專利名稱：一種垂直軸風力機的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及風能應用領域，特別涉及一種垂直軸風力機。
背景技術(shù)：
目前，應用最廣泛的垂直軸風力機主要有兩種不同的結(jié)構(gòu)，分別是達里
厄O型結(jié)構(gòu)和達里厄H型結(jié)構(gòu)。其中，達里厄O型結(jié)構(gòu)的垂直軸風力機主 要應用在大型化的場合；達里厄H型結(jié)構(gòu)的垂直軸風力機主要應用在小型化 的場合。
請參閱圖1，圖1為現(xiàn)有的達里厄①型和H型垂直軸風力機的結(jié)構(gòu)示意 圖。如圖l所示，達里厄O型垂直軸風力機采用的是彎葉片，該彎葉片只承 受張力，不承受離心力荷載，所以使彎曲應力最小。由于葉片材料所承受的 張力比彎曲應力要強，所以對于相同的總強度，灣葉片比較輕，且與采用直 葉片的垂直軸風力機相比，采用彎葉片的垂直軸風力機的運行速度更高。O 型結(jié)構(gòu)的垂直軸風力機由于葉片彎曲，且葉片較長，為使葉片主要承受張力， 葉片的兩端均需連接在轉(zhuǎn)軸上，所以要求轉(zhuǎn)軸很長。由于風輪的揮舞劇烈， 需要在轉(zhuǎn)軸的頂端加拉索連接地面支座以固定風輪，拉索的預應力使得機械
摩擦比較大。
如圖l所示，H型結(jié)構(gòu)的垂直軸風力機的風輪結(jié)構(gòu)簡單，轉(zhuǎn)軸比與O型 結(jié)構(gòu)的垂直軸風力機的轉(zhuǎn)軸短，葉片長度相對于同等掠風面積的O型垂直軸 風力機的要小，不需要加拉索，啟動風速要求小。但H型結(jié)構(gòu)的垂直軸風力 機產(chǎn)生的離心力會使葉片在其連接點處產(chǎn)生嚴重的彎曲應力，且葉片支撐在 懸臂梁的端點，容易擺動；懸臂梁也要承受巨大的彎矩。同時，葉片需要采 用橫桿或拉索支撐，這些支撐將產(chǎn)生氣動阻力，降低效率。
發(fā)明人在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的垂直軸風力機的結(jié)構(gòu)復雜、 穩(wěn)定性差且效率低，不利于垂直軸風力機的大型化應用。 發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種垂直軸風力機，使得垂直軸風力 機的結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性強且效率高，從而提高風能的利用系數(shù)、降低啟動的
3風速、有利于垂直軸風力機的大型化應用。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的方案是這樣的 本發(fā)明提供了一種垂直軸風力機，所述垂直軸風力機包括 至少三個主葉片(1),每個主葉片(1)中間與一個橫梁(2)的一端固 定連接；橫梁(2)的另一端與轉(zhuǎn)軸(3)頂端固定連接； 一個橫梁(2)與一 個主葉片(1)的上下兩端之間分別采用一個支撐葉片(4)固定連接，形成 三角形穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；轉(zhuǎn)軸(3)垂直與塔架(5)相連；轉(zhuǎn)軸(3)頂端伸出一 個支撐軸(6);所述支撐軸(5)與每個橫梁(2)之間采用支撐桿(7)固定 連接，形成三角形穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；每個主葉片(1)上下兩端加裝翼梢小翼(8); 每個主葉片(1)的上下兩端在和支撐葉片(4)的連接處沿直線伸出；每個 主葉片(l)之間采用聯(lián)接圈(9)固定連接，連接處為每個主葉片(1)的伸 出處與翼梢小翼(8)之間。
可選地，所述每個主葉片(l)的形狀為直葉片，或彎葉片，或多段葉片 拼接而成。
可選地，所述主葉片(1)之間的夾角小于等于120度。 可選地，所述每個橫梁(2)的形狀為是圓柱管型式或軒架型式。 可選地，所述每個主葉片(l)和支撐葉片(4)之間可形成葉柵效應。 可選地，所述支撐葉片(4)的剖面為翼型。 可選地，所述聯(lián)接圈(9)為圓圈，或正多邊形。
與現(xiàn)有的垂直軸風力機相比，本發(fā)明提供的垂直軸風力機的結(jié)構(gòu)簡單且 受力狀況良好、效率高，可以提高風能的利用系數(shù)、降低啟動的風速、有利 于垂直軸風力4幾的大型化應用。

圖1為現(xiàn)有的達里厄O型和H型垂直軸風力機結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖； 圖2為本發(fā)明提供的垂直軸風力機結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
具體實施方式

本發(fā)明提供一種垂直軸風力機，使得垂直軸風力機的結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性 強且效率高，從而提高風能的利用系數(shù)、降低啟動的風速、有利于垂直軸風 力才幾的大型化應用。為了便于對本發(fā)明有進一步的理解，
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明提供的垂直 軸風力機進行詳細介紹。
請參閱圖2,圖2為本發(fā)明提供的垂直軸風力機結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。如圖2 所示，本發(fā)明提供的垂直軸風力機可以包括
主葉片(1)、橫梁(2)、轉(zhuǎn)軸(3)、支撐葉片(4)、塔架(5)支撐軸(6) 支撐桿(7)翼梢小翼(8)聯(lián)接圏(9);其中
主葉片(l)的個數(shù)至少為三個，且每個主葉片(1)中間與一個橫梁(2) 的一端固定連接；橫梁(2)的另一端與轉(zhuǎn)軸(3)頂端固定連接；該轉(zhuǎn)軸(3) 垂直與塔架(5)相連，塔架(5)與地面接觸；
一個橫梁(2)與一個主葉片(1)的上下兩端之間分別采用一個支撐葉 片(4)固定連接，形成三角形穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，可以防止主葉片(1)出現(xiàn)振動不 穩(wěn)定性，并且在形成的穩(wěn)定三角形結(jié)構(gòu)中，主葉片(l)和支撐葉片(4)之 間可以形成葉柵效應，不僅使風輪的啟動風速降低，還有力的提高了氣動效 率；所述支撐葉片(4)的剖面采用翼型，可以降低阻力的同時提高氣動效率；
為了減輕每個橫梁(2)承受的彎矩，在轉(zhuǎn)軸(3)頂端伸出一個支撐軸 (6);該支撐軸(6)與每個橫梁(2)之間采用支撐桿(7)固定連接，同樣 形成三角形穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，提高了風輪的強度和穩(wěn)定性；
為了有效的抑制氣流的的展向分離，改善葉片的氣動特性，提高風力機 的效率，本發(fā)明在每個主葉片(1)上下兩端加裝翼梢小翼(8);而且每個主 葉片(1)的上下兩端在和支撐葉片(4)的連接處沿直線伸出；每個主葉片 (l)之間采用聯(lián)接圈(9)固定連接，連接處為每個主葉片(l)的伸出處與 翼梢小翼(8)之間，可以增強葉片的穩(wěn)定性，減小葉片的擺動。
需要說明的是，所述主葉片(l)之間的夾角，是指俯視時，通過橫梁與 轉(zhuǎn)軸(3)固定連接的相鄰兩個主葉片(l)之間的夾角，該夾角小于等于120 度。
需要說明的是，所述每個橫梁(2)的形狀為是圓柱管型式或桁架型式。 需要說明的是，所述聯(lián)接圈(9)可以是圓圈，或者還可以是各個主葉 片(1)的葉尖直接直線連接構(gòu)成的正多邊形。
從圖2可以看出，本發(fā)明提供的垂直軸風力機的葉片外形保持類似現(xiàn)有的(D型垂直軸風力機的葉片。但本發(fā)明提供的垂直軸風力機的葉片兩端不固
定連接在轉(zhuǎn)軸(3)上，葉片支撐在橫梁(2)上，外形又類似H型，所以轉(zhuǎn) 軸(3 )比較短。每一個主葉片(1 )和一個橫梁(2 )之間加裝輔助葉片，所 述輔助葉片為支撐葉片(4)，可以形成葉柵效應；每一個主葉片(l)的上下 兩端還加裝翼梢小翼(8),抑制氣流的展向分離；主葉片(l)之間用聯(lián)接圏 (9)連接，可以防止葉片因離心力過大而斷裂；轉(zhuǎn)軸(3)與塔架(5)相連， 此類結(jié)構(gòu)不需要拉索，結(jié)構(gòu)更加簡化。
上述對本發(fā)明提供的垂直軸風力機進行了詳細的介紹，本發(fā)明提供的垂 直軸風力機融合了 H型和①型結(jié)構(gòu)垂直軸風力機的主要優(yōu)點，使得結(jié)構(gòu)簡單、 且穩(wěn)定性強、效率高，從而可以提高風能的利用系數(shù)、降低啟動的風速、有 利于垂直軸風力機的大型化應用。
以上對本發(fā)明提供的一種垂直軸風力機進行了詳細介紹。本文中應用了 具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用 于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術(shù)人員， 依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式
及應用范圍上均會有改變之處，綜上所 述，本i^明書內(nèi)容不應理解為對本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求1、一種垂直軸風力機，其特征在于，包括至少三個主葉片(1)，每個主葉片(1)中間與一個橫梁(2)的一端固定連接；橫梁(2)的另一端與轉(zhuǎn)軸(3)頂端固定連接；一個橫梁(2)與一個主葉片(1)的上下兩端之間分別采用一個支撐葉片(4)固定連接，形成三角形穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；轉(zhuǎn)軸(3)垂直與塔架(5)相連；轉(zhuǎn)軸(3)頂端伸出一個支撐軸(6)；所述支撐軸(6)與每個橫梁(2)之間采用支撐桿(7)固定連接，形成三角形穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；每個主葉片(1)上下兩端加裝翼梢小翼(8)；每個主葉片(1)的上下兩端在和支撐葉片(4)的連接處沿直線伸出；每個主葉片(1)之間采用聯(lián)接圈(9)固定連接，連接處為每個主葉片(1)的伸出處與翼梢小翼(8)之間。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直軸風力機，其特征在于，所述每個主葉片 (l)的形狀為直葉片，或彎葉片，或多段葉片禍 接而成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直軸風力機，其特征在于，所述垂直軸風力 機包括通過橫梁與轉(zhuǎn)軸(3)固定連接的相鄰兩個主葉片(1)之間的夾角小于 等于120度。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直軸風力機，其特征在于，所述每個橫梁(2 ) 的形狀為是圓柱管型式或桁架型式。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直軸風力機，其特征在于，所述每個主葉片 (l)和支撐葉片(4)之間可形成葉柵效應。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電機，其特征在于，所述支撐葉片(4)的 剖面為翼型。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直軸風力機，其特征在于，所述聯(lián)接圈(9) 為圓圈，或正多邊形。
專利摘要本實用新型公開了一種垂直軸風力機，包括至少三個主葉片(1)，每個主葉片(1)中間與一個橫梁(2)的一端固定；橫梁(2)的另一端與轉(zhuǎn)軸(3)頂端固定；橫梁(2)與主葉片(1)的上下兩端之間分別采用支撐葉片(4)固定；轉(zhuǎn)軸(3)垂直與塔架(5)相連；轉(zhuǎn)軸(3)頂端伸出一個支撐軸(6)；支撐軸(6)與每個橫梁(2)之間采用支撐桿(7)固定；每個主葉片(1)上下兩端加裝翼梢小翼(8)；每個主葉片(1)的上下兩端在和支撐葉片(4)的連接處沿直線伸出；每個主葉片(1)之間采用聯(lián)接圈(9)固定連接，連接處為每個主葉片(1)伸出處與翼梢小翼(8)之間。本實用新型使風力機結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性強、效率高，有利于大型化應用。
文檔編號F03D3/00GK201269170SQ200820132779
公開日2009年7月8日 申請日期2008年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月27日
發(fā)明者利 何, 周慶余 申請人:深圳市風發(fā)科技發(fā)展有限公司