专利名称：一种垂直轴风力机的制作方法
技术领域：
本发明涉及风能应用领域，特别涉及一种垂直轴风力机。
背景技术：
目前，应用最广泛的垂直轴风力机主要有两种不同的结构，分别是达里
厄O型结构和达里厄H型结构。其中，达里厄O型结构的垂直轴风力机主 要应用在大型化的场合；达里厄H型结构的垂直轴风力机主要应用在小型化 的场合。
请参阅图1，图1为现有的达里厄①型和H型垂直轴风力机的结构示意 图。如图l所示，达里厄O型垂直轴风力机采用的是弯叶片，该弯叶片只承 受张力，不承受离心力荷载，所以使弯曲应力最小。由于叶片材料所承受的 张力比弯曲应力要强，所以对于相同的总强度，湾叶片比较轻，且与采用直 叶片的垂直轴风力机相比，采用弯叶片的垂直轴风力机的运行速度更高。O 型结构的垂直轴风力机由于叶片弯曲，且叶片较长，为使叶片主要承受张力， 叶片的两端均需连接在转轴上，所以要求转轴很长。由于风轮的挥舞剧烈， 需要在转轴的顶端加拉索连接地面支座以固定风轮，拉索的预应力使得机械
摩擦比较大。
如图l所示，H型结构的垂直轴风力机的风轮结构简单，转轴比与O型 结构的垂直轴风力机的转轴短，叶片长度相对于同等掠风面积的O型垂直轴 风力机的要小，不需要加拉索，启动风速要求小。但H型结构的垂直轴风力 机产生的离心力会使叶片在其连接点处产生严重的弯曲应力，且叶片支撑在 悬臂梁的端点，容易摆动；悬臂梁也要承受巨大的弯矩。同时，叶片需要采 用横杆或拉索支撑，这些支撑将产生气动阻力，降低效率。
发明人在实现本发明的过程中发现，现有的垂直轴风力机的结构复杂、 稳定性差且效率低，不利于垂直轴风力机的大型化应用。 发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种垂直轴风力机，使得垂直轴风力 机的结构简单、稳定性强且效率高，从而提高风能的利用系数、降低启动的
3风速、有利于垂直轴风力机的大型化应用。
为实现上述目的，本发明提供的方案是这样的 本发明提供了一种垂直轴风力机，所述垂直轴风力机包括 至少三个主叶片(1),每个主叶片(1)中间与一个横梁(2)的一端固 定连接；横梁(2)的另一端与转轴(3)顶端固定连接； 一个横梁(2)与一 个主叶片(1)的上下两端之间分别采用一个支撑叶片(4)固定连接，形成 三角形稳定结构；转轴(3)垂直与塔架(5)相连；转轴(3)顶端伸出一 个支撑轴(6);所述支撑轴(5)与每个横梁(2)之间采用支撑杆(7)固定 连接，形成三角形稳定结构；每个主叶片(1)上下两端加装翼梢小翼(8); 每个主叶片(1)的上下两端在和支撑叶片(4)的连接处沿直线伸出；每个 主叶片(l)之间采用联接圈(9)固定连接，连接处为每个主叶片(1)的伸 出处与翼梢小翼(8)之间。
可选地，所述每个主叶片(l)的形状为直叶片，或弯叶片，或多段叶片 拼接而成。
可选地，所述主叶片(1)之间的夹角小于等于120度。 可选地，所述每个横梁(2)的形状为是圆柱管型式或軒架型式。 可选地，所述每个主叶片(l)和支撑叶片(4)之间可形成叶栅效应。 可选地，所述支撑叶片(4)的剖面为翼型。 可选地，所述联接圈(9)为圓圈，或正多边形。
与现有的垂直轴风力机相比，本发明提供的垂直轴风力机的结构简单且 受力状况良好、效率高，可以提高风能的利用系数、降低启动的风速、有利 于垂直轴风力4几的大型化应用。
图1为现有的达里厄O型和H型垂直轴风力机结构的侧视图； 图2为本发明提供的垂直轴风力机结构的侧视图。
具体实施方式
本发明提供一种垂直轴风力机，使得垂直轴风力机的结构简单、稳定性 强且效率高，从而提高风能的利用系数、降低启动的风速、有利于垂直轴风 力才几的大型化应用。为了便于对本发明有进一步的理解，
以下结合附图对本发明提供的垂直 轴风力机进行详细介绍。
请参阅图2,图2为本发明提供的垂直轴风力机结构的侧视图。如图2 所示，本发明提供的垂直轴风力机可以包括
主叶片(1)、横梁(2)、转轴(3)、支撑叶片(4)、塔架(5)支撑轴(6) 支撑杆(7)翼梢小翼(8)联接圏(9);其中
主叶片(l)的个数至少为三个，且每个主叶片(1)中间与一个横梁(2) 的一端固定连接；横梁(2)的另一端与转轴(3)顶端固定连接；该转轴(3) 垂直与塔架(5)相连，塔架(5)与地面接触；
一个横梁(2)与一个主叶片(1)的上下两端之间分别采用一个支撑叶 片(4)固定连接，形成三角形稳定结构，可以防止主叶片(1)出现振动不 稳定性，并且在形成的稳定三角形结构中，主叶片(l)和支撑叶片(4)之 间可以形成叶栅效应，不仅使风轮的启动风速降低，还有力的提高了气动效 率；所述支撑叶片(4)的剖面采用翼型，可以降低阻力的同时提高气动效率；
为了减轻每个横梁(2)承受的弯矩，在转轴(3)顶端伸出一个支撑轴 (6);该支撑轴(6)与每个横梁(2)之间采用支撑杆(7)固定连接，同样 形成三角形稳定结构，提高了风轮的强度和稳定性；
为了有效的抑制气流的的展向分离，改善叶片的气动特性，提高风力机 的效率，本发明在每个主叶片(1)上下两端加装翼梢小翼(8);而且每个主 叶片(1)的上下两端在和支撑叶片(4)的连接处沿直线伸出；每个主叶片 (l)之间采用联接圈(9)固定连接，连接处为每个主叶片(l)的伸出处与 翼梢小翼(8)之间，可以增强叶片的稳定性，减小叶片的摆动。
需要说明的是，所述主叶片(l)之间的夹角，是指俯视时，通过横梁与 转轴(3)固定连接的相邻两个主叶片(l)之间的夹角，该夹角小于等于120 度。
需要说明的是，所述每个橫梁(2)的形状为是圓柱管型式或桁架型式。 需要说明的是，所述联接圈(9)可以是圓圈，或者还可以是各个主叶 片(1)的叶尖直接直线连接构成的正多边形。
从图2可以看出，本发明提供的垂直轴风力机的叶片外形保持类似现有的(D型垂直轴风力机的叶片。但本发明提供的垂直轴风力机的叶片两端不固
定连接在转轴(3)上，叶片支撑在横梁(2)上，外形又类似H型，所以转 轴(3 )比较短。每一个主叶片(1 )和一个横梁(2 )之间加装辅助叶片，所 述辅助叶片为支撑叶片(4)，可以形成叶栅效应；每一个主叶片(l)的上下 两端还加装翼梢小翼(8),抑制气流的展向分离；主叶片(l)之间用联接圏 (9)连接，可以防止叶片因离心力过大而断裂；转轴(3)与塔架(5)相连， 此类结构不需要拉索，结构更加简化。
上述对本发明提供的垂直轴风力机进行了详细的介绍，本发明提供的垂 直轴风力机融合了 H型和①型结构垂直轴风力机的主要优点，使得结构简单、 且稳定性强、效率高，从而可以提高风能的利用系数、降低启动的风速、有 利于垂直轴风力机的大型化应用。
以上对本发明提供的一种垂直轴风力机进行了详细介绍。本文中应用了 具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用 于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员， 依据本发明的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所 述，本i^明书内容不应理解为对本发明的限制。
权利要求1、一种垂直轴风力机，其特征在于，包括至少三个主叶片(1)，每个主叶片(1)中间与一个横梁(2)的一端固定连接；横梁(2)的另一端与转轴(3)顶端固定连接；一个横梁(2)与一个主叶片(1)的上下两端之间分别采用一个支撑叶片(4)固定连接，形成三角形稳定结构；转轴(3)垂直与塔架(5)相连；转轴(3)顶端伸出一个支撑轴(6)；所述支撑轴(6)与每个横梁(2)之间采用支撑杆(7)固定连接，形成三角形稳定结构；每个主叶片(1)上下两端加装翼梢小翼(8)；每个主叶片(1)的上下两端在和支撑叶片(4)的连接处沿直线伸出；每个主叶片(1)之间采用联接圈(9)固定连接，连接处为每个主叶片(1)的伸出处与翼梢小翼(8)之间。
2、 根据权利要求1所述的垂直轴风力机，其特征在于，所述每个主叶片 (l)的形状为直叶片，或弯叶片，或多段叶片祸 接而成。
3、 根据权利要求1所述的垂直轴风力机，其特征在于，所述垂直轴风力 机包括通过横梁与转轴(3)固定连接的相邻两个主叶片(1)之间的夹角小于 等于120度。
4、 根据权利要求1所述的垂直轴风力机，其特征在于，所述每个橫梁(2 ) 的形状为是圆柱管型式或桁架型式。
5、 根据权利要求1所述的垂直轴风力机，其特征在于，所述每个主叶片 (l)和支撑叶片(4)之间可形成叶栅效应。
6、 根据权利要求1所述的发电机，其特征在于，所述支撑叶片(4)的 剖面为翼型。
7、 根据权利要求1所述的垂直轴风力机，其特征在于，所述联接圈(9) 为圓圈，或正多边形。
专利摘要本实用新型公开了一种垂直轴风力机，包括至少三个主叶片(1)，每个主叶片(1)中间与一个横梁(2)的一端固定；横梁(2)的另一端与转轴(3)顶端固定；横梁(2)与主叶片(1)的上下两端之间分别采用支撑叶片(4)固定；转轴(3)垂直与塔架(5)相连；转轴(3)顶端伸出一个支撑轴(6)；支撑轴(6)与每个横梁(2)之间采用支撑杆(7)固定；每个主叶片(1)上下两端加装翼梢小翼(8)；每个主叶片(1)的上下两端在和支撑叶片(4)的连接处沿直线伸出；每个主叶片(1)之间采用联接圈(9)固定连接，连接处为每个主叶片(1)伸出处与翼梢小翼(8)之间。本实用新型使风力机结构简单、稳定性强、效率高，有利于大型化应用。
文档编号F03D3/00GK201269170SQ200820132779
公开日2009年7月8日 申请日期2008年8月27日 优先权日2008年8月27日
发明者利 何, 周庆余 申请人:深圳市风发科技发展有限公司