一种可水平转动引导风装置及垂直轴风力发电机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于风力发电技术领域，尤其涉及一种可水平转动引导风装置及垂直轴风力发电机。
【背景技术】
[0002]随着人们对能源需求的不断增多，尤其是对电力需求量的日益增大，而我国和许多国家发电主要还是靠煤炭、石油、天然气，俗称"火电"，和矿物质(核电)，它们都属于不可再生能源，对这些不可再生能源的无度掘采总有用尽的时候，且这些不可再生能源燃烧的过程中，不可避免的向大气中释放出大量的二氧化碳、粉尘和污染物质，人类赖以生存的空气受到了严重的污染，就中国来说很多省份每年PM2.5超标天数越来越多，因此治理环境刻不容缓。煤炭发电对大气污染最为严重所以人们想到了取之不尽用之不竭天然绿色能源-风能。
[0003]目前大型风力发电设备分为两种:一种是水平轴风力发电机；另一种是垂直轴风力发电机，垂直轴风电机通过实验产能微弱投入生产很少。技术比较成熟的是水平轴风力发电机，它是通过风力作用到三个对称的桨式叶片上，使叶片旋转形成扭矩，通过轮轴传递给机舱内的发电机组发出电能，但是它仍有诸多缺点。具体如下:
[0004]1、当风向突然发生变化时，由于叶片很长，转向突然加快会使叶片或水平轴和轴承损坏。
[0005]2、由于是三支桨式叶片，因此受风面积很小，大部分风能从其叶片之间流过，白白损失掉了，即使风接触到了叶片，由于是桨式叶面，所以它有一个角度的问题，因此风能又损失了一部分，还由于考虑到叶片的强度和可靠性，叶面最宽部位设在与轴相近的位置，这样一来力矩又小了很多。综上所述这些问题使得发电机获得的风能成倍递减。
[0006]3、由于三叶桨式风力发电机机箱、叶轮叶片全部安装在几十米、近百米高的铁塔顶部，所以安装起来困难；维修就更困难，因此无论是叶轮、叶片、增速箱和发电机及其所有的机舱内部构件，在加工制作的过程中都要求必须达到相当高的可靠性和精密度，大大的增加了它的制作成本。
[0007]由于三叶桨式风力发电机投资大、收益率低，就目前而言，三叶桨式风力发电机只能作为发电设备的一种补充。
【实用新型内容】
[0008]鉴于现有技术所存在的问题，本实用新型提供了一种可水平转动引导风装置及垂直轴风力发电机。
[0009]本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下:
[0010]一种可水平转动引导风装置包括上护板和下护板，所述上护板和下护板平行，所述下护板的下表面沿周向设有由多个齿牙形成的齿环，所述齿牙方向向下；
[0011]所述上护板和下护板之间沿竖直方向设有多个第一导风板，每个所述第一导风板均呈弧形，所述第一导风板的顶端与上护板的下表面固定连接，所述第一导风板的底端与下护板的上表面固定连接；
[0012]所述上护板和下护板及所述第一导风板形成第一圆柱形结构；
[0013]在所述第一圆柱形结构的一侧还连接有进风通道。
[0014]本实用新型所述可水平转动引导风装置可以用于垂直轴风力发电机并且可以显著提高发电能力，通过进风通道以及设有的多个第一导风板和多个第二导风板的合理设置，本实用新型所述可水平转动引导风装置具有良好的导风引风效果，设有的齿环可以方便与其他装置连接，可以根据实际情况制作成不同型号，广泛应用于风力发电领域。
[0015]在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
[0016]进一步，进风通道包括弧面结构，所述弧面结构包括两个端部和一个开口侧，弧面结构的开口侧与上护板的外壁和下护板的外壁固定连接，所述弧面结构的一端为进风口，另一端与所述第一圆柱形结构连通。
[0017]进一步，所述弧面结构和由上护板、下护板及多个第一导风板形成的第一圆柱形结构一起形成了蜗壳形结构；所述弧面结构的内部设有至少一个第二导风板，每个所述第二导风板均成弧形，所述第二导风板的末端固定在上护板和下护板之间，所述第二导风板的前端固定在进风口内；多个所述第一导风板和多个第二导风板及弧面结构的末端排列在一起形成弧形，所述弧形的弧长为所述弧形所在圆的周长的2/3。
[0018]采用上述进一步方案的有益效果是:
[0019]1、本实用新型所述可水平转动引导风装置，通过在上护板和下护板之间设置弧形的第一导风板，在第一柱圆柱形结构的一侧设置弧面结构，在弧面结构内部设置了第二导风板，有效起到了导风引风的作用并且具有截风面积大等优点，使截得的风能通过多个第一导风板、第二导风板及弧面结构同时近乎垂直的作用到风轮的2/3的叶面上，可以显著增大风轮的受风面积，风能损失尽可能减少甚至可以忽略不计。因此，在同样风轮直径的情况下，采用本实用新型所述可水平转动引导风装置的垂直轴风力发电机所获得的风能，远远高于水平轴桨式风力发电机的风能。
[0020]2、进风口接收到的风通过第二导风板和外弧末端引导至传动轴的一侧和后部。在其余第一圆柱形结构周长的1/3处不设置导风板，和风轮下部一起作为出风口用以释放掉做完功的弱风。因此可以显著提高发电能力。
[0021]进一步，所述上护板和下护板之间还设有多个用于支撑上护板和下护板的支撑框，所述支撑框的顶端与上护板的下表面固定连接，所述支撑框的底端与下护板的上表面固定连接。
[0022]采用上述进一步方案的有益效果是:使本实用新型所述可水平转动引导风装置更加稳固。
[0023]一种可水平转动引导风式垂直轴风力发电机，包括机舱，所述机舱内部设有发电机组；还包括可水平转动引导风装置、风轮、支撑装置、底座和顶盖；
[0024]所述风轮包括上环形骨架、下环形骨架以及上环形骨架和下环形骨架之间的多个风叶形成的第二圆柱形结构；
[0025]所述上环形骨架与下环形骨架平行并且上环形骨架与下环形骨架之间设有多个风叶，所述风叶的顶部和底部分别与上环形骨架、下环形骨架固定连接；
[0026]所述第二圆柱形结构位于所述第一圆柱形结构的内部并且与第一圆柱形结构具有相同的轴线，在轴线处设有传动轴，所述第二圆柱形结构的直径小于第一圆柱形结构的直径；
[0027]所述第一圆柱形结构、第二圆柱形结构的下方依次设有支撑装置、机舱和底座；
[0028]所述顶盖位于第一圆柱形结构、第二圆柱形结构的上方，并且顶盖套在传动轴外；所述传动轴的底端通过联轴器与发电机组连接。
[0029]进一步，在所述传动轴的上部和下部分别设有用于稳定传动轴的上轴承座和下轴承座，传动轴在上、下轴承座的中心可自由转动，在上轴承座与上护板内壁之间设有多个上轴承座连接杆，下轴承座与下护板内壁之间设有多个下轴承座连接杆；每个上轴承座连接杆的一端与上轴承座外端固定连接，其另一端与上护板的内壁固定连接；每个下轴承座连接杆的一端与下轴承座外端固定连接，其另一端与下护板的内壁固定连接；
[0030]所述传动轴的上部和下部还分别设有第一支撑件和第二支撑件，所述第一支撑件和第二支撑件与传动轴固定连接；在传动轴和第二圆柱形结构之间还设有多个上斜支撑杆和多个下斜支撑杆；每个上斜支撑杆的一端与第一支撑件固定连接，其另一端与上环形骨架固定连接；每个下斜支撑杆的一端与第二支撑件固定连接，其另一端与下环形骨架固定连接；在上环形骨架和下环形骨架之间设有垂直支撑杆，垂直支撑杆与上环形骨架和下环形骨架分别均匀垂直固定连接；
[0031]所述传动轴顶端还设有轴套，所述轴套与上轴承座扣接，在轴套的顶部还设有随风向变化而转动的风向控制舵，所述风向控制舵与轴套可转动连接；
[0032]每个所述风叶包括叶面框和叶面，叶面嵌在叶面框内，所述叶面框竖直方向设置并且与上环形骨架的外侧和下环形骨架的外侧固定连接，在相邻两个叶面框之间还设有至少两根叶面斜支撑杆，叶面斜支撑杆沿水平方向设置，所述叶面斜支撑杆的一端与叶面框的外侧固定连接，所述叶面斜支撑杆的另一端与其相邻的叶面框的内侧固定连接；
[0033]支撑装置位于下护板的下方，所述支撑装置包括框式平台和多个V字形内倾支撑，所述框式