专利名称：垂直轴风力发动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种风力发动机，特别涉及一种达里厄升力型垂直轴风力发动机。
背景技术：
传统的垂直轴风力发动机包括风轮、主轴、底座、传动机构、发电机等部件，风轮与 主轴连接，主轴穿过底座与传动机构连接，主轴与底座之间有枢接。这种结构中，主轴与风 轮一同旋转，主轴既要承受弯矩，又要承受扭矩，载荷对主轴不利，主轴与底座之间的枢接 机构由于要承受风轮及主轴带来的弯矩，所以载荷很大，而由于枢接机构的力臂很短，导致 受力很大。这使得主轴载荷大、尺寸大、成本高，而且枢接机构(一般为轴承)尺寸大、成本 高、可靠性低。
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发动机，包括风轮、主轴以及 发电机，其中所述风轮和主轴之间设置有轴承，其中轴承内圈与主轴固定连接，轴承外圈与 风轮固定连接，风轮还和发电机的转子固定连接。本发明进一步的技术特点是所述风轮还包括套筒，其中所述套筒和所述轴承的外 圈以及发电机的转子固定连接。所述风轮与发电机之间设置有传动机构，其中风轮和传动机构的输入端固定连 接，传动机构的输出端和发电机的转子固定连接。所述风轮还包括套筒，其中所述套筒和所述轴承的外圈以及传动机构的输入端固 定连接。所述轴承为调心轴承。所述主轴至少分成两段，每段之间采用可拆装固定连接。本发明的有益效果是由于本发明中风轮和主轴之间设置有轴承，其中轴承内圈与主轴固定连接，轴承 外圈与风轮固定连接，风轮还和发电机的转子固定连接，在风力发动机运转时，风轮转动并 带动发电机转子转动，或者风轮带动传动机构，由传动机构带动发电机转子转动，这样轴承 的外圈与风轮一同转动，内圈与主轴都不转动。在这种结构下，主轴几乎不承受扭矩，只承 受弯矩，轴承几乎不承受弯矩，只承受由风载带来的径向力和风轮重力带来的轴向力。这使 得主轴和轴承的载荷大幅减小，所需材料要求降低，不仅节约了成本，而且使用寿命也大幅 提尚。
图1是本发明第一实施例的结构剖视图；图2是本发明第二实施例的结构剖视图；图3是本发明第三实施例的结构剖视图4是本发明第四实施例的结构剖视图。
具体实施例方式下面将结合附图对本发明做进一步的说明图1是本发明第一实施例的结构剖视图，该垂直轴风力发动机为直驱型，它包括 风轮1、主轴2以及发电机3，其中所述风轮1和主轴2之间设置有轴承4，其中轴承4内圈 与主轴2固定连接，轴承4外圈与风轮1固定连接，风轮1还和发电机3的转子固定连接。 本实施例中，所述主轴2采用分段式结构，每段之间通过法兰相连接。这样可以使主轴2便 于安装。根据实际风机的安装需要，主轴2还可以分成三段、四段甚至更多，每段之间也可 采用其他的可拆装固定连接方式。图2是本发明第二实施例的结构剖视图，它和实施例1的区别在于，本实施例中所 述风轮1还包括套筒101，其中所述套筒101和所述轴承4的外圈以及发电机3的转子固定 连接。由于引入了套筒101，它可以提高风轮1的刚度，保证风轮上部和下部转动的角相位 一致，不会在风载作用下产生相对扭转。图3是本发明第三实施例的结构剖视图，本实施例中所示的垂直轴风力发动机， 其中风轮1与发电机3之间设置有传动机构5，其中风轮1和传动机构5的输入端固定连接， 传动机构5的输出端和发电机3的转子固定连接，由于本实施例中加入传动机构5，传动机 构可以是联轴器、齿轮箱、它们的组合或其他传动机构，当传动机构为联轴器时，所述本发 明的垂直轴风力发动机为直驱型风力发动机，本实施例中所示垂直轴风力发动机即为直驱 型风力发动机，其传动机构5采用的是联轴器。当传动机构为齿轮箱或齿轮箱和联轴器的 组合时，所述本发明的垂直轴风力发动机为非直驱型风力发动机，如图4所示的实施例，为 缓解扭矩波动，齿轮箱和发电机之间可以设置缓冲装置6，如柔性联轴器，这样齿轮箱和发 电机之间的转动传递会更加平稳。而且由于本实施例中的传动机构5采用齿轮箱，还可以 将转动传递到主轴2外，这样发电机3与主轴2互不干涉，从而方便了发电机的布置。而且 由于本实施例中所述的垂直轴风力发动机的传动机构5采用齿轮箱，因此可以实现多级分 流的方式。本实施例中的齿轮箱是一级的，还可以采用二级或三级齿轮箱进行传动。本实 施例中主轴2分成三段，每段之间采用可拆装固定连接方式。当然，实施例二中的套筒101 结构同样可以适用于上述实施例中。由于本发明中风轮1和主轴2之间设置有轴承4，其中轴承4内圈与主轴2固定 连接，轴承4外圈与风轮1固定连接，风轮1还和发电机3的转子固定连接，在风力发动机 运转时，风轮1转动并带动发电机3的转子转动，或者风轮1带动传动机构5，由传动机构5 带动发电机3的转子转动，这样轴承4的外圈与风轮1 一同转动，内圈与主轴2都不转动。 在这种结构下，主轴2几乎不承受扭矩，只承受弯矩，轴承4几乎不承受弯矩，只承受由风载 带来的径向力和风轮1重力带来的轴向力，考虑到主轴2在风载下不可避免的变形，轴承4 采用调心轴承即可，不需要使用昂贵的大型回转支承轴承。这使得主轴2和轴承4的载荷 大幅减小，所需材料要求降低，不仅节约了成本，而且使用寿命也大幅提高。本发明的实施例并不局限于上述几种，任何本领域普通技术人员在本发明的基本 精神下所能作出任何变通实施，只要是基于本发明的基本精神，均在本发明的保护范围内， 本发明的保护范围以权利要求书为准。
权利要求
一种垂直轴风力发动机，包括风轮、主轴以及发电机，其特征在于所述风轮和主轴之间设置有轴承，其中轴承内圈与主轴固定连接，轴承外圈与风轮固定连接，风轮还和发电机的转子固定连接。
2.如权利要求1所述的垂直轴风力发动机，其特征在于所述风轮还包括套筒，其中所 述套筒和所述轴承的外圈以及发电机的转子固定连接。
3.如权利要求1所述的垂直轴风力发动机，其特征在于所述风轮与发电机之间设置 有传动机构，其中风轮和传动机构的输入端固定连接，传动机构的输出端和发电机的转子 固定连接。
4.如权利要求3所述的垂直轴风力发动机，其特征在于所述风轮还包括套筒，其中所 述套筒和所述轴承的外圈以及传动机构的输入端固定连接。
5.如权利要求1-4任一权利要求所述的垂直轴风力发动机，其特征在于所述轴承为 调心轴承。
6.如权利要求1-4任一权利要求所述的垂直轴风力发动机，其特征在于所述主轴至 少分成两段，每段之间采用可拆装固定连接。
全文摘要
本发明公开了一种垂直轴风力发动机，包括风轮、主轴以及发电机，其中所述风轮和主轴之间设置有轴承，轴承内圈与主轴固定连接，轴承外圈与风轮固定连接，风轮还和发电机的转子固定连接。在风力发动机运转时，风轮转动并带动发电机转子转动，或者风轮带动传动机构，由传动机构带动发电机转子转动，这样轴承的外圈与风轮一同转动，内圈与主轴都不转动。在这种结构下，主轴几乎不承受扭矩，只承受弯矩，轴承几乎不承受弯矩，只承受由风载带来的径向力和风轮重力带来的轴向力。
文档编号F03D3/00GK101922414SQ200910053218
公开日2010年12月22日 申请日期2009年6月17日 优先权日2009年6月17日
发明者刘志鹏 申请人:上海神飞能源科技有限公司