专利名称：垂直轴风力机风轮的制作方法
技术领域：
本发明属于风力机设备范围，具体涉及一种垂直轴风力机风轮。
背景技术：
利用风能这一可再生能源发电，已得到高度重视和实际应用。现 在应用的风力机风轮主要有两类， 一类是水平轴风轮， 一类是垂直轴 风轮。概括而言，垂直轴的比水平轴的结构要简单，生产成本、运行 维护等费用要低。但是，就风力机在发电领域的应用来看，水平轴的 风轮应用比垂直轴的风轮要普遍的多，主要原因是垂直轴风轮没有一 个风能利用率高、能和大功率发电机配套的风轮。己经使用的垂直轴
风轮，如s型风轮，达里厄风轮等，这些风轮的设计和加工难度都较
大，不利于普及应用。风轮是风力机的重要部件，也是提高风能利用 率的关键所在，自有风力机以来，对风轮结构的研究就没有中断过。 风力机需要结构简单、加工容易、风能利用率高、可靠耐用的风轮， 以促进风能这一可再生能源的广泛利用。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单，加工容易，受风面积大，逆 风阻力小，可靠耐用的垂直轴风力机风轮。
本发明的技术解决方案是垂直轴风力机风轮包括中心轴、平梁、 叶片支架、叶片、叶片轴、法兰制动盘、传动轴、制动装置和塔架。平梁中间的下面铆接着中心轴，平梁的两端焊接或铆接着叶片支架， 叶片支架形状和E相似，叶片支架的外端头有安装叶片轴的孔。叶片 焊接或铆接在叶片轴上，叶片轴部件通过轴承安装在叶片支架上，安 装好的叶片轴部件，在叶片支架进入顺风运转位置时，叶片贴住支架
不能摆动；在叶片支架进入逆风运转位置时，叶片可以灵活地往复摆 动。为了减少叶片和叶片支架因碰撞产生的噪音，叶片支架的架杆上， 叶片和支架接触的部位，都装有软体材料。平梁是一长一短间隔排列， 也就是把叶片到中心轴的距离有大有小地排列。风轮总成通过中心轴 和一对圆锥滚子轴承安装在塔架上。传动轴上头和法兰制动盘焊接成 一体，中心轴下头和传动轴上的法兰制动盘用螺栓联接，制动装置装 在塔架壁内，通过法兰制动盘实施制动。每个型号的风轮，所用叶片 的高和宽尺寸、叶片的数量，是结合风轮所配风力机的功率大小来确 定的，也就是本风轮可制做成叶片尺寸不同、叶片数量不同的系列产 品。叶片的数量在3到8片比较适用，选用偶数更好。
垂直轴风力机风轮的工作过程是，任意方向的风吹来，总会使一 张叶片进入受力状态。当叶片进入顺风运转位置时，叶片不能摆动， 受力叶片对叶片轴和叶片支架产生推力，叶片支架对平梁产生力矩， 这一力矩使中心轴转动。当叶片进入逆风运转位置时，叶片轴部件通 过轴承灵活摆动，使叶片平面和风力方向总是保持平行的状态，叶片 对叶片支架不产生顺风推力，也不产生逆风阻力。在顺风和逆风两种 状态互相交替的位置，叶片平面和风力的方向总是平行的。由此可见， 若干张叶片中，进入顺风运转的叶片具有推动风轮转动的作用，进入逆风运转的叶片，由于叶片平面和风力方向总是平行的，所以这些叶片对叶片支架无任何推动力，这就实现了本风轮受风面积大，逆风阻力小的目标。平梁有长有短间隔排列，这样可以使进入顺风位置的几张叶片，上风头的叶片不会阻挡下风头叶片的风力，充分利用每张叶片的推动风力。风轮总成安装在塔架上，由塔架承载风轮的重量和消除运转中产生的震动，有利于提高风轮的抗强风能力。当风轮遇到超强风力，转速超过设计转速时，传感器控制制动装置动作，对法兰制动盘施加制动力，风轮就停止运转。当需要临时停车时，人工也可以操作控制制动装置，使风轮停止运转。停止运转的风轮，再次启动前，需要经过传感器控制或者人工控制解除制动。
本发明的风轮，具有受风面积大，逆风阻力小，结构简单，加工容易，叶片摆动灵活，风轮运转噪音小等优点，值得推广。
下面结合附图进一步详细说明本发明图1是垂直轴风力机风轮的主视图；图2是垂直轴风力机风轮的俯视图。其中1、中心轴，2、平梁，3、叶片支架，4、叶片，5、叶片轴，6、法兰制动盘，7、传动轴，8、制动装置，9、塔架。
具体实施例方式
如图所示，中心轴l的上头铆接着平梁2，平梁2的两头焊接或铆接着叶片支架3。叶片4和叶片轴5焊接或铆接成一体，叶片轴部件是通过轴承安装在叶片支架3的外端头，安装好的叶片轴部件，当叶片支架3进入顺风运转位置时，叶片4贴住叶片支架3不能摆动；当叶片支架3进入逆风运转位置时，叶片轴部件可以灵活地往复摆动。为了减少叶片4摆动时和叶片支架3碰撞产生的噪音，叶片支架3的杆上，叶片4和支架接触的部位，都装有软体材料。风轮总成通过中心轴1和一对圆锥滚子轴承安装在塔架9的上头。传动轴7的上端头是和法兰制动盘6焊接成一体，用螺栓把法兰制动盘6和中心轴1的下头联接。制动装置8安装在塔架9的内壁上，通过对传动轴7上的法兰制动盘6实施制动，使风轮按控制停止运转；或者解除制动，开始运转。制动装置8既可以用传感器控制，又可以人工控制。
本垂直轴风力机风轮受风面积大，逆风阻力小，结构简单，容易加工，坚固耐用，维护简便，超速运转自动停车，更适合用作大功率风力发电机的风轮。
权利要求
1、一种垂直轴风力机风轮，其特征是该风轮由中心轴、平梁、叶片支架、叶片、叶片轴、法兰制动盘、传动轴、制动装置和塔架组成；平梁中间下面装着中心轴，平梁两头连接着叶片支架，叶片通过叶片轴安装在叶片支架上，风轮总成通过中心轴和轴承安装在塔架顶上，中心轴的下头和传动轴联接，制动装置安装在塔架壁内。
2、 根据权利要求1所述的垂直轴风力机风轮，其特征是当叶 片进入顺风运转位置时，叶片贴住叶片支架不能摆动，叶片对叶片轴 和叶片支架产生推力，叶片支架对平梁产生力矩使中心轴转动；当叶 片进入逆风运转位置时，叶片和叶片轴可以灵活地摆动，使叶片平面 和风力方向总是保持平行的状态。
3、 根据权利要求1所述的垂直轴风力机风轮，其特征是叶片 焊接或铆接在叶片轴上，叶片和叶片轴通过轴承安装在叶片支架的外 端头；叶片支架的杆上，叶片和支架接触的部位，都装有为减少碰撞 产生噪音的软体材料。
4、 根据权利要求1所述的垂直轴风力机风轮，其特征是传动 轴的上轴头和法兰制动盘焊接成一体，传动轴通过法兰制动盘和中心 轴的下头联接，制动装置通过法兰制动盘实施制动。
全文摘要
一种垂直轴风力机风轮，包括中心轴、平梁、叶片支架、叶片及叶片轴部件、传动轴、制动装置和塔架；叶片进入顺风运转时，叶片部件贴住叶片支架不能摆动，风力推动叶片及支架，通过平梁对中心轴产生力矩，中心轴随之转动；叶片进入逆风运转时，叶片部件通过轴承摆动到和风力方向总是平行的状态，叶片既无推力也无阻力；本风轮受风面积大，逆风阻力小，风能利用率高，结构简单，坚固耐用，更适合与大功率发电机配套。
文档编号F03D3/06GK101539100SQ20091013830
公开日2009年9月23日 申请日期2009年4月29日 优先权日2009年4月29日
发明者朱永发 申请人:朱永发