專利名稱：一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電渦輪機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及風(fēng)能利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電渦輪機(jī)。
背景技術(shù)：
人類利用風(fēng)能已經(jīng)有數(shù)千年的歷史，在蒸汽機(jī)發(fā)明以前風(fēng)能曾經(jīng)作為重要的動(dòng) 力，用于人類生活的眾多方面。人們利用風(fēng)能目前常見(jiàn)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)是水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)， 即機(jī)片在風(fēng)驅(qū)動(dòng)下繞著水平軸旋轉(zhuǎn)，最常見(jiàn)的水平軸風(fēng)力 發(fā)電機(jī)是水平軸螺旋槳式風(fēng)力 機(jī)，該技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)十分成熟，但水平軸螺旋槳式風(fēng)力機(jī)對(duì)于葉片的材質(zhì)有非常苛刻的要 求。事實(shí)上一些先進(jìn)國(guó)家進(jìn)口的風(fēng)力機(jī)葉片都是在非常嚴(yán)格的條件下制造出來(lái)的碳纖維 增強(qiáng)樹(shù)脂，價(jià)格昂貴，葉片作為一種易損品，更進(jìn)一步造成其成本高的缺點(diǎn)，從而限制了螺 旋槳式風(fēng)力機(jī)的普及應(yīng)用。另外，螺旋槳式風(fēng)力機(jī)因其結(jié)構(gòu)上必須要有機(jī)頭、塔架，在風(fēng)機(jī) 葉片掃描的區(qū)域中的機(jī)頭、塔架不可避免地會(huì)影響風(fēng)能的充分利用，造成螺旋槳式風(fēng)力機(jī) 在中心附近的風(fēng)能利用率較低，使得本就有限的截風(fēng)面積帶來(lái)無(wú)法避免的風(fēng)能的進(jìn)一步損 失，風(fēng)能利用系數(shù)低。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題旨在克服上述已有技術(shù)的不足，提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單、成本低廉、風(fēng)能利用率高的垂直軸風(fēng)力發(fā)電渦輪機(jī)。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電渦輪機(jī)，包括支撐在地基上的直立支架、與支架連接并與支 架垂直同心的發(fā)電機(jī)、以所述發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸為中心軸的、可繞所述轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)、與發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng) 連接的中空的風(fēng)能球，其特征在于所述發(fā)電機(jī)位于風(fēng)能球的內(nèi)部，所述風(fēng)能球的外壁對(duì)稱 固定多個(gè)大小相同的弧形葉片，相互對(duì)稱的兩個(gè)葉片呈反S形分布在風(fēng)能球的外壁上，所 述葉片垂直于與風(fēng)能球交接處的切線。進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的技術(shù)方案還可以是所述葉片有12個(gè)。所述風(fēng)能球通過(guò)內(nèi)部構(gòu)件與發(fā)電機(jī)直驅(qū)連接。所述內(nèi)部構(gòu)件為從風(fēng)能球的內(nèi)壁向內(nèi)水平伸出的、發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸從其中心穿過(guò)的 上、下圓環(huán)，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸的上、下端分別與上、下圓環(huán)卡接，發(fā)電機(jī)位于上、下圓環(huán)之間。所述發(fā)電機(jī)為稀土永磁發(fā)電機(jī)。所述葉片是一次成型的一體式結(jié)構(gòu)。所述葉片沿弦向分為若干片段，各片段上設(shè)有連接用的燕尾槽，相鄰兩片段之間 通過(guò)燕尾槽連接形成一整體的葉片。本實(shí)用新型的垂直軸風(fēng)力發(fā)電渦輪機(jī)與已有技術(shù)相比具有以下積極效果風(fēng)力發(fā) 電機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，成本低廉，能夠利用任何方向的風(fēng)力，風(fēng)能利用率高，實(shí)用性強(qiáng)。
圖1表示本實(shí)用新型的垂直軸風(fēng)力機(jī)的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2表示本實(shí)用新型的垂直軸風(fēng)力機(jī)的俯視圖。圖3表示本實(shí)用新型的另一實(shí)施例的示意圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明1、支架2、轉(zhuǎn)軸3、風(fēng)能球4、葉片5、頂部軸承裝置具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。如圖1、2所示的本實(shí)用新型的垂 直軸風(fēng)力發(fā)電渦輪機(jī)，包括支撐在地基上的直立支架1、與支架1連接并與支架1垂直同心 的發(fā)電機(jī)(圖中未表示)和以所述發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸2為中心軸的、可繞所述轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)、與發(fā)電 機(jī)驅(qū)動(dòng)連接的中空的風(fēng)能球3，發(fā)電機(jī)位于風(fēng)能球的內(nèi)部，風(fēng)能球的外壁對(duì)稱固定多個(gè)大小 相同的弧形葉片4，相互對(duì)稱的兩個(gè)葉片呈反S形分布在風(fēng)能球3的外壁上，葉片垂直于與 風(fēng)能球交接處的切線。在本實(shí)用新型的垂直軸風(fēng)力發(fā)電渦輪機(jī)的結(jié)構(gòu)中，所述葉片有12個(gè)。本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)軸的下部可通過(guò)下軸承與支架連接，支架與轉(zhuǎn)軸垂直同心。本實(shí)用新型的風(fēng)能球通過(guò)內(nèi)部構(gòu)件(圖中未表示)與發(fā)電機(jī)直驅(qū)連接。本實(shí)用新型的內(nèi)部構(gòu)件可以是從風(fēng)能球3的內(nèi)壁向內(nèi)水平伸出的、發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸 2從其中心穿過(guò)的上、下圓環(huán)，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸的上、下端分別與上、下圓環(huán)卡接，發(fā)電機(jī)位于 上、下圓環(huán)之間。在風(fēng)力的作用下，發(fā)電機(jī)和風(fēng)能球繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，吸收風(fēng)能，轉(zhuǎn)軸與發(fā)電機(jī)直驅(qū)連 接，將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能，完成風(fēng)力發(fā)電的過(guò)程。本實(shí)用新型的發(fā)電機(jī)為稀土永磁發(fā)電機(jī)。本實(shí)用新型的垂直軸風(fēng)力發(fā)電渦輪機(jī)還可以包括拉緊裝置，轉(zhuǎn)軸的頂部連接上軸 承，上軸承與軸承座連接形成頂部軸承裝置5，轉(zhuǎn)軸通過(guò)頂部軸承裝置5與所述拉緊裝置 (圖中未表示)連接，用于支撐和平衡垂直軸風(fēng)力發(fā)電渦輪機(jī)，保證風(fēng)能球的旋轉(zhuǎn)、風(fēng)力發(fā) 電機(jī)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。本實(shí)用新型的垂直軸風(fēng)力發(fā)電渦輪機(jī)的受力主要集中于風(fēng)能球上，因此抗風(fēng)能力 較強(qiáng)，相互對(duì)稱的兩個(gè)葉片的反S形設(shè)計(jì)保證本實(shí)用新型能夠接受任何風(fēng)向的風(fēng)力，不受 風(fēng)向限制而發(fā)生順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，且風(fēng)能球旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片迎風(fēng)面受風(fēng)面積最大化，葉片背風(fēng) 面風(fēng)阻最小化，可以實(shí)現(xiàn)最有效地利用風(fēng)能，即使在微風(fēng)時(shí)也可旋轉(zhuǎn)起動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)具有無(wú)噪 音、電磁干擾小的優(yōu)點(diǎn)，有利于環(huán)境保護(hù)，在風(fēng)能球或葉片上加裝裝飾件，還可美化環(huán)境，特 別適于家庭及小型社區(qū)使用。本實(shí)用新型的垂直軸風(fēng)力發(fā)電渦輪機(jī)的葉片可以是一次成型的一體式結(jié)構(gòu)，也可 以沿弦向分為若干片段，各片段上設(shè)有連接用的燕尾槽，相鄰兩片段之間通過(guò)燕尾槽連接 形成一整體的葉片(圖中未顯示)，這樣的葉片結(jié)構(gòu)剛度好，材料利用率較高，可進(jìn)一步降 低生產(chǎn)成本。本實(shí)用新型在制作時(shí)，可以將中空的風(fēng)能球視為兩個(gè)大小相同、相互對(duì)稱的部分， 分別制作，即將半個(gè)風(fēng)能球、上、下圓環(huán)各一半及該半個(gè)風(fēng)能球外部的葉片一次成型制成， 再將這兩部分對(duì)接，使發(fā)電機(jī)位于上、下圓環(huán)之間，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸從上、下圓環(huán)的中心孔穿過(guò)，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸的上、下端分別與上、下圓環(huán)卡接。 上述僅對(duì)本實(shí)用新型中的幾種具體實(shí)施例加以說(shuō)明，但并不能作為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡是依據(jù)本實(shí)用新型中的設(shè)計(jì)精神所作出的等效變化或修飾，均應(yīng)認(rèn)為落入本 實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電渦輪機(jī)，包括支撐在地基上的直立支架、與支架連接并與支架垂直同心的發(fā)電機(jī)、以所述發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸為中心軸的、可繞所述轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)、與發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)連接的中空的風(fēng)能球，其特征在于所述發(fā)電機(jī)位于風(fēng)能球的內(nèi)部，所述風(fēng)能球的外壁對(duì)稱固定多個(gè)大小相同的弧形葉片，相互對(duì)稱的兩個(gè)葉片呈反S形分布在風(fēng)能球的外壁上，所述葉片垂直于與風(fēng)能球交接處的切線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直軸風(fēng)力發(fā)電渦輪機(jī)，其特征在于所述葉片有12個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的垂直軸風(fēng)力發(fā)電渦輪機(jī)，其特征在于所述風(fēng)能球通過(guò)內(nèi)部 構(gòu)件與發(fā)電機(jī)直驅(qū)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的垂直軸風(fēng)力發(fā)電渦輪機(jī)，其特征在于所述內(nèi)部構(gòu)件為從風(fēng) 能球的內(nèi)壁向內(nèi)水平伸出的、發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸從其中心穿過(guò)的上、下圓環(huán)，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸的 上、下端分別與上、下圓環(huán)卡接，發(fā)電機(jī)位于上、下圓環(huán)之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的垂直軸風(fēng)力發(fā)電渦輪機(jī)，其特征在于所述發(fā)電機(jī)為稀土永 磁發(fā)電機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的垂直軸風(fēng)力發(fā)電渦輪機(jī)，其特征在于所述 葉片是一次成型的一體式結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的垂直軸風(fēng)力發(fā)電渦輪機(jī)，其特征在于所述 葉片沿弦向分為若干片段，各片段上設(shè)有連接用的燕尾槽，相鄰兩片段之間通過(guò)燕尾槽連 接形成一整體的葉片。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電渦輪機(jī)，包括支撐在地基上的直立支架、與支架連接并與支架垂直同心的發(fā)電機(jī)、以所述發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸為中心軸的、可繞所述轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)、與發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)連接的中空的風(fēng)能球，其特征在于所述發(fā)電機(jī)位于風(fēng)能球的內(nèi)部，所述風(fēng)能球的外壁對(duì)稱固定多個(gè)大小相同的弧形葉片，相互對(duì)稱的兩個(gè)葉片呈反S形分布在風(fēng)能球的外壁上，所述葉片垂直于與風(fēng)能球交接處的切線。本實(shí)用新型的垂直軸風(fēng)力發(fā)電渦輪機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，成本低廉，風(fēng)能利用率高，實(shí)用性強(qiáng)。
文檔編號(hào)F03D9/00GK201560895SQ20092021776
公開(kāi)日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2009年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月28日
發(fā)明者王彥寶 申請(qǐng)人:王彥寶