专利名称：一种垂直轴风力发电机风轮结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及垂直轴风力发电机，尤其是风轮的叶片结构。
背景技术：
目前，垂直轴风力发电机的的叶片形状千姿百态，如像扇形结构、帆形结构、Φ形结构等，在这些叶片结构中，Φ形结构对风能的利用率最高，现有垂直轴风力发电机中，一般都采用Φ形结构的叶片，但由于风速、风向的变化是无常的，使叶片上的载荷处于不断变化中，因此，在强风状态下，垂直轴风力发电机的叶片很有可能因为强度不够而损毁。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种垂直轴风力发电机风轮结构，叶片的迎风面受力更好，叶片的结构具有更大的强度。为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是一种垂直轴风力发电机风轮结构，所述垂直轴风力发电机包括塔柱，所述塔柱上设有一个以上的发电单元，所述发电单元包括外转子的发电机、风轮、第一轴承、第二轴承、第三轴承和第四轴承，所述第一轴承、第二轴承、第三轴承和第四轴承的内圈固定套在所述塔柱上，所述风轮上端与所述第一轴承外圈连接，风轮下端与所述第二轴承外圈连接，发电机转子上端与所述第三轴承外圈连接， 发电机转子下端与所述第四轴承连接，所述第二轴承与第三轴承之间设有联轴器连接；所述第一轴承外圈与第二轴承外圈之间设有传递力矩的连接件；所述风轮呈Φ形，所述风轮主要由二片以上均勻分布的叶片组成；所述叶片与连接件之间设有一根以上的支臂，所述支臂的一端与所述叶片固定连接，另一端与所述连接件固定连接。本实用新型中，叶片的迎风面受力更好，叶片的结构具有更大的强度。作为改进，所述连接件包括两根以上呈圆周分布的空心钢管。作为改进，所述连接件包括一个以上呈上下分布的连接环，所述连接环依次连接所述钢管，所述钢管和连接环构成鼠笼结构。由于叶片上端的风速与叶片下端的风速往往不一样，上端的风速一般比下端的风速大，从而会造成叶片在旋转时上端的速度比下端的速度快，但是由于叶片是一个整个结构，叶片的上端和下端必须具有同步的转速，这样一来叶片有可能会发生扭曲，从而破坏叶片的最佳迎风面积，降低叶片对的风能的利用率。鼠笼的设计正是为了传递叶片上端的力矩到叶片下端，使叶片在旋转过程中，尽可能的降低叶片的扭曲程度。作为改进，所述连接件包括两根以上均勻分布在所述塔柱周边的连接片，所述连接片一端分布在同一大圆周上，另一端分布在同一小圆周上，且连接片沿旋转方向倾斜设置。作为改进，所述连接件包括一个以上呈上下分布的连接环，所述连接环依次连接所述连接片，所述连接片和连接环构成鼠笼结构。作为改进，所述叶片的横截面呈中间大两端小的水滴形，其中两端小的其中一端为圆端，另一端为尖端。该种形状的叶片对风能的利用率高。作为改进，所述支臂的横截面形状与所述叶片横截面形状相似。叶片旋转带动支臂一起旋转，为使支臂在旋转过程中不会影响整个叶片的受力结构，设计支臂的横截面形状与叶片的横截面形状相似。作为改进，所述连接件与所述支臂之间设有拉索连接，拉索的作用是减少叶片的振动。本实用新型与现有技术相比所带来的有益效果是叶片与连接件之间设有一根以上的支臂，支臂的设计使叶片的迎风面受力更好， 叶片的结构具有更大的强度；叶片与支臂之间设有拉索连接，拉索的作用是减少叶片的振动；鼠笼的设计可以降低叶片在旋转过程中的扭曲程度。
图1为本实用新型结构示意图。图2为本实用新型剖视图。图3为鼠笼结构示意图。图4为实施例2鼠笼三维结构示意图。图5为实施例2鼠笼结构正视图。图6为图5的A-A剖视图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本实用新型做进一步说明。如图1、2所示，一种垂直轴风力发电机风轮结构，所述垂直轴风力发电机包括塔柱16，所述塔柱16上设有一个以上的发电单元，本实施例中，所述塔柱16上仅设有一个发电单元。所述发电单元包括外转子的发电机1、风轮2、第一轴承3、第二轴承4、第三轴承5 和第四轴承6，所述发电机1的内定子22固定套在所述塔柱16上，所述第一轴承3、第二轴承4、第三轴承5和第四轴承6的内圈固定套在所述塔柱16上，所述风轮2上端通过连接法兰13与所述第一轴承3外圈连接，风轮2下端通过连接法兰13与所述第二轴承4外圈连接，发电机转子11上端通过锥形法兰15与所述第三轴承5外圈连接，发电机转子11下端通过锥形法兰15与所述第四轴承6连接，第二轴承4与第三轴承5之间设有联轴器14连接，使风轮2与发电机1转子能够同步运动。如图3所示，所述第一轴承3外圈与第二轴承 4外圈之间设有传递力矩的连接件，所述连接件包括两根以上呈圆周分布的空心钢管9和一个以上呈上下分布的连接环10，所述连接环10依次连接所述钢管9，构成鼠笼结构。所述风轮2呈Φ形，所述风轮2主要由二片以上均勻分布的叶片21组成，本实施例中，风轮2 由两片相互对称设置的叶片21构成，所述叶片21与连接件之间设有一根以上的支臂7，本实施例中，一共设有两根支臂7，所述的两根支臂7对称的设置在叶片21的上端和下端，所述支臂7的一端与所述叶片21固定连接，另一端与所述钢管9固定连接，且所述钢管9与所述支臂7之间设有拉索8连接。所述叶片21的横截面呈中间大两端小的水滴形，其中两端小的其中一端为圆端，另一端为尖端，所述支臂7的横截面形状与所述叶片的横截面形状相似。[0022]叶片21与钢管9之间设有一根以上的支臂7，支臂7的设计使叶片21的迎风面受力更好，叶片的结构具有更大的强度；叶片与支臂7之间设有拉索连接，拉索的作用是减少叶片的振动；鼠笼的设计可以降低叶片在旋转过程中的扭曲程度。实施例2如图4至6所示，与实施例1所不同的是，所述鼠笼结构包括两根以上的连接片14 和一个以上的连接环10，所述连接片14均勻分布在所述塔柱周边，所述连接片14 一端分布在同一大圆周上，另一端分布在同一小圆周上，且连接片14沿旋转方向倾斜设置。所述连接环呈上下分布，所述连接环依次连接所述连接片14而构成鼠笼结构。连接片14的上端通过连接法兰13与第一轴承外圈连接，连接片14的下端通过连接法兰13与第二轴承的外圈连接。
权利要求1.一种垂直轴风力发电机风轮结构，所述垂直轴风力发电机包括塔柱，所述塔柱上设有一个以上的发电单元，所述发电单元包括外转子的发电机、风轮、第一轴承、第二轴承、第三轴承和第四轴承，所述第一轴承、第二轴承、第三轴承和第四轴承的内圈固定套在所述塔柱上，所述风轮上端与所述第一轴承外圈连接，风轮下端与所述第二轴承外圈连接，发电机转子上端与所述第三轴承外圈连接，发电机转子下端与所述第四轴承连接，所述第二轴承与第三轴承之间设有联轴器连接；所述第一轴承外圈与第二轴承外圈之间设有传递力矩的连接件；所述风轮呈φ形，所述风轮主要由二片以上均勻分布的叶片组成；其特征在于所述叶片与连接件之间设有一根以上的支臂，所述支臂的一端与所述叶片固定连接，另一端与所述连接件固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种垂直轴风力发电机风轮结构，其特征在于所述连接件包括两根以上呈圆周分布的空心钢管。
3.根据权利要求2所述的一种垂直轴风力发电机风轮结构，其特征在于所述连接件包括一个以上呈上下分布的连接环，所述连接环依次连接所述钢管，所述钢管和连接环构成鼠笼结构。
4.根据权利要求1所述的一种垂直轴风力发电机风轮结构，其特征在于所述连接件包括两根以上均勻分布在所述塔柱周边的连接片，所述连接片一端分布在同一大圆周上， 另一端分布在同一小圆周上，且连接片沿旋转方向倾斜设置。
5.根据权利要求4所述的一种垂直轴风力发电机风轮结构，其特征在于所述连接件包括一个以上呈上下分布的连接环，所述连接环依次连接所述连接片，所述连接片和连接环构成鼠笼结构。
6.根据权利要求1所述的一种垂直轴风力发电机风轮结构，其特征在于所述叶片的横截面呈中间大两端小的水滴形，其中两端小的其中一端为圆端，另一端为尖端。
7.根据权利要求1或6所述的一种垂直轴风力发电机风轮结构，其特征在于所述支臂的横截面形状与所述叶片的横截面形状相似。
8.根据权利要求1所述的一种垂直轴风力发电机风轮结构，其特征在于所述连接件与支臂之间设有拉索连接。
专利摘要一种垂直轴风力发电机风轮结构，垂直轴风力发电机包括塔柱，塔柱上设有一个以上的发电单元，发电单元包括发电机、风轮、第一轴承、第二轴承、第三轴承和第四轴承，风轮上端与所述第一轴承外圈连接，风轮下端与第二轴承外圈连接，发电机转子上端与第三轴承外圈连接，发电机转子下端与第四轴承连接，第二轴承与第三轴承之间设有联轴器连接；第一轴承外圈与第二轴承外圈之间设有传递力矩的连接件；风轮呈Φ形，风轮主要由二片以上均匀分布的叶片组成；叶片与连接件之间设有一根以上的支臂，支臂的一端与叶片固定连接，另一端与连接件固定连接。本实用新型中，叶片的迎风面受力更好，叶片的结构具有更大的强度。
文档编号F03D3/06GK202165212SQ20112022823
公开日2012年3月14日 申请日期2011年6月30日 优先权日2011年6月30日
发明者邓允河 申请人:邓允河