垂直轴风力发电机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及风能发电领域，具体地说是一种垂直轴风力发电机。
【背景技术】
[0002]风的产生是由于太阳将地表的空气加温，空气受热膨胀变轻而往上升，热空气上升后，低温的里空气就从四周横向流入，因而形成空气的流动，这就是风。风力发电是由空气流动时产生的风压，借由空气的气动力作用(包括升力及阻力)，推动风力机的叶片旋转，进而带动发电机转动进而转换成电能。尽管风力发电机多种多样，但归纳起来可分为两类:①水平轴风力发电机，风轮的旋转轴与风向平行；②垂直轴风力发电机，风轮的旋转轴垂直于地面或者气流的方向。
[0003]水平轴风力发电机由风叶轮、变速箱、加速齿轮箱、发电机、偏移装置、控制系统、塔架等部件所组成。风叶轮的作用是将风能转换为机械能，它是由气体流动性能良好的叶片装在轮轴上所组成，低速转动的风叶轮通过传动系统经由加速齿轮箱来增速，将动力传导给发电机。上述这些组件都安装在机舱内，整个机舱由高大的塔架支撑，由于风向会经常改变，为了有效地利用风能，必须要有自动迎风的装置，根据风向感测仪测得的风向信号，再由控制器来控制偏移电机，驱动小齿轮去推动塔架上的大齿轮，使整个机舱借由此自动控制的系统，来保持正确的迎风面。
[0004]水平式风机的发电机轴承平行于风向，也就表示其叶片与风向垂直，所以采用升力型叶片，能比垂直轴风机的推力型叶片撷取更大风能，因此水平风力发电机就必须能360度旋转以追逐风向。其叶片形式有单叶、双叶、三叶及四叶。单叶及双叶的转速通常较快，齿轮比较低，但是叶片在上下区域的变动较大，容易衍生疲劳负荷，且动态视觉、叶片平衡及输出效率较差。四叶虽然输出效率最高，但是在成本考量上仍是以三叶片最佳，因此三叶片形式的水平风机为目前最常见机种。另以其旋翼座向又可分为上风型及下风型两种。
[0005]水平式风机的最大优点为输出效率高，但缺点为扫风面积(叶片动态360度垂直投影面积)大、成本及维修费用高及噪音大。
[0006]垂直轴风力发电机具有不用对风向，无噪音，安全性高等诸多优点，是未来风力发电机发展的一个重要方向。现有的垂直轴风力发电机一般都是由叶片、传动系统、发电机等关键部件组成，通过传动系统将风力发电机叶片上的转矩输入到发电机的主轴上，带动发电机主轴转动，进而发电。整个发电机系统的效率不高，整机的结构也不够紧凑。
[0007]申请号为2014102026684的发明专利公开了一种垂直轴风力发电机，包括支撑架，设置在支撑架上的中心轴，安装在中心轴上的风轮，风轮是内、外叶片嵌套的双层结构，并以中心轴为圆心同心设置，内叶片置于外叶片围成的中心腔内，内叶片为升力型，外叶片为阻力型，内叶片通过超越离合器和中心轴连接，内叶片上设有线圈，外叶片上固定有永磁铁，内、外叶片绕中心轴沿相反的方向相对转动。该垂直轴风力发电机结构复杂，需要转动方向相反的内、外叶片双层结构来提高发电机效率，造价高的同时，为了防止风力发电机运行过程中内、外叶片发生同向转动，用超越离合器来连接内叶片和中心轴，保证风力发电机在正常工作时内叶片只能单向转动。为了防止风速高于设计风速时，风力发电机遭到破坏，还需要另外设置电磁离合器和转速传感器。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种风能利用率高、抗强风的垂直轴风力发电机。
[0009]为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为:垂直轴风力发电机，包括风轮，所述风轮包括固定主轴、活动主轴、加强板和叶片轴组；
[0010]所述活动主轴套设在固定主轴外；
[0011 ] 所述加强板为圆盘状，所述活动主轴穿过所述加强板的圆心，所述加强板固定在活动主轴上；
[0012]所述加强板设有两个以上，每两个加强板之间设置有多个叶片轴组，所述叶片轴组均匀环绕在活动主轴周围；
[0013]所述叶片轴组包括固定叶片、叶片轴和活动叶片，所述固定叶片安装在活动主轴上并与加强板垂直，相邻两叶片轴组的固定叶片相互垂直，所述固定叶片开设有窗口，所述叶片轴水平地固定在窗口内，所述叶片轴与固定叶片可转动地连接，所述活动叶片固定在叶片轴上，所述叶片轴设置在所述窗口的上半部分。
[0014]进一步的，所述叶片轴分别与窗口的上底边和下底边的距离之比为1: 3，所述活动叶片分别固定在叶片轴的上方和下方。
[0015]进一步的，所述活动叶片大小与窗口相同。
[0016]进一步的，还包括底座，所述固定主轴竖直的固定在底座上，所述底座内设有发电机，所述活动主轴与发电机之间设有联轴器，所述联轴器同时与活动主轴和发电机连接。
[0017]进一步的，所述活动叶片和固定叶片均为矩形，所述固定叶片长度与加强板半径相同。
[0018]本实用新型的有益效果在于:活动主轴上固定有圆盘状的加强板可对抗强风，防止损坏风轮；在风力推动下，不仅固定叶片绕着固定主轴转动，活动叶片也绕着叶片轴转动，风能利用率高且结构简单、可抗强风。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型实施例1垂直轴风力发电机的立体图。
[0020]图2为本实用新型实施例1垂直轴风力发电机的立体图。
[0021]图3为本实用新型实施例2垂直轴风力发电机的立体图。
[0022]图4为本实用新型实施例2垂直轴风力发电机的立体图。
[0023]标号说明:
[0024]1、风轮；11、活动主轴；12、加强板；13、固定叶片；14、活动叶片；15、叶片轴；2、底座。
【具体实施方式】
[0025]为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
[0026]本实用新型最关键的构思在于:活动主轴上固定有圆盘状的加强板可对抗强风；固定叶片上设置有活动叶片和叶片轴，固定叶片绕着固定主轴转动时活动叶片也绕着叶片轴转动，风能利用率高且结构简单。
[0027]请参照图1和图2，垂直轴风力发电机，包括风轮1，所述风轮I包括固定主轴、活动主轴11、加强板12和叶片轴15组；
[0028]所述活动主轴11套设在固定主轴外；
[0029]所述加强板12为圆盘状，所述活动主轴11穿过所述加强板12的圆心，所述加强板12固定在活动主轴11上；
[0030]所述加强板12设有两个以上，每两个加强板12之间设置有多个叶片轴15组，所述叶片轴15组均匀环绕在活动主轴11周围；
[0031]所述叶片轴15组包括固定叶片13、叶片轴15和活动叶片14，所述固定叶片13安装在活动主轴11上并与加强板12垂直，相邻两叶片轴15组的固定叶片13相互垂直，所述固定叶片13开设有窗口，所述叶片轴15水平地固定在窗口内，所述叶片轴15与固定叶片13可转动地连接，所述活动叶片14固定在叶片轴15上，所述叶片轴15设置在所述窗口的上半部分。
[0032]本实用新型垂直轴风力发电机的固定主轴竖直设置，活动主轴11套设在固定主轴外，使得活动主轴11可绕固定主轴转动，活动主轴11上固定有圆盘状的加强板12以对抗强风，防止损坏风轮I ;每两个加强板12之间设置有多组叶片轴15组，叶片轴15组均匀环绕在活动主轴11周围；叶片轴15组叶片轴15组包括固定叶片13、叶片轴15和活动叶片14，活动叶片14固定在所述叶片轴15上，叶片轴15可转动的固定在固定叶片13上，在