专利名称：新型垂直轴风轮组的制作方法
技术领域：
当今世界上的能源日趋减少，人们想到利用风能作为补充能源，为减少自然资源的损耗。风力发电以为人类利用了几个世纪，目前普遍应用的水平轴风力发电机，以达不到应有风能利用效果，所以人们都在研究发明垂直轴风力发电机设备。现在有人发明了“垂直轴风力发电机”它虽然体现出好的效果，但还是存在着很不完善之处，本发明“新型垂直轴风轮组”是完善垂直轴风力发电机的发电效果，使“垂直轴风力发电机”利用风能效果更加兀吾。
背景技术：
当今“垂直轴风力发电机”的发展驱势，正向雨后春笋蓬勃涌现。由于各种各样的垂直轴风力发电机，工作环境都是在恶劣的场合下运行。这就需要解决，风轮上下轴承座的难题。如何解决能保持运行高效长久，不易损坏的风力发电机。上下轴承座是摆在当今，垂直轴风力发电机，急待解决的课题。本发明“新型垂直轴风轮组”就解决了，当今垂直轴风力发电机的难题，它由特殊几何形状风斗，组合的风轮组。特殊结构的上下轴承座。这种风斗组合的风轮组能高效接收风能，这种特殊结构的上下轴承座，能使风轮长时间保持正常动行。而且能使风力发电机得到平稳的电能。
发明内容
本发明“新型垂直轴风轮组”是一种专用于垂直轴风力发电机上，接受风能并转换为机械能的重要装置。它包括有多个风斗组成“风轮组”、“密封上轴承座”和“密封下轴承座”，多层风轮组还需连接法兰连接上下相邻的两个风轮组。在由一个空心轴连接成具有特殊结构的“新型垂直轴风轮组”。见(图I、图2)图I是双层风轮组，图2是单层风轮组。“新型垂直轴风轮组”的“密封上轴承座”与“密封下轴承座”的内部储存一定数量的润滑油，使“密封上轴承座”与“密封下轴承座”的固定座里活动部件能在良好的润滑环境中运行，提高部件的使用寿命。I、本发明的“密封上轴承座”是由密封压盖、推力轴承、深沟球轴承、连轴器、固定座组成。“密封上轴承座”的固定座中心底部，有一个连体向上的空心轴。有了这个空心轴就能储存住一定量的润滑油。它的组合关系是“密封上轴承座”的固定座中心底部，设有一个向上凸起的空心轴，在这个空心轴底部先安装了深沟球轴承。连轴器就与这个深沟球轴承配合连接。连轴器是个倒立带有宽沿的圆桶形，中心设有长轴。推力轴承安装在倒立圆桶宽沿的上面。密封压盖安装在推力轴承的上面，密封压盖与固定座都有一周，相对应的螺丝孔与过孔。由螺钉固定成一个完整的“密封上轴承座”。连轴器的中心轴，伸展在“密封上轴承座”下端的中心部位，与风轮轴的上端相连接固定。“密封上轴承座”上设有与风力发电机连接法兰，法兰上有一周螺丝孔与风力发电机，主机中心部位盖板的过孔相对应。很方便固定到风力发电机上。(见图5)2、本发明的“风轮组”:每层风轮组是由多个风斗经连接板组成(见图I、图2)，风斗的背面安装有调速风门与拉簧，调整拉簧适宜的拉力，控制风轮旋转速度。离网小型风力发电机无需调速风门。每组风轮的风斗数量要在三个以上，本说明书是四个风斗，均匀固定在风轮轴的周围。风斗数量要根据制造规模而定。风轮轴在风轮组的中心部位。风轮组可以制作成单层、双层和多层。双层与多层风轮组由连接法兰，将上下相邻两个风轮组，牢牢固定成一个整体。3、本发明的“风斗”(见图3、图4):风斗样子跟农村用的簸箕差不多，在一个大的底面连接三个相互连接的小面，一面敞口。风斗大面开有适宜大小通风窗。离网小型发电机无需开通风窗，风斗大面从风轮轴方向五分之二处，向外伸展形成一个带圆弧的通风角。圆弧与角度值由制造规模而定。风斗朝向风轮轴的一面，是个向内倾斜的斜面，倾斜角度是根据规格而定。风斗内部设有加强筋。见(图3、图4)。4、本发明的“风轮组合”它是多个风斗，经连接板均匀组合固定到风轮轴的周围。风轮轴的上端连接“密封上轴承座”。风轮轴的下端连接“密封下轴承座”。如果制造成双层或多层风轮组，还需用连接法兰将上下相邻风轮组固定为一体。(见图I、图2)。由于设有调速风门这在并网发电时，可以并网发电达到三同电能因数。电压相同、频率相同、相位角相同。5、本发明的“密封下轴承座”是由密封环、密封上盖、连轴器、固定座、深沟球轴承、推力轴承组成。在“密封下轴承座”的固定座中心底部，有一个连体向上的空心轴。有了这个空心轴就能储存住一定量的润滑油。它的连轴器有上下两个连接轴。上连接轴固定在风轮轴的下端，接受风轮组传输来的能量。下连接轴固定在，风力发电机系统传输轴的上端，将接收来能量传输给发电机发电系统。它的组合关系是，在它固定座中心底部有一个，向上凸起的空心轴。推力轴承安装在空心轴最底部，在推力轴承上面安装深沟球轴承，深沟球轴承与联轴器相配合连接，需要时还要安装两套深沟球轴承。密封盖就固定在固定座的上面。还有一个密封环，安装在密封盖上面的上连接轴上。调整好密封环与密封盖的固定距离，建立一个最佳密封关系。密封盖与固定座上，都有一周相对应的螺丝孔和过孔。通过螺钉将其连接成一个整体的“密封下轴承座”。固定座上设有与风力发电机连接法兰，法兰有一周螺丝孔与风力发电机，主机中心部位底板的过孔相对应。很方便固定到风力发电机的底板上。(见图6)
四
(一)图I是双层“新型垂直轴风轮组”它包括I、密封上轴承座2、上风轮组3、上风轮组风门4、风轮轴5连接法兰6下风轮组7、下风轮组风门8密封下轴承座(I)密封上轴承座它是支撑“新型垂直轴风轮组”，并将“新型垂直轴风轮组”固定到风力发电机，主机中心位置的盖板上。它的内部储存一定数量的润滑油，使固定座里活动的部件在润滑油中运行，提高了部件的使用寿命。(2)上风轮组它是由多个风斗组成，其数量要根据规模而定，根据风轮的大小，风斗的数量要设置在三个以上。本附图是四个风斗。(3)上风轮组风门它主要能调解风轮的旋转速度，它在拉簧的作用下，使风轮稳定在某个转速中，主要用于并网发电，离网小型可不需要。
5
(4)风轮轴所有的风斗都均匀固定在风轮轴的周围，它上下两端与“密封上轴承座”与“密封下轴承座”相固定连接。(5)连接法兰连接法兰是在双层、或多层风轮组才能用到，它将上下相邻两组风轮组，牢牢固定成一个整体。以增加风力发电机的能量。(6)下风轮组它跟上风轮的作用是相同的，只是为增加风力发电机的能量而设的，在同等的条件与规格下，双层风轮组接收的风能是单层风轮组的二倍。(7)下风轮组风门它与上风轮组风的作用相同，只不过安装在下风轮组上。(8)密封下轴承座它也是支撑“新型垂直轴风轮组”，并将“新型垂直轴风轮组”固定到风力发电机主机中心位置的底板上。它将风轮轴传输过来的风能经上连接轴接收。在将接收来的能量通过下连接轴，固定到风力发电系统传输轴的上端，传输到地面设置的发电系统中，实现了发电功能。它的内部储存一定数量的润滑油，使固定座里活动的部件在润滑油中运行，提高了部件的使用寿命。(二)图2是单层“新型垂直轴风轮组”它包括I、上连接板2、风轮组3、风轮组风门4、风轮轴5、下连接板在图2标出上、下连接板它是将多个风斗均匀固定在风轴的周围。这里上下轴承座没有标出。单层“新型垂直轴风轮组”，跟双层“新型垂直轴风纶组”，区别只是少了一层风轮，在同等条件与同等规格，在接收风能上是双层风轮组的一半。单层“新型垂直轴风轮组”所有的部件，与双层“新型垂直轴风轮组”所有的部件完全相同。(三)图3“风斗组合”它包括I、风斗2、风门3、拉簧4、上连接板5、下连接板(I)风斗是捕捉风能的主要部件，风斗样子跟农村用的簸箕差不多，在一个大的底面连接三个相互连接的小面，一面敞口。风斗大面开有适宜大小通风窗。离网小型发电机无需开通风窗，风斗大面从风轮轴方向五分之二处，向外伸展形成一个带圆弧的通风角。圆弧与角度值由制造规模而定。在风斗朝向风轮轴的一面，是个向内倾斜的斜面，倾斜角度是根据规格而定。风斗内部设有加强筋。见(图3、图4)。(2)拉簧它是作用在风门与风斗之间。它的作用是控制风轮旋转速度与输出平稳电能，调解好拉簧拉力，以达到恒定转速与输出平稳电能。(3)风门它安装在风斗的背面，它的弯曲面与风斗的弯曲面相吻合，它与拉簧配合控制风轮的旋转速度与输出平稳电能。(4,5)上、下连接板都是将风斗均匀的固定到，风轮轴周围以达到接收风能的目的。(四)图4“风斗”:包括I、上面2、大面3、加强筋4、通风窗5、斜面6、下面图4只一个部件，其作用在风斗组合里都说过了，在这里只表明一下它的单件形状。(五)图5“密封上轴承座”它包括I、密封压盖2、推力轴承3、深沟球轴承4、固定座5、连轴器(I)密封压盖它的形状是一个圆形平板，在中心向下凸起一个适合要求的圆环。圆环与推力轴承相连接。在它上面设有一周与固定座相配合螺丝过孔。密封压盖的作用就不让风轮轴往上移动。使“密封上轴承座”成为一个整体。(2)推力轴承它设置在密封压盖与连轴器之间。其作用是将旋转的风轮组，约束在固定的位置，不能向上移动。(3)深沟球轴承它设置在连轴器与固定座的空心轴之间，它的作用就是将旋转的风轮能稳定在主机的中心位置，当然一切轴承，都是为了减少摩擦力。(4)固定座它是“密封上轴承座”的基础部件。通过它将“新型垂直轴风轮组”固定在风力发电机主机中心位置盖板上。固定座的形状是在一个圆桶的中心部位的底面，向上凸起一个空心轴。在固定座的顶面，设有一周与“密封压盖”相配合的螺丝孔。固定座的外环面上设有与风力发电机连接的法兰。法兰上有一周螺丝孔与风力发电机，主机中心盖板上的过孔相对应。在它的内部能储存一定量的润滑油。(5)连轴器它是固定在“密封上轴承座”上能够旋转的部件。它是起固定风轮轴的部件。将“新型垂直轴风轮组”固定在风力发电机主机中心位置的上盖上。连轴器的形状是一个倒立带宽沿的圆桶，圆桶的中心向下凸起一个长轴，从轴向剖开它的截面很像倒写的山字形。(六)图6“密封下轴承座”它包括I、密封环2、密封盖3、连轴器4、固定座5、深沟球轴承6、推力球轴承(I)密封环它安装到连轴器的上连接轴上，与密封盖凸起的圆环相配合，形成一个密封关系。它的形状就是一个倒立圆桶，在中心有能通过上连接轴的孔。孔的周围有向上凸起的圆环。(2)密封盖它是一个圆形平板，在中心有一个能通过连轴器上连接轴的孔。在这个孔的周围向上凸出个圆环。这个圆环与安装在上连接轴上的密封环相配合，形成一个密封关系。在密封盖上面设有一周与固定座相配合的安装过孔。密封盖的作用是将“密封下轴承座”封闭为一整体。(3)连轴器它是“密封下轴承座”能够旋转的部件。它有上下两个连接轴。上连接轴固定在风轮轴的下端，接受风轮传输来的能量。下连接轴固定风力发电系统的“传输轴”上端，将接收来的能量通过传输轴，传送到发电系统。以达到发电的效果。连轴器的形状是一个倒立的圆桶，圆桶中心串入一个长轴，圆桶在长轴的适宜部位。从轴向剖开它的截面很像巾字形。(4)固定座它是“密封下轴承座”的基础件。通过它将“新型垂直轴风轮组”固定在风力发电机主机中心位置的底板上。固定座的形状是一个圆桶，在圆桶的中心位置凸起一个空心轴。固定座的顶面设有一周与“密封盖”相配合的螺丝孔。固定座外环面上设有连接风力发电机的法兰，法兰上有一周螺丝孔与风力发电机，主机中心底板上的过孔相对应。在它的内部能储存一定量的润滑油。(5)深沟球轴承它的内环与固定座的空心轴相连接，外环与联轴器相连接，这就将“固定座”与“连轴器“连成一个整体，使连轴器按要求运动。需要时要在连轴器上安装两个深沟球轴承。(6)推力轴承它的下环安装到“固定座”空心轴的底面，上环与深沟球轴承和联轴器相连接。它的作用就是支撑，整体“新型垂直轴风轮组”重力。使“新型垂直轴风轮组”正常平稳的工作在风力发电机的中心位置。
五具体实施例方式(一 )风轮总装 I、图3风斗的组装图3是先将风斗I、风门2、拉簧3。组装为风斗组合。2、图2连接板中心设有轴孔，风斗组合均匀的固定到，上下连接板轴孔周围。形成一个单一的风轮组，在将风轮轴固定到连接板的中心孔中，一个单层风轮组完成。它的固定方式可以用焊接，或通过螺丝孔连接。见图2、图33、图I如果要制造双层或多层，就要用连接法兰。图I就是经连接法兰将两组上下相邻风轮组牢牢固成一个整体。连接法兰固定在上下风轮组的连接板上。上风轮组的下连接板，固定在“连接法兰”上端面。下风轮组的上连接板固定在“连接法兰”的下端面。在将“密封上轴承座”装入，风轮轴上端。将“密封下轴承座”，装入风轮轴的下端。这就完成了“新型垂直轴风轮组”的安装。连接板与法兰都有一周相对应的螺丝孔和过孔，由螺钉固定连接成一个整体。(二)图5 “密封上轴承座”的安装，在它的固定座中心底部设有向上凸起空心轴，在这个空心轴底部先安装了深沟球轴承。连轴器就与这个深沟轴承配合连接。这就将连轴器固定在，固定座的中心部位，连轴器是个倒立带有宽沿的圆桶形，中心设有长轴，推力轴承安装在倒立圆桶宽沿的上面。密封压盖安装在推力轴承的上面。密封压盖与固定座上都有一周，相对应的螺丝孔与过孔。由螺钉固定成一个完整的“密封上轴承座”。运行风力发电机前要注入一定量的润滑油。见图5(三)图6“密封下轴承座”的安装，在它的固定座中心底部有一个，向上凸起的空心轴。推力轴承安装在空心轴最底部，在推力轴承上面安装深沟球轴承，深沟球轴承与联轴器相配合连接，需要时还要安装两套深沟球轴承。密封盖就固定在固定座的上面。还有一个密封环，安装在密封盖上面的上连接轴上。调整好密封环与密封盖的固定距离，建立一个最佳密封关系。密封盖与固定座上都有一周，相对应的螺丝孔和过孔。通过螺钉将其连接成一个完整的“密封下轴承座”。运行风力发电机前要注入一定量的润滑油。见图6(四)大型与超大型的风轮的制造材料，选择时要求重量轻强度高的金属或非金属的材料，其制造工艺可采用薄壳骨架式工艺，或其它可行性工艺。(五)I、制造风斗的材料要选择，比重轻强度高在材料，可以选择工程塑料，轻金属铝或铝合金之类。在制造工艺上要根据，制造方式要根据生产能力而定，如大型压铸大型冷压，或组合成形等、、、、、、总之要根据自家的能力生产。2、密封上轴承座与密封下轴承座的制造，它的材料选用在载荷强度可靠下，可以选择金属与工程塑料。制造工艺要根据，生产能力而定。可以采用铸造、塑料压注或部件组合成形等、、、、、总之要根据自家的能力生产。
权利要求
1.有一种“新型垂直轴风轮组”由密封压盖、连轴器、固定座、推力轴承、深沟球轴承组成的“密封上轴承座”。由风斗、风门、连接板、风轮轴、连接法兰、组成的“风轮组”。由密封盖、连轴器、固定座、推力轴承、深沟球轴承组成的“密封下轴承座”。其特征在于依次从上往下包括三个组合部位其结构是第一个组合部位是“新型垂直轴风轮组”的“密封上轴承座(图5) ”在它的固定座中心底部，设有一个向上凸起的空心轴，在这个空心轴底部先安装了深沟球轴承。连轴器就与这个深沟球轴承配合连接。连轴器是个倒立带有宽沿的圆桶形，中心设有长轴。推力轴承安装在倒立圆桶宽沿的上面。密封压盖安装在推力轴承的上面，密封压盖与固定座都有一周，相对应的螺丝孔与过孔。由螺钉固定成一个完整的“密封上轴承座”。连轴器的中心轴，伸展在“密封上轴承座”下端的中心部位，与风轮轴的上端相连接固定。“密封上轴承座”上设有与风力发电机连接法兰。第二个组合部位“新型垂直轴风轮组”的“风轮组”(图I、图2)每层风轮组是由多个风斗经连接板组成，风斗的背面安装有调速风门，调整拉簧适宜的拉力，控制风轮旋转速度。离网小型风力发电机无需调速风门。每组风轮的风斗数量要在三个以上，均匀固定在风轮轴的周围。风斗数量要根据制造规模而定。风轮轴在风轮组的中心部位。风轮组可以制作成单层、双层和多层。双层与多层风轮组由连接法兰，将上下相邻两个风轮组，牢牢固定成一个整体。第三个组合部位是，在“新型垂直轴风轮组，”的“密封下轴承座”(图6)在它的固定座中心底部有一个，向上凸起的空心轴。推力轴承安装在空心轴最底部，在推力轴承上面安装深沟球轴承，深沟球轴承与联轴器相配合连接，需要时还要安装两套深沟球轴承。密封盖就固定在固定座的上面。还有个密封环，安装在密封盖上面的上连接轴上。调整好密封环与密封盖的固定距离，建立一个最佳密封关系。密封盖与固定座上，都有一周相对应的螺丝孔和过孔。通过螺钉将其连接成一个完整的“密封下轴承座”。(见图6) “密封下轴承座”有上下两个连接轴。上连接轴固定在风轮轴的下端。下连接轴固定到风力发电系统的“传输轴”上。固定座上设有与风力发电机连接法兰。
2.根据权利要求一所述的“新型垂直轴风轮组”其特征在于“密封上轴承座”的密封压盖，它的形状是一个圆形平板，在中心向下凸起一个适合要求的圆环。在它上面设有一周与固定座相配合螺丝过孔。
3.根据权利要求一所述的“新型垂直轴风轮组”其特征在于“密封上轴承座”的固定座的形状是在一个圆桶的中心部位的底面，向上凸起一个空心轴。在固定座的顶面，设有一周与“密封压盖”相配合的螺丝孔。固定座的外环面上设有与风力发电机连接的法兰。
4.根据权利要求一所述的“新型垂直轴风轮组”其特征在于“密封上轴承座”的连轴器形状是一个倒立带宽沿的圆桶，圆桶的中心向下凸起一个长轴，从轴向剖开它的截面很像倒写的山字形。
5.根据权利要求一所述的“新型垂直轴风轮组”其特征在于“风轮组”的风斗样子跟农村用的簸箕差不多，在一个大的底面连接三个相互连接的小面，一面敞口。风斗大面开有适宜大小通风窗。离网小型发电机无需开通风窗，风斗大面从风轮轴方向五分之二处，向外伸展形成一个带圆弧的通风角。圆弧与角度值由制造规模而定。在风斗朝向风轮轴的一面，是个向内倾斜的斜面，倾斜角度是根据规格而定。风斗内部设有加强筋。见(图3、图4)。
6.根据权利要求一所述的“新型垂直轴风轮组”其特征在于“密封下轴承座”的密封盖它是一个圆形平板，在中心有一个能通过连轴器上连接轴的孔。在这个孔的周围向上凸出个圆环。这个圆环与安装在上连接轴上的密封环相配合，在密封盖上面设有一周与固定座相配合的安装过孔。
7.根据权利要求一所述的“新型垂直轴风轮组”其特征在于“密封下轴承座”的固定座形状是一个圆桶，在圆桶的中心位置凸起一个空心轴。固定座的顶面设有一周与“密封盖”相配合的螺丝孔。固定座外环面上设有连接风力发电机的法兰。
8.根据权利要求一所述的“新型垂直轴风轮组”其特征在于“密封下轴承座”的连轴器的形状是一个倒立的圆桶，圆桶中心串入一个长轴，圆桶在长轴的适宜部位。从轴向剖开它的截面很像巾字形。
全文摘要
本发明“新型垂直轴风轮组”是一种专用于垂直轴风力发电机上，接受风能并转换为机械能的重要装置。它包括有多个风斗组成“风轮组”、“密封上轴承座”和“密封下轴承座”，多层风轮组还需连接法兰连接上下相邻的两个风轮组。在由一个空心轴连接成具有特殊结构的“新型垂直轴风轮组”。见(图1、图2)图1是双层风轮组，图2是单层风轮组。“新型垂直轴风轮组”的“密封上轴承座”与“密封下轴承座”的内部储存一定数量的润滑油，使“密封上轴承座”与“密封下轴承座”的固定座里活动部件能在良好的润滑环境中运行，提高部件的使用寿命。
文档编号F03D3/02GK102937069SQ20121015885
公开日2013年2月20日 申请日期2012年5月21日 优先权日2012年5月21日
发明者宋永财 申请人:宋永财