叶片自旋转垂直轴风力发电机制造技术

本实用新型专利技术提供叶片自旋转垂直轴风力发电机，包括垂直轴风力机：垂直轴风力机包括风力机叶片、套筒、主轴轴承、辅助轴轴承、支架、辅助轴、主轴、柱形叶片、S型叶片，所述风力机叶片由柱形叶片与S型叶片组合而成，柱形叶片的上下圆表面开设孔使辅助轴与柱形叶片保持同轴的关系并实现轴向固定，S型叶片为两组，分别与柱形叶片的上下圆表面的固定，套筒固定S型叶片和辅助轴轴承，套筒顶住辅助轴轴承的内圈，支架内的凹槽固定辅助轴轴承的外圈。采用本实用新型专利技术的组合型叶片，既提高了风能利用率，又可以让垂直轴风力机在低风时启动。

Blade self rotating vertical axis wind power generator

The utility model provides a self rotating blade vertical axis wind turbine, including the vertical axis wind turbine: vertical axis wind turbine including wind turbine blade, sleeve, spindle bearing, bearings, auxiliary shaft bracket, auxiliary shaft, shaft, cylindrical blade, S type blade, the wind turbine blade is composed of cylindrical blade with S type blade a combination of cylindrical blades on the circular hole is arranged on the surface of the auxiliary shaft and the cylindrical blade to maintain coaxial relation and realize axial fixation of S blade into two groups, respectively, and the cylindrical blades on the circular surface of the fixed sleeve is fixed, S type blade and the auxiliary shaft bearing, sleeve to assist the axis of the bearing inner ring, the outer ring groove is fixed in the auxiliary shaft bearing bracket. The combined blade of the utility model not only improves the utilization rate of wind energy, but also enables the vertical axis wind turbine to start when the wind is low.

【技术实现步骤摘要】

本技术属风力发电机
，涉及一种垂直轴风力发电装置。
技术介绍
随着煤炭、石油等一次能源的耗尽，新能源，环境污染等问题成为国家中长期发展规划的战略需求和世界的焦点，风力发电作为一种清洁可再生的能源，尤其显得更为重要。相比于水平轴风力机，垂直轴风力机具有结构简单稳定，便于维护制造，生产成本低，系统的复杂性低，风能利用率高，无需调整风向等特点，所以垂直轴风力机越来越得到人们的重视。但垂直轴风力机也具有自身的劣势，其中,阻力型风能利用率低，风力机风能利用系数低于水平轴风力机；升力型自启动差等。为了克服前述缺陷，我们从改善叶片的结构入手。由于S型叶片在低风速的启动性能非常好，而柱形叶片升阻比较高、风能利用率较高，所以设计了一种组合型叶片。这样，既使垂直轴风力机可以自启，又提高了风能利用率。
技术实现思路
为了解决现有技术中问题，本技术涉及一种可以实现自旋功能的垂直轴风力发电机。由于S型叶片11具有低风启动的特性，柱形叶片具有升阻比较高的特性。若将二者结合起来，组成一个组合型叶片，组合型叶片如图1、图2A、图2B所示，整体结构如图3所示。当风作用在其中一片S型叶片11上，将产生力矩，带动柱形叶片10自转，进而，与风力的相互作用产生的马格纳斯升力使柱形叶片10产生绕垂直轮毂进行公转的旋转力矩，从而带动主轴9旋转。垂直轴主轴通过联轴器将带动发电机主轴旋转，从而产生电能。一种叶片自旋转垂直轴风力发电机，包括垂直轴风力机，所述垂直轴风力机结构如下：所述垂直轴风力机包括风力机叶片、套筒、辅助轴轴承、支架、辅助轴、主轴、柱形叶片、S型叶片、锁紧螺母，所述风力机叶片由柱形叶片与S型叶片组合而成，柱形叶片的上下圆表面开设孔使辅助轴与柱形叶片保持同轴的关系并实现轴向固定，S型叶片为两组，分别与柱形叶片的上下圆表面固定，套筒固定S型叶片和辅助轴轴承，套筒顶住辅助轴轴承的内圈，支架内的凹槽固定辅助轴轴承的外圈，所述支架同时固定三根至六根辅助轴上的辅助轴轴承的外圈，所述支架和主轴固定连接，所述支架转动带动所述主轴转动。作为本技术的进一步改进，还包括电机转子和联轴器，主轴通过联轴器与电机转子连接。作为本技术的进一步改进，所述辅助轴为阶梯轴实现柱形叶片的上下圆表面轴向固定。作为本技术的进一步改进，还包括连接块，所述主轴与支架通过连接块来实现轴向固定，主轴为阶梯轴，每一侧开有四个阶梯段，最内部的轴段使支架实现轴向一个方向的固定；第二个轴段与支架通过连接块连接，实现了支架的轴向固定；第三个轴段上有螺纹，轴端螺母通过螺纹与主轴连接，实现支架的轴向的完全固定；位于最下侧的最外侧轴段将通过联轴器与电机相连。作为本技术的进一步改进，每个柱形叶片所在的柱体的上下圆表面都开有圆弧凹槽，S型叶片分别与圆弧凹槽过盈连接，实现了S型叶片的固定。作为本技术的进一步改进，所述辅助轴轴承的外圈与支架的连接采用过盈连接。作为本技术的进一步改进，所述支架同时固定三根或四根或五根辅助轴上的辅助轴轴承的外圈。本技术的有益效果是：采用本技术的组合型叶片，既提高了风能利用率，又可以让垂直轴风力机在低风时启动。附图说明图1是本技术组合叶片等轴侧视图；图2A是本技术组合叶片局部爆炸图，图2B是图2A左侧放大图；图3是本技术总体结构正视图；图4是本技术柱形叶片与辅助轴爆炸视图；图5是本技术S型叶片等轴测爆炸视图；图6是本技术总体结构部分爆炸视图；图7是图6中A部分的放大图；图8是支架与主轴的连接方式示意图(连接块未画出)；图9是主轴每侧分四段的示意图。图中各部件名称如下：电机转子1、联轴器2、风力机叶片3、套筒4、连接块5、辅助轴轴承6、支架7、辅助轴8、主轴9、柱形叶片10、S型叶片11、锁紧螺母12。风力机叶片3由柱形叶片10与S型叶片11组合而成。垂直轴是主轴9和辅助轴8的统称。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步说明。以三个柱形叶片的垂直轴风力发电机为例，当然，实际可以做成四个柱形叶片、五个柱形叶片、六个柱形叶片等。将辅助轴8做成阶梯轴，可以使柱形叶片10的上下圆表面实现轴向固定。通过在柱形叶片10的上下圆表面开设孔可以使辅助轴8与柱形叶片10保持同轴的关系并实现轴向固定。柱形叶片与辅助轴结构如图4所示。每个柱体的上下圆表面都开有圆弧凹槽，S型叶片11分别与圆弧凹槽过盈连接，这样便实现了S型叶片11的固定。S型叶片与柱形叶片的圆表面连接结构示意图如图5所示。用套筒4固定S型叶片11的另一侧和辅助轴轴承6，套筒4顶住辅助轴轴承6的内圈，支架7内的凹槽固定辅助轴轴承6的外圈，此处轴承外圈的固定采用过盈连接，所述支架7同时固定三根(或者更多)辅助轴8上的辅助轴轴承6的外圈和一个主轴轴承的外圈。所有轴承的外圈与支架7的连接均采用过盈连接。主轴9做成阶梯轴来固定主轴轴承的内圈。主轴9通过联轴器2与电机转子1连接。具体结构示意图如图6所示。S型叶片11在风的作用下转动，带动辅助轴8和柱形叶片10转动，带动套筒4转动，带动辅助轴轴承6转动，带动支架7转动，带动主轴9转动。以上内容是结合具体的优选实施方式对本技术所作的进一步详细说明，不能认定本技术的具体实施只局限于这些说明。对于本技术所属
的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种叶片自旋转垂直轴风力发电机，包括垂直轴风力机，其特征在于：所述垂直轴风力机结构如下：所述垂直轴风力机包括风力机叶片(3)、套筒(4)、辅助轴轴承(6)、支架(7)、辅助轴(8)、主轴(9)、柱形叶片(10)、S型叶片(11)、锁紧螺母(12)，所述风力机叶片(3)由柱形叶片(10)与S型叶片(11)组合而成，柱形叶片(10)的上下圆表面开设孔使辅助轴(8)与柱形叶片(10)保持同轴的关系并实现轴向固定，S型叶片(11)为两组，分别与柱形叶片(10)的上下圆表面固定，套筒(4)固定S型叶片(11)和辅助轴轴承(6)，套筒(4)顶住辅助轴轴承(6)的内圈，支架(7)内的凹槽固定辅助轴轴承(6)的外圈，所述支架(7)同时固定三根至六根辅助轴(8)上的辅助轴轴承(6)的外圈，所述支架(7)和主轴(9)固定连接，所述支架(7)转动带动所述主轴(9)转动。

【技术特征摘要】
1.一种叶片自旋转垂直轴风力发电机，包括垂直轴风力机，其特征在于：所述垂直轴风力机结构如下：所述垂直轴风力机包括风力机叶片(3)、套筒(4)、辅助轴轴承(6)、支架(7)、辅助轴(8)、主轴(9)、柱形叶片(10)、S型叶片(11)、锁紧螺母(12)，所述风力机叶片(3)由柱形叶片(10)与S型叶片(11)组合而成，柱形叶片(10)的上下圆表面开设孔使辅助轴(8)与柱形叶片(10)保持同轴的关系并实现轴向固定，S型叶片(11)为两组，分别与柱形叶片(10)的上下圆表面固定，套筒(4)固定S型叶片(11)和辅助轴轴承(6)，套筒(4)顶住辅助轴轴承(6)的内圈，支架(7)内的凹槽固定辅助轴轴承(6)的外圈，所述支架(7)同时固定三根至六根辅助轴(8)上的辅助轴轴承(6)的外圈，所述支架(7)和主轴(9)固定连接，所述支架(7)转动带动所述主轴(9)转动。2.根据权利要求1所述的叶片自旋转垂直轴风力发电机，其特征在于：还包括电机转子(1)和联轴器(2)，主轴(9)通过联轴器(2)与电机转子(1)连接。3.根据权利要求1所述的叶片自旋转垂直轴风力发电机，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚奇，周超英，牛彦文，李卫东，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳研究生院，
类型：新型
国别省市：广东;44