大，这是垂直轴结构所决定的，也是垂直轴优势。这一点，水平轴所不具备的，也是水平轴的缺点。
[0006]垂直轴风力发电机在风向改变的时候无需对风，在这点上相对于水平轴风力发电机是一大优势，它不仅使结构设计简化，而且也减少了风轮对风时的陀螺力。
[0007]现有的垂直轴风力发电机还具有以下缺点:
[0008]1、现有垂直轴发电机，风轮与发电机同速转动，转动速度比较慢。
[0009]2、现有垂直轴发电机，叶片是升力型的，叶片结构设计:没有考虑顺风与逆风时，叶片不同的受力情况，所以启动困难。
[0010]3、现有垂直发电机，设计时没有考虑到，叶片的宽度，与叶轮旋转直径的关系(即旋转直径越大，叶片的宽度越大)，出现了叶片数量少、叶片窄的问题。风能作用的有效面面积少，因此效率低。
【实用新型内容】
[0011]本实用新型的目的在于提供一种垂直轴风力发电机，以解决上述的问题。
[0012]在本实用新型的实施例中提供了一种垂直轴风力发电机，包括发电机、风轮、大齿轮、小齿轮和风轮轴；
[0013]所述大齿轮与所述风轮同轴且转动连接；
[0014]所述大齿轮与所述小齿轮啮合；
[0015]所述小齿轮与所述发电机连接，能够带动所述发电机转动进行发电；
[0016]所述叶片通过所述连接杆连接所述大齿轮，能够带动所述大齿轮转动。
[0017]进一步的，所述风轮包括叶片和连接杆；
[0018]所述叶片通过所述连接杆与所述大齿轮连接。
[0019]进一步的，所述大齿轮为内齿轮。
[0020]进一步的，垂直轴风力发电机还包括轴承座；
[0021]所述轴承座通过第一轴承与所述风轮轴转动连接；
[0022]所述轴承座外侧设置有与所述叶片连接的加强杆。
[0023]进一步的，所述轴承座设置在所述大齿轮的上方。
[0024]进一步的，所述叶片为弧形板；
[0025]所述弧形板的凹面与所述连接杆连接。
[0026]进一步的，所述叶片的宽度M与所述叶片至风轮轴的轴线的距离L的比值为:
[0027]M/L = 1/3。
[0028]进一步的，所述大齿轮与所述小齿轮之间设置有变速装置，用于增加所述小齿轮的转速。
[0029]进一步的，所述大齿轮与所述风轮轴之间设置有第二轴承。
[0030]进一步的，所述叶片为8片。
[0031]本实用新型提供的垂直轴风力发电机，通过在风轮上设置大齿轮，利用叶片带动大齿轮转动，大齿轮带动小齿轮转动，使小齿轮的转速大于叶片的转速，小齿轮再带动发电机进行发电，实现了提高发电效率的目的。
【附图说明】
[0032]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。
[0033]图1为本实用新型垂直轴风力发电机的结构示意图；
[0034]图2为本实用新型垂直轴风力发电机的另一种结构示意图。
[0035]附图标记:
[0036]1:叶片2:加强杆 3:大齿轮
[0037]4:小齿轮5:连接杆 6:发电机
[0038]7:风轮轴8:转动盘 9:轴承座
[0039]10:第一轴承 11:第二轴承 12:固定杆
【具体实施方式】
[0040]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅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的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本实用新型所保护的范围。
[0041]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。
[0042]在本实用新型的描述中，还需要说明的是，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。
[0043]如附图所示，本实用新型提供了一种垂直轴风力发电机，包括发电机6、风轮轴7、大齿轮3和小齿轮4 ；
[0044]所述大齿轮3与所述风轮轴7同轴且转动连接；
[0045]所述大齿轮3与所述小齿轮4啮合；
[0046]所述小齿轮4与所述发电机6连接，能够带动所述发电机6转动并进行发电；
[0047]所述风轮连接所述大齿轮3，能够带动所述大齿轮3转动。
[0048]当风吹动风轮转动时，风轮带动在风轮轴7上转动连接的大齿轮3转动，大齿轮3再进一步带动小齿轮4转动，小齿轮4与发电机6的电机轴同轴固定连接，带动发电机6转动进行发电。
[0049]由于大齿轮3与小齿轮4的直径、齿数等参数不同，大齿轮3的直径大于小齿轮4的直径，大齿轮3的齿数多于小齿轮4的齿数，进而导致大齿轮3与小齿轮4啮合时小齿轮4的转速大于大齿轮3的转速，也就是大于风轮的转速，进而实现了对风轮转速的提速，提高了发电效率的效果。
[0050]通过大齿轮3与小齿轮4进行的一级齿轮变速，可以实现发电机6转速比风轮转速快12.31倍。
[0051]优选的实施方式为，所述风轮包括叶片和连接杆；
[0052]所述叶片通过所述连接杆与所述大齿轮连接。
[0053]将叶片通过连接杆与大齿轮连接后，能够使风直接吹动叶片，进而利用叶片带动大齿轮转动。
[0054]优选的实施方式为，所述大齿轮3为内齿轮。
[0055]内齿轮即齿圈，是将齿轮齿设置在内圈上，与相应的外齿轮啮合使用的一种齿轮。
[0056]将大齿轮3设置为内齿轮，能够极大的节约垂直轴风力发电机的整体体积，降低整体的成本，并且不仅不会降低垂直轴风力发电机的发电效率，还会对发电效率的提升有帮助。
[0057]当大齿轮3为内齿轮时，其通过固定杆12与风轮轴7转动连接，再将外圈与连接杆5固定连接，此时，可以将大齿轮3的直径制作的较大一些，其只要在叶片I行进轨迹所做的圆的内部即可。
[0058]此时，大齿轮3的直径与小齿轮4的直径的比值较大，传动比较大，进而能够使小齿轮4的转速提升的更高，进而发电机6的发电效率就会更高。
[0059]当大齿轮3为内齿轮时，小齿轮4与发电机6的位置固定不动，大齿轮3转动带动小齿轮4转动，实现对发电机6提供发电动力。
[0060]需要指出的是，大齿轮3的形式可以是通过固定杆12与风轮轴7转动连接的齿圈，但不仅仅局限于齿圈，还可以是在齿圈的一侧固定设置与风轮轴7转动连接的转动盘8，