垂直轴风力发动机制造技术

本发明专利技术公开了一种垂直轴风力发动机，该垂直轴风力发动机叶片内部采用桁架结构，桁架结构外设置有蒙皮。其主轴亦可采用桁架结构，甚至风轮支撑臂也可采用桁架结构，这种全新理念的风力发动机设计，为垂直轴风力发动机的技术发展开创了一种全新的思路，大大降低了垂直轴风力发动机的成本，并且安装和运输更加方便，更有利于垂直轴风力发动机的推广和应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种风力发动机，尤其是涉及一种垂直轴风力发动机。
技术介绍
传统的垂直轴风力发动机采用叶片、支撑臂、主轴固连为一体，通过根部的回转支 承轴承支撑的结构(参见Sandia实验室78-0577号报告)，这种结构中，回转支承轴承承受 着叶片的重量以及空气动力载荷，同时承受轴向力、径向力和弯矩，这种机组越大，其回转 支承轴承所承受的载荷就越大，因此该回转支承轴承的使用寿命会受到限制，大大增加风 力发动机的维护成本。为了降低根部轴承所受的叶片重力载荷，现有叶片一般采用空心筒 式结构，但为了承受复杂的风力载荷，所采用的材料既需要保持一定的刚度，又要保持一定 的强度，因此一般都还具有一定的厚度，这样导致整个叶片的重力并没有大幅降低。而且这 种叶片加工困难。为了降低根部轴承所受的重力载荷，最大限度地降低主轴自身的重量也被纳入新 型风力发动机的考虑范畴。申请号为200920076471. 5的中国专利申请披露了一种垂直轴 风力发动机，该垂直轴风力发动机在所述主轴和风轮之间设置有轴承，这样，主轴不再和风 轮一起转动，主轴所受载荷有了很大的改善，而且主轴可以直接固定在地面上。这为减轻主 轴自身重量提供了一种可能。现有技术中采用的主轴一般仍为空心圆柱体，所采用的材料 既需要保持一定的刚度，又要保持一定的强度，因此一般都还具有一定的厚度，这样导致主 轴自身重量依然很大，安装困难，而且成本较高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种全新的垂直轴风力发动机，它包括风轮、 主轴以及发电机，其中所述风轮包括叶片和支撑臂，所述叶片内部采用桁架结构，桁架结构 外设置有蒙皮。本专利技术更进一步的技术特点是所述叶片桁架结构为一整体或至少由两段以上组成。所述叶片桁架结构中设置有减震器。所述蒙皮和叶片桁架结构之间采用可拆卸连接。所述主轴采用桁架结构。所述主轴桁架结构是三棱柱形、四棱柱形或六棱柱形。所述主轴桁架结构为一整体或至少由两段以上组成。所述主轴桁架结构内设置有减振器。本专利技术的有益效果是由于垂直轴风力发动机的风轮叶片和主轴均采用桁架结 构，因此在保持一定刚度的同时有效降低了叶片以及主轴的重量，而且便于运输安装；同 时采用桁架结构还可以大大降低风轮叶片和主轴的生产成本，本专利技术打破了传统的设计理 念，实现了一种全新的垂直轴风力发动机，其风轮叶片、套筒以及主轴均采用桁架结构，甚3至风轮支撑臂也可采用桁架结构，这种全新理念的风机设计，为垂直轴风力发动机的技术 发展开创了一种全新的思路，大大降低了垂直轴风力发动机的成本，并且安装和运输更加 方便，更有利于垂直轴风力发动机的推广和应用。附图说明图1是本专利技术一实施例的透视图；图2是的桁架结构中减震器的安装示意图。具体实施例方式下面将结合附图对本专利技术做进一步的说明图1是本专利技术一实施例的透视图，本实施例所示的垂直轴风力发动机包括风轮1、 主轴2以及发电机(图中未示)，其中所述风轮1包括叶片101和支撑臂102，风轮叶片101 内部采用桁架结构101a，桁架结构IOla外设置有蒙皮101b。主轴2采用桁架结构201a，桁 架结构外也可以设置有蒙皮201b。本实施例中所述主轴桁架结构201a是六棱柱形，还可 以采用三棱柱形或四棱柱形。另外，为了便于制造、运输和吊装，所述风轮叶片101以及主 轴2的桁架结构还可以采用分段式，即由两段、三段或更多段固定连接在一起组成。本实施 例中，所述叶片蒙皮IOlb和桁架结构IOla之间为固定连接，为了便于安装，所述叶片蒙皮 IOlb和桁架结构IOla之间也可采用可拆卸连接。如图1所示，本实施例中所述风轮支撑臂102也是可以采用这种蒙皮桁架结构，同 样原理，在申请号为200920076471. 5的中国专利申请所披露的垂直轴风力发动机中，所述 套筒同样也可以采用这种结构。为了降低振动对机组带来的载荷和破坏，还可以如图2所示，在所述叶片101、主 轴2等的桁架结构中设置减震器3。即减震器的两端通过钢丝绳与固定在桁架结构上的环 扣4连接，环扣4与桁架通过螺栓固定连接，这样避免破坏桁架结构，不会对整体结构的强 度及刚度造成影响。同时，这种连接方式可以安装在桁架的任意位置，不受尺寸限制，拆卸 也十分容易，维护更加简单。在桁架结构内添加减振器3，当桁架结构振动时，可以有效减少 振动带来的载荷和破坏。另外，由于本专利技术广泛采用桁架结构，可以在结构桁架内根据不同位置载荷的不 同，采用不同尺寸的梁。在主轴2内使用强度最高的梁，在叶片101内使用强度较低的梁。 在同一部件内，也可以采用不同的梁，即在主轴2根部载荷大，采用强度较高的梁，在主轴2 顶部载荷小，采用强度较低的梁；在主轴2根部桁架尺寸较大，在主轴2顶部桁架尺寸较小。 同样的桁架网格的密度也可以根据载荷的不同进行调整，如支撑臂102靠近主轴的根部载 荷大，桁架网格较密，靠近叶片101的端部载荷小，桁架网格较疏。由于本专利技术广泛采用桁架结构，因此在保持一定刚度的同时有效降低了叶片101 以及主轴2等的重量，而且便于运输安装；同时采用桁架结构还可以大大降低主轴2以及叶 片101等的生产成本。总之，本专利技术打破了传统垂直轴风力发动机的设计理念，实现了一种 全新的垂直轴风力发动机的设计理念，为垂直轴风力发动机的技术发展开创了一种全新的 思路。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种垂直轴风力发动机，包括风轮、主轴以及发电机，其特征在于：所述风轮包括叶片和支撑臂，且所述叶片内部采用桁架结构，桁架结构外设置有蒙皮。

【技术特征摘要】
1.一种垂直轴风力发动机，包括风轮、主轴以及发电机，其特征在于所述风轮包括叶 片和支撑臂，且所述叶片内部采用桁架结构，桁架结构外设置有蒙皮。2.如权利要求1所述的垂直轴风力发动机，其特征在于所述桁架结构为一整体或至 少由两段以上组成。3.如权利要求1所述的垂直轴风力发动机，其特征在于所述桁架结构中设置有减震器。4.如权利要求1所述的垂直轴风力发动机，其特征在于所述蒙皮和桁架结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志鹏，
申请(专利权)人：上海神飞能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]