导风式垂直轴风力发电机.pdf

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1、10申请公布号CN101949356A43申请公布日20110119CN101949356ACN101949356A21申请号201010170366522申请日20100513F03D9/00200601F03D3/00200601F03D3/0420060171申请人宋永财地址150080黑龙江省哈尔滨市南岗区电兴街10号26栋1单元4楼2号72发明人宋永财54发明名称导风式垂直轴风力发电机57摘要本发明“导风式垂直轴风力发电机”是一种具有特殊结构的垂直轴风力发电机装置。解决的问题与途径是1导风墙与聚风帽、聚风底连接为一体使整体造型坚固，风轮组在导风墙组的中央位置，能接有效提高风能的利用系。

2、数。2导风墙上开有足够大的通孔，在它的背面安装上调速风门可以调解风轮瞬间增速，使风轮旋转速度平稳，实现输出平稳电流的目标。3导风墙组能够将迎面吹来的风力引导入风轮的一侧，不受风向的约束，有效提高风能的利用系数。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图8页CN101949359A1/1页21一种导风式垂直轴风力发电机的主机，它由垂直轴旋转的风轮组1、聚风帽2、上调速风门3、上导风墙组4、隔板5、下导风墙组6、下调速风门7、聚风底8组成的导风式垂直轴风力发电机的主机部分其特征在于，它由聚风帽2、上导风墙组4、隔板5、下导风墙组6、聚风底8组成一个牢。

3、固圆形的整体，风轮组1安装在组成后圆形整体的中心部位，聚风帽2、聚风底8、中心部位安装有轴承座，风轮组的主轴上下轴承就安装在它们的轴承座上。2根据权利要求1所述的导风式垂直轴风力发电机的主机，其特征是它包含的导风墙是以导风墙组安装到主机上，每组按所需要的数量，按所需的角度以圆周排列安装在聚风帽与聚风底之间两个45角的斜面上，而且垂直于上下两个斜面，导风墙上开有足够大的通风孔，在它的背面安装了调速风门。3根据权利要求1所述的导风式垂直轴风力发电机的主机，其特征是它包含的风轮组可以加工为单层、双层、三层，每层风轮组安装有三个以上的风斗。4根据权利要求1或3所述的导风式垂直轴风力发电机主机，其特征是。

4、它包含的风轮组上的风斗外形在朝向风轮轴，第一个角为顶角，它是两个实体面的交点为45角，第二个角为迎风角，它的角度与导风墙的数量有关，风斗的两侧也有与两个实体面相交的连接面，当然内有加强筋。5根据权利要求1所述的导风式垂直轴风力发电机的主机，其特征它包含的聚风帽外形是在一个平面上，包含有第二个封闭的圆周斜面，该第二个圆周封闭的斜面于第一个平面的夹角为135角，它的外形可以制做为多边形也可以制做为圆形。6根据权利要求1所述的“导风式垂直轴风力发电机的主机”其特征它包含的聚风底外形是在一个平面上包含有第二个圆周封闭的斜面，该第二个圆周封闭的斜面于第一个平面的夹角为135度角，它的外形可以制做为多边形。

5、也可以制做为圆形。权利要求书CN101949356ACN101949359A1/4页3导风式垂直轴风力发电机一技术领域0001随着地球能量资源日趋减少，人类开始不断地寻求新能源。风力发电作为补充能源，有着非常广阔的开发利用前景。本发明“导风式垂直轴风力发电机”是一种具有特殊结构的垂直轴风力发电机装置。二背景技术0002当前的风力发电装置分为两种类型，一种是水平轴风力发电机，另一种是垂直轴风力发电机。本发明“导风式垂直轴风力发电机”，通过特殊的结构设计，能够大大提高风能的利用率。它具有以下特点截风面积大，风能利用系数高，不受风向的限制，能把来自任何方向风力转化成可应用的风能。同时实现输出平稳电流。

6、的目标。三发明内容0003本发明的“导风式垂直轴风力发电机”，它是垂直轴风力发电设备的一种。由主机、传动轴、支撑架、机房组成。请参考示意图的图1此为略图，实物较其更为复杂0004图1是双层风轮的结构，通过主机接收风能作用，使安装在主机内的上、下两个风轮同时旋转，经传动轴传给机房内的发电机组发出电能见图8、图9。0005图2是单层风轮结构，它的原理结构与双层风轮相同，在同等条件与规格下，能够产生的风能是双层风轮结构的一半。0006本发明的“导风式垂直轴风力发电机”是通过安装在主机上的多个导风墙形成的导风墙组，将来自各方向的风能引导入风轮的一侧，使风轮按一个方向产生旋转扭矩，这里强调的是形成导风墙。

7、组所需的导风墙数量与每个导风墙安装在主机上的角度是不固定的，这要根据风轮的大小与实际情况来决定，风轮直径大“导风墙”需要的数量就要多，反之就要减少些。“导风墙”安装在主机上的角度是根据它的数量来决定的，即所有都是按规格大小来决定的。导风墙组将来自各方向的风能引导入风轮的一侧，使风轮按一个方向产生旋转扭矩也能够阻挡来风吹向风轮另一侧而产生阻力。0007在每一个导风墙上开有足够大的通风口，通风口的背后安装“调速风门”，“调速风门”轴的一方安装了弹簧，通过调整弹簧拉力来稳定风轮相应的转速。同时调速风门还能起到减少刹车能量损耗。需要停机的情况下，可以将调速风门完全关闭，风轮得不到风能的推动，用很小的刹。

8、车阻力就可以实现停机。0008聚风帽与聚风底的形状像两个上下相反对应着的盆状，它们都有一个按底面向外倾斜45度角的封闭面，它们也是主机上所有部件的固定基础件见图131聚风帽2聚风底。由于它们都有向外倾斜45夹角为135的斜面，这就增加了接收风能面积，将来自各方向的风能聚集到风轮的一侧，给风轮增加了扭矩。见图3、图4俯视图，聚风帽被拆除、图5、图6俯视图，聚风帽被拆除，其中图3、图4是双层风轮结构，图5、图6是单层风轮结构。0009主机的外形可以制作成多边形，也可以制作成圆形。见图1、图2，其中图1外形为说明书CN101949356ACN101949359A2/4页4多边形、图2外形为圆形。00。

9、10本发明“导风式垂直轴风力发电机”风轮，可以制作成单层风轮、双层风轮以及多层风轮结构。见图8、图9俯视图、图10、图11俯视图，其中多层风轮结构无附图。0011每个风轮由三个风斗组成，见图11，风斗的数量暂定为三个，实施时可根据具体情况增加调整。当风轮上的风斗在“1”位置时，风斗受来自对面的风能的推动，使风轮按顺时针旋转，将风轮上的风斗旋转到“2”位置时，因在流体的作用下它有一个按顺时针旋转的升力见图12；当风轮上的风斗在“3”位置时，因有“导风墙”遮挡了对面的来风，在风斗旋转方向没有阻力，风轮就很通畅地旋转。0012风斗的几何形状，以风轮轴向外的风斗，有两个角度。第一个为顶角暂定为45角，。

10、以后的实施中可能有变化；第二个角为迎风角，也是旋转升角，角度与“导风墙”安装在主机上的角度有密切关系。四附图说明0013一图1是双层风轮结构“导风式垂直轴风力发电机”的整机示意图。0014图2是单层风轮结构“导风式垂直轴风力发电机”的整机示意图。0015它们由1主机、2传动轴、3支撑架、4机房、5发电机组、传感系统组成。00161主机它是风力发电机的动力来源，主要结构在图3、图4、图5、0017图6。稍后有详细解释。00182传动轴它是由传动杆、上下连轴器构成，它的功能就是将风轮得到的扭矩传给发电机组。00193支撑架它由上下法兰组成连接在主机与机房之间，将主机架于中空接受来自各方向的风能。0。

11、0204机房所有的发电设备都安装在机房内，如发电机、变速机构、离合器、刹车机构、所有的电器设备和传感器件等。00215发电机通过风轮带动传动轴旋转传给发电机组发出电能。图1是双层风轮的垂直轴风力发电机的示意图；图2是单层风轮的垂直轴风力发电机的示意图，它们的基本结构是相同的。0022二双层风轮主机图3是双层风轮实用新型的主机示意图图中将聚风帽盖板拆除观察内部1风轮组；2聚风帽；3上调速风门；4上导风墙；5隔板；6下导风墙；7下调速风门；8聚风底。0023图4是双层风轮实用新型的主机的俯视示意图图中将聚风帽拆除观察各部件在俯视示意图的位置。1风轮组；2调速风门；3导风墙；4隔板0024三对双层风。

12、轮主机，图3、图4各个部件功能简要说明00251风轮组它包括风轮、风轮轴、上下轴承。它的作用就是将来自各方向的风能转换为旋转的机械能。00262聚风帽组它包括聚风帽、聚风帽盖板、上轴承座。它有两个作用，0027一个作用是起到固定零部件的作用，安装在主机上各种零部件均固定在聚风帽上；说明书CN101949356ACN101949359A3/4页50028另一个作用是因它有一个向外倾斜45夹角为135的斜面，能将来自各方向的风能聚集到风轮的一侧，以此增加风斗的受风量。见图300293上下风门它包括风门、风门轴、调整弹簧、弹簧拉杆、上下轴承。它的作用就是调整通往主机的进风量，适时地调整风轮旋转速及获。

13、得稳定风能。00304上下导风墙它的第一个作用是它将聚风帽与聚风底牢固地连接在主机的上下部位；0031第二个作用是能将来自各方向的风能，引导入风轮的一侧，使风轮按一个方向旋转。00325隔板它主要是将上下部位分隔开，也增加导风墙组固的定强度。此隔板只有双层风轮用该工件，单层风轮没有该部件。00336聚风底它包括聚风底、下轴承座、感应件，它与聚风帽的功能相同。0034四图5是单层风轮实用新型的主机示意图图中将聚风帽盖板拆除观察各部件1风轮组；2聚风帽；3导风墙；4调速风门；5聚风底。0035图6是单层风轮实用新型的主机俯视示意图图中将聚风帽拆除观查内部各个部件的位置的俯视示意图。1风轮组；2调速。

14、风门；3导风墙；4聚风底。0036图5、图6所有的零部件在主机上的作用与图3、图4的零部件在主机上的作用是相同的。0037五图7是单层风轮主机的装配关系示意图，无论是单层风轮、双层风轮和三层风轮，它们的装配关系是相同的。图7包括1上轴承座、2聚风帽盖板、3聚风帽、4风轮组5导风墙组、6调速风门、7下轴承座、8聚风底。0038六图8是双层风轮的示意图。1上轴承；2上风轮；3风轮轴；4下风轮；5下轴承。其中每个风轮由三个风斗组成。0039图9是双层风轮的俯视示意图。1风斗0040七图10是单层风轮示意图。1上轴承；2风轮；3风轮轴；4下轴承。0041图11是单层风轮的俯视示意图。1风斗。0042八。

15、图12是风轮上风斗的截面的示意图。在朝向风轮轴第一个角为顶角，它是两个实体面的交点，暂定为45度角以后在实施中可能略有变化；第二个角为迎风角也称旋转升角，它的角度与“导风墙”安装在主机上的角度有关。0043九图13、图14是主机中的主要部件的图样图纸。0044图131聚风帽，上图是正视图下图是俯视图。2聚风底，上图是正视图下图是俯视图。0045图141导风墙，上图是正视图下图是俯视图。2调速风门，是12放大图上图是正视图下图是俯视图。0046十所有附图都是以小型“导风式垂直轴风力发电机”为例。对于大型与超大型的实用新型在原理上是一致的，只是在造型上要根据实际规格而定。五具体实施方式0047本发。

16、明的导风式垂直轴风力发电机，在实施中有小型、大型、超大型的不同方式。0048一小型实施方式说明书CN101949356ACN101949359A4/4页600491、风轮的材料可用玻璃钢类、碳纤维类和其它工程塑料。在加工工艺上可采取手工加工或注射成形等方式。00502、聚风帽、导风壁、调速风门、聚风底，加工材料也可选用玻璃钢类、碳纤维类和其它工程塑料。加工工艺可采取手工加工或注射成形等方式。00513、其它工件可用金属材料和任意非金属材料，这需要在使用工件的允许强度下选择。00524、实用新型的小型实施安装过程1安装时首先将风轮与风轮轴、上轴承、下轴承安装成风轮组。见图8、图10；2然后再将聚。

17、风帽、导风墙、调速风门、聚风底加工安装成一体；3所有部件均准备齐全后，再将轴承座安装在聚风底上。接着将风轮组的下轴承安装在聚风底的承座上，在聚风帽上面安装上聚风帽盖板，上轴承座也安装在聚风帽盖板上。将风轮组的上轴承扣在上轴承座内。这样主机安装完毕见图5、图74将传动轴安装上、下连轴器，成为传动轴组。传动轴组上端的连轴器安装在风轮轴的下端，传动轴组下端的连轴器与机房内的发电机组相连接。5将支撑架安装上、下法兰成为支撑架组。支撑架上法兰与主机聚风底相连接，支撑架的下法兰与机房的上盖相连接见图1、图2。整结构安装完毕。0053二大型与超大型实施方式00541、由于大型和超大型的体积庞大，其中的部分固。

18、定件如；机房、支撑架、聚风帽、导风壁、聚风底，在制造时都可以选用钢筋混凝土结构，这样可以节省大量的钢材，当然有些部件采用金属结构更为坚固。00552、大型与超大型的风轮的制造材料，选材时要求重量轻强度高的金属或非金的材料，其制造工艺可采用薄壳骨架式工艺，或其它可行性工艺。00563、大型与超大型的主机安装过程与小型“导风式垂直轴风力发电机”安装过程相同，其它的器件要按它的规格大小的可行性安装。00574、无论小型，大型还是超大型，在制造和安装的各个工序过程中，需要有相应的工装夹具辅助完成。说明书CN101949356ACN101949359A1/8页7图1图2图3说明书附图CN101949356ACN101949359A2/8页8图4图5说明书附图CN101949356ACN101949359A3/8页9图6说明书附图CN101949356ACN101949359A4/8页10图7说明书附图CN101949356ACN101949359A5/8页11图8图9说明书附图CN101949356ACN101949359A6/8页12图10图11说明书附图CN101949356ACN101949359A7/8页13图12图13说明书附图CN101949356ACN101949359A8/8页14图14说明书附图CN101949356A。