半圆柱形叶垂直安装风力发电装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种半圆柱形叶垂直安装风力发电装置，包括叶片组、垂直传动轴、圆环轨道架、发电机、工作室和立柱，工作室固定在立柱顶部，垂直传动轴下部伸入工作室内，垂直传动轴与工作室转动连接，叶片组由多个叶片组成，叶片为罩有挡风罩的半圆柱形钢架，叶片垂直安装在圆环轨道架上，圆环轨道架固定在垂直传动轴上部，多个叶片的凸面方向一致，叶片凸面内侧倾斜安装有内活页门，叶片凸面外侧倾斜安装有外活页门；垂直传动轴下端固定安装有大齿轮，发电机安装在工作室内，发电机输出轴上固定安装有小齿轮，小齿轮与大齿轮啮合。本实用新型叶片采风面积大，发电效率高，叶片接受风力运转快，可减少多级增速消耗风力，强度高，运行可靠。
【专利说明】半圆柱形叶垂直安装风力发电装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种风力发电装置，尤其是涉及一种半圆柱形叶垂直安装风力发电装置。
【背景技术】
[0002]无污染能源开发越来越受到各国关注，风力资源取之不尽用之不竭，利用风力发电可以减少环境污染，节约煤炭、石油等常规能源。现有的风力发电装置使用的叶片是螺旋桨叶，由于螺旋桨叶的面是斜面，因此风力通过时，风力推动螺旋桨叶在中心轴上旋转，再通过增速齿轮提速带动发电机发电。这种风力发电装置的缺点是:螺旋桨叶与风力接触面积小，斜面与风力接触，风力利用率低，所以发电效率低；设想大功率发电，螺旋桨叶30-40米长仅一端与中心主轴连接，这在结构安装上不符合大功率风力发电，螺旋桨叶受强度影响，不可能将螺旋桨叶制作的过宽、过长。国内公开的名称为《风力圆周运动杠杆大功率发电装置》的专利，其叶轮是半球形，叶轮一面为凹面，与风接触时完全可以接受风力，另一面是凸面，与风接触时，风力向四周扩散，形成叶轮两面受力差使得叶轮在重心轴圆周运转，通过多级齿轮增速带动发电机发电，半球形叶轮可以制作几十米圆径，与风力接触面积有几千平方米，解决了螺旋桨叶风力发电与风力接触面积小的缺点。但是半球形叶轮圆径制作越大，叶轮中心离中心轴距离越远，围绕中心轴圆周运转越慢，虽然能通过多级增速齿轮实现增速，达到发电机转速发电，但是通过增速齿轮增速要消耗风力资源，降低了风力发电效率。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种半圆柱形叶垂直安装风力发电装置，其叶片采风面积大，发电效率高，叶片接受风力运转快，可减少多级增速消耗风力，强度高，运行可靠。
[0004]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:一种半圆柱形叶垂直安装风力发电装置，其特征在于:包括叶片组、垂直传动轴、圆环轨道架、发电机、工作室和立柱，所述工作室固定在立柱的顶部，所述垂直传动轴的下部伸入工作室内，所述垂直传动轴与工作室转动连接，所述叶片组由多个叶片组成，所述叶片为罩有挡风罩的半圆柱形钢架，所述叶片垂直安装在圆环轨道架上，所述圆环轨道架固定在垂直传动轴的上部，多个叶片的凸面方向一致，多个叶片均匀布设，所述叶片的凸面内侧倾斜安装有用于克服风力阻碍的内活页门，所述叶片的凸面外侧倾斜安装有用于释放风力的外活页门；所述垂直传动轴的下端固定安装有大齿轮，所述发电机安装在工作室内，所述发电机的输出轴上固定安装有小齿轮，所述小齿轮与大齿轮啮合。
[0005]上述的半圆柱形叶垂直安装风力发电装置，其特征在于:所述垂直传动轴的上部键连接有轴套，所述圆环轨道架固定在轴套上，所述叶片的内端外侧固定有支撑架，所述支撑架上固定有第一法兰，所述圆环轨道架的外侧固定有第二法兰，所述第一法兰和第二法兰通过螺栓固定连接。
[0006]上述的半圆柱形叶垂直安装风力发电装置，其特征在于:所述工作室的顶部固定有第一轴承套，所述第一轴承套内安装有第一支撑轴承，所述垂直传动轴穿过第一支撑轴承，所述第一轴承套与轴套之间设置有推力轴承，所述推力轴承套在垂直传动轴上。
[0007]上述的半圆柱形叶垂直安装风力发电装置，其特征在于:所述垂直传动轴的下部且位于大齿轮的上方设置有第二支撑轴承，所述第二支撑轴承外安装有第二轴承套，所述第二轴承套通过连接杆与工作室的内壁连接，所述第二轴承套与第一轴承套之间设置有支撑管。
[0008]上述的半圆柱形叶垂直安装风力发电装置，其特征在于:所述立柱为空心结构，所述立柱的内部与工作室的内部相通，所述立柱的内壁上安装有螺旋梯。
[0009]上述的半圆柱形叶垂直安装风力发电装置，其特征在于:所述工作室的下部设置有透光窗。
[0010]上述的半圆柱形叶垂直安装风力发电装置，其特征在于:所述工作室的上部设置有透风弯管。
[0011]上述的半圆柱形叶垂直安装风力发电装置，其特征在于:所述叶片沿长度方向横向布设有多排内活页门，多排内活页门均匀布设。
[0012]上述的半圆柱形叶垂直安装风力发电装置，其特征在于:所述叶片的数量为四块。
[0013]上述的半圆柱形叶垂直安装风力发电装置，其特征在于:所述叶片为通过法兰连接的多段结构。
[0014]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0015]1、本实用新型叶片垂直安装在圆环轨道架上，可以制作几十米到百米长，叶片与风力的接触面积大，发电效率高，与现有广泛使用的螺旋桨叶片相比，要大几倍到几十倍面积。
[0016]2、本实用新型叶片为罩有挡风罩的半圆柱形钢架，是靠长度增加面积，叶片圆径小，所以叶片中心离垂直传动轴距离短，叶片与风力接触时，叶片围绕中心轴运转快，用一级增速齿轮完全可以满足低速发电机发电要求，既解决了螺旋桨叶与风力接触面积小的问题，又解决了半圆球叶轮增加面积靠扩大圆径来实现而降低转速的问题，同时可以大功率发电。
[0017]3、本实用新型叶片的凸面内侧倾斜安装有内活页门，这样当叶片的凸面与风力对准时，风力向凸面二测运动，中间风力推动内活页门直接通过，减少风力在凸面上的阻力；当叶片的凹面与风力对准时，内活页门全部关闭，风力全部吸收，这样产生大的力差，叶片很容易转动。
[0018]4、本实用新型叶片的凸面外侧倾斜安装有外活页门，这样如果遇到7级以上的大风、暴风、台风等情况，在风力的作用下外活页门打开，放走部分风力，保证设备正常运转发电。
[0019]5、本实用新型叶片通过支撑架固定在圆环轨道架上，强度高，再大的风力不易损坏设备。
[0020]下面通过附图和实施例，对本实用新型做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型的结构示意图。
[0022]图2为本实用新型叶片组的安装示意图。
[0023]图3为本实用新型的俯视图。
[0024]图4为本实用新型叶片的结构示意图。
[0025]附图标记说明:
[0026]I—叶片； 2—内活页门；3—外活页门；
[0027]4一挡风罩； 5—垂直传动轴；6-1—第一轴承套；
[0028]6-11—第一支撑轴承；6-2—第二轴承套；6-21—第二支撑轴承；
[0029]7—推力轴承； 8—圆环轨道架；9一轴套；
[0030]10一立柱； 11一大齿轮；12—小齿轮；
[0031]13—发电机； 14一螺旋梯；15—透光窗；
[0032]16—透风弯管； 17—连接杆；18—支撑管；
[0033]19一第一法兰； 20—工作室；21—第二法兰；
[0034]22—支撑架。
【具体实施方式】
[0035]如图1至图4所示，本实用新型包括叶片组、垂直传动轴5、圆环轨道架8、发电机13、工作室20和立柱10，所述工作室20固定在立柱10的顶部，所述垂直传动轴5的下部伸入工作室20内，所述垂直传动轴5与工作室20转动连接，所述叶片组由多个叶片I组成，所述叶片I为罩有挡风罩4的半圆柱形钢架，所述叶片I垂直安装在圆环轨道架8上，所述圆环轨道架8固定在垂直传动轴5的上部，多个叶片I的凸面方向一致，多个叶片I均匀布设，所述叶片I的凸面内侧倾斜安装有用于克服风力阻碍的内活页门2，所述叶片I的凸面外侧倾斜安装有用于释放风力的外活页门3 ;所述垂直传动轴5的下端固定安装有大齿轮11，所述发电机13安装在工作室20内，所述发电机13的输出轴上固定安装有小齿轮12，所述小齿轮12与大齿轮11啮合。
[0036]如图2所示，所述垂直传动轴5的上部键连接有轴套9，所述圆环轨道架8固定在轴套9上，所述叶片I的内端外侧固定有支撑架22，所述支撑架22上固定有第一法兰19，所述圆环轨道架8的外侧固定有第二法兰21，所述第一法兰19和第二法兰21通过螺栓固定连接。
[0037]如图2所示，所述工作室20的顶部固定有第一轴承套6-1，所述第一轴承套6_1内安装有第一支撑轴承6-11，所述垂直传动轴5穿过第一支撑轴承6-11，所述第一轴承套6-1与轴套9之间设置有推力轴承7，所述推力轴承7套在垂直传动轴5上；叶片组尽管较重，但是因为支承在推力轴承7上，所以运转也很轻松。
[0038]如图2所示，所述垂直传动轴5的下部且位于大齿轮11的上方设置有第二支撑轴承6-21，所述第二支撑轴承6-21外安装有第二轴承套6-2，所述第二轴承套6_2通过连接杆17与工作室20的内壁连接，所述第二轴承套6-2与第一轴承套6-1之间设置有支撑管18。
[0039]如图2所示，所述立柱10为空心结构，所述立柱10的内部与工作室20的内部相通，所述立柱10的内壁上安装有螺旋梯14，便于进入工作室20内安装维修。
[0040]如图2所示，所述工作室20的下部设置有透光窗15，外界的光可进入工作室20内，便于工人操作。
[0041]如图2所示，所述工作室20的上部设置有透风弯管16，可使工作室20内通风、透气，便于发电机13散热。
[0042]本实施例中，所述叶片I沿长度方向横向布设有多排内活页门2，多排内活页门2均匀布设。
[0043]如图3所示，所述叶片I的数量为四块，实际制作时，根据需要布设合理数量的叶片。
[0044]如图4所示，所述叶片I为通过法兰连接的多段结构，可以分二段、三段、四段或更多段制作，便于在高速公路上运输，现场通过法兰安装对接成一个整体，便于维修。叶片I在实际制作时，采用金属管制作半圆柱形骨架，外部弧面的挡风罩4采用薄金属板或薄合金铝板铆在半圆柱形骨架上。
[0045]本实用新型的工作原理为:叶片I在风的吹动下转动，带动圆环轨道架8旋转，因圆环轨道架8固定在垂直传动轴5上，所以垂直传动轴5转动，垂直传动轴5将运动传送到大齿轮11上，大齿轮11带动小齿轮12转动，因小齿轮12固定在安装在发电机13的输出轴上，所以发电机13运转，则发电机13开始发电。叶片I的凸面与风力对准时，风力向凸面二测运动，中间风力推动内活页门2直接通过，减少风力在凸面上的阻力；叶片I的凹面与风力对准时，内活页门2全部关闭，风力全部吸收，这样产生大的力差，叶片I很容易转动。如果遇到7级以上的大风、暴风、台风等情况，在风力的作用下外活页门3打开，放走部分风力，保证设备正常运转发电。
[0046]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【权利要求】
1.一种半圆柱形叶垂直安装风力发电装置，其特征在于:包括叶片组、垂直传动轴(5)、圆环轨道架(8)、发电机(13)、工作室(20)和立柱(10)，所述工作室(20)固定在立柱(10)的顶部，所述垂直传动轴(5)的下部伸入工作室(20)内，所述垂直传动轴(5)与工作室(20)转动连接，所述叶片组由多个叶片(I)组成，所述叶片(I)为罩有挡风罩(4)的半圆柱形钢架，所述叶片(I)垂直安装在圆环轨道架(8)上，所述圆环轨道架(8)固定在垂直传动轴(5)的上部，多个叶片(I)的凸面方向一致，多个叶片(I)均匀布设，所述叶片(I)的凸面内侧倾斜安装有用于克服风力阻碍的内活页门(2)，所述叶片(I)的凸面外侧倾斜安装有用于释放风力的外活页门(3);所述垂直传动轴(5)的下端固定安装有大齿轮(11)，所述发电机(13)安装在工作室(20)内，所述发电机(13)的输出轴上固定安装有小齿轮(12)，所述小齿轮(12)与大齿轮(11)啮合。
2.按照权利要求1所述的半圆柱形叶垂直安装风力发电装置，其特征在于:所述垂直传动轴(5)的上部键连接有轴套(9)，所述圆环轨道架(8)固定在轴套(9)上，所述叶片(I)的内端外侧固定有支撑架(22)，所述支撑架(22)上固定有第一法兰(19)，所述圆环轨道架(8)的外侧固定有第二法兰(21)，所述第一法兰(19)和第二法兰(21)通过螺栓固定连接。
3.按照权利要求2所述的半圆柱形叶垂直安装风力发电装置，其特征在于:所述工作室(20)的顶部固定有第一轴承套￠-1)，所述第一轴承套￠-1)内安装有第一支撑轴承(6-11)，所述垂直传动轴(5)穿过第一支撑轴承(6-11)，所述第一轴承套(6-1)与轴套(9)之间设置有推力轴承(7)，所述推力轴承(7)套在垂直传动轴(5)上。
4.按照权利要求3所述的半圆柱形叶垂直安装风力发电装置，其特征在于:所述垂直传动轴(5)的下部且位于大齿轮(11)的上方设置有第二支撑轴承(6-21)，所述第二支撑轴承(6-21)外安装有第二轴承套￠-2)，所述第二轴承套(6-2)通过连接杆(17)与工作室(20)的内壁连接，所述第二轴承套￠-2)与第一轴承套￠-1)之间设置有支撑管(18)。
5.按照权利要求1-4任一权利要求所述的半圆柱形叶垂直安装风力发电装置，其特征在于:所述立柱(10)为空心结构，所述立柱(10)的内部与工作室(20)的内部相通，所述立柱(10)的内壁上安装有螺旋梯(14)。
6.按照权利要求1-4任一权利要求所述的半圆柱形叶垂直安装风力发电装置，其特征在于:所述工作室(20)的下部设置有透光窗(15)。
7.按照权利要求1-4任一权利要求所述的半圆柱形叶垂直安装风力发电装置，其特征在于:所述工作室(20)的上部设置有透风弯管(16)。
8.按照权利要求1-4任一权利要求所述的半圆柱形叶垂直安装风力发电装置，其特征在于:所述叶片(I)沿长度方向横向布设有多排内活页门(2)，多排内活页门(2)均匀布设。
9.按照权利要求1-4任一权利要求所述的半圆柱形叶垂直安装风力发电装置，其特征在于:所述叶片(I)的数量为四块。
10.按照权利要求1-4任一权利要求所述的半圆柱形叶垂直安装风力发电装置，其特征在于:所述叶片(I)为通过法兰连接的多段结构。
【文档编号】F03D9/00GK204003274SQ201420451232
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月11日 优先权日:2014年8月11日
【发明者】胡宝锁 申请人:胡宝锁