專利名稱：一種垂直軸風力發(fā)電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種垂直軸風力發(fā)電機。
背景技術(shù)：
風力發(fā)電機，是一種將風能轉(zhuǎn)化成電能的風-電能量轉(zhuǎn)化裝置。風力發(fā)電機根據(jù)結(jié)構(gòu)和安裝方式不同，可分為水平軸風力發(fā)電機和垂直軸風力發(fā)電機。水平軸風力發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸是水平設(shè)置的，水平軸風力發(fā)電機的葉片受力旋轉(zhuǎn)方向基本與風向垂直，也就是與風機的轉(zhuǎn)軸垂直，因此轉(zhuǎn)動時對風的阻力較大。這樣就導(dǎo)致靈敏性較低，轉(zhuǎn)速較低，風能利用率或發(fā)電效率較低。而且水平軸風力發(fā)電機需要額外設(shè)置一個尾翼，用于調(diào)整及跟蹤風向，結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜。垂直軸風力發(fā)電機是近年來發(fā)展起來的新型風力發(fā)電機，該發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸是垂直設(shè)置的，其葉片受力轉(zhuǎn)動的方向與風向一般都呈銳角，大多數(shù)時候還是平行的，也就是說是大致順著風向轉(zhuǎn)動的。這樣，葉片轉(zhuǎn)動時對風的阻力更小，靈敏度也就更高，轉(zhuǎn)速更快，風能利用率或發(fā)電效率也就更高。傳統(tǒng)的垂直軸風力發(fā)電機，一般包括殼體，殼體上安裝有與殼體轉(zhuǎn)動配合的主軸，殼體內(nèi)壁上設(shè)置有磁極，主軸上安裝有與磁極對應(yīng)的線圈。 由于殼體為固定的一體結(jié)構(gòu)，不但維修不方便，而且傳統(tǒng)垂直軸風力發(fā)電機內(nèi)的磁極和線圈的數(shù)量及大小都是固定不變的，因此其發(fā)電功率也是固定不變，不利于發(fā)電功率的提高， 不利于風能的充分利用。傳統(tǒng)垂直軸風力發(fā)電機增大發(fā)電功率的結(jié)構(gòu)，是通過增大線圈外徑及對應(yīng)的磁極長度來實現(xiàn)的，這種結(jié)構(gòu)不但大大增大了垂直軸風力發(fā)電機的尺寸，使成本升高，而且殼體徑向尺寸增大，旋轉(zhuǎn)時還能產(chǎn)生較大風阻，不利于風能的充分利用。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是針對上述不足提供一種結(jié)構(gòu)合理，發(fā)電功率大， 有助于提高風能利用率，且維護方便的垂直軸風力發(fā)電機。為解決上述技術(shù)問題，本垂直軸風力發(fā)電機包括殼體，殼體上安裝有與殼體轉(zhuǎn)動配合的主軸，殼體內(nèi)壁上設(shè)置有磁極，主軸上安裝有與磁極對應(yīng)的線圈，其結(jié)構(gòu)特點是所述殼體包括套裝在主軸下部的底座和套裝在主軸上部的上蓋，還包括套裝在主軸中部并支撐在上蓋周邊和底座周邊之間的支撐筒，支撐筒為位置上下設(shè)置的至少兩個，支撐筒間設(shè)置有隔板，所述磁極安裝在隔板兩側(cè)及上蓋內(nèi)側(cè)面和底座內(nèi)側(cè)面上，所述線圈安裝在與支撐筒對應(yīng)的主軸上，上蓋、底座、支撐筒和隔板的對應(yīng)邊部設(shè)有將四者固定連接在一起的固定螺栓。本結(jié)構(gòu)的垂直軸風力發(fā)電機是通過分體組合結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)發(fā)電功率可調(diào)，有助于提高風能利用率，且維護方便的。分體組合結(jié)構(gòu)主要包括分體設(shè)計的殼體，還包括組合設(shè)計的磁極和線圈。分體設(shè)計的殼體主要包括四部分，即上蓋、底座、支撐筒和隔板。上蓋位于整個殼體的最上部，底座位于整個殼體的最下部，支撐筒和隔板位于上蓋和底座之間。上蓋、支撐筒、隔板和底座通過其邊部的固定螺栓固定連接為一體，安裝和拆卸都非常方便。組合設(shè)計的磁極和線圈，主要包括設(shè)置在隔板上下兩側(cè)面及上蓋內(nèi)側(cè)面和底座內(nèi)側(cè)面的磁極，還包括設(shè)置在與支撐筒位置對應(yīng)主軸上的線圈。支撐筒兩端對應(yīng)的磁極極性是相反設(shè)置的，構(gòu)成一對磁極或磁極對。相同旋轉(zhuǎn)軌跡的所有磁極對構(gòu)成一套磁極。支撐筒中部套裝的線圈與磁極對是對應(yīng)設(shè)置的，支撐筒內(nèi)的所有線圈構(gòu)成一套線圈。這樣，每個支撐筒都對應(yīng)一套磁極和一套線圈，對應(yīng)設(shè)置的一套磁極和一套線圈組合成了一套發(fā)電組合。由于本垂直軸風力發(fā)電機中包含有至少兩個支撐筒，故本垂直抽風力發(fā)電機至少包含有兩套發(fā)電組合，發(fā)電功率大大提高。由于發(fā)電組合是沿主軸軸向上下設(shè)置的，故只增加了垂直軸風力發(fā)電機殼體在軸向上的長度尺寸，而沒有增加殼體在徑向上的尺寸。這樣殼體在葉片帶動下轉(zhuǎn)動時受到的風阻就會大大減小，有助于提高風能利用率。作為改進，主軸和上蓋之間安裝有滾珠軸承和推力球軸承。滾珠軸承的主要作用，是提高上蓋繞主軸轉(zhuǎn)動時的順暢性。推力球軸承的主要作用，是在抵消殼體軸向推力的同時，保障殼體轉(zhuǎn)動的順暢性，有助于提高垂直軸風力發(fā)電機的風能利用率。作為進一步改進，主軸下部為中空管，殼體內(nèi)的主軸上設(shè)有將殼體內(nèi)腔與主軸內(nèi)腔連通的通孔，主軸內(nèi)腔中設(shè)有與線圈對應(yīng)電連接的電線。通過在主軸內(nèi)穿插電線，可以通過通孔與殼體內(nèi)的線圈電連接在一起，這樣就可以將線圈發(fā)出的電能傳輸出來，既保證了電能傳輸?shù)目煽啃?，連接又非常方便。綜上所述，采用本結(jié)構(gòu)的垂直軸風力發(fā)電機，結(jié)構(gòu)合理，發(fā)電功率大，有助于提高風能利用率，且維護方便。

結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳細說明圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1為殼體，2為主軸，3為磁極，4為線圈，5為底座，6為上蓋，7為支撐筒，8為隔板，9為通孔，10為電線，11為固定螺栓，12為滾珠軸承，13為推力球軸承。
具體實施方式
如圖1所示，該垂直軸風力發(fā)電機包括殼體1，殼體1上安裝有與殼體1轉(zhuǎn)動配合的主軸2。殼體1為分體結(jié)構(gòu)設(shè)計，殼體1主要包括四部分，即上蓋6、底座5、支撐筒7和隔板8。上蓋6為套裝主軸2的圓環(huán)，位于整個殼體1的最上部。主軸2和上蓋6之間安裝有滾珠軸承12和推力球軸承13。滾珠軸承12的主要作用，是提高上蓋6繞主軸2轉(zhuǎn)動時的順暢性。推力球軸承13的主要作用，是在提供殼體1向上軸向推力的同時，保障殼體1 轉(zhuǎn)動的順暢性，有助于提高垂直軸風力發(fā)電機的風能利用率。底座5呈與上蓋6對應(yīng)的圓環(huán)狀，位于整個殼體1的最下部。支撐筒7和隔板8位于上蓋6和底座5之間。在本實施例中，支撐筒7為圓筒，支撐筒7的數(shù)量為兩個，上下對應(yīng)設(shè)置。隔板8為套裝在主軸2上的圓環(huán)狀平板，隔板8設(shè)置在兩個支撐筒7中間，起間隔和支撐兩個支撐筒7的作用。上蓋 6、支撐筒7、隔板8和底座5的邊部設(shè)有同軸設(shè)置的安裝孔，安裝孔內(nèi)插裝有固定螺栓11。 上蓋6、支撐筒7、隔板8和底座5通過固定螺栓11固定連接在一起，這樣在安裝和拆卸時都非常方便。
4[0016]殼體1內(nèi)設(shè)置有磁極3和與磁極3對應(yīng)的線圈4。所述磁極3安裝在隔板8上下兩側(cè)面上以及上蓋6內(nèi)側(cè)面和底座5內(nèi)側(cè)面上。所述線圈安裝在與支撐筒7位置對應(yīng)主軸 2上。因為上蓋6、支撐筒7、隔板8和底座5相互支撐間隔開來，所以，磁極3都與支撐筒 7兩端對應(yīng)設(shè)置。支撐筒7兩端對應(yīng)的磁極3極性是相反設(shè)置的，構(gòu)成一對磁極或磁極對。 相同旋轉(zhuǎn)軌跡的所有磁極對構(gòu)成一套磁極。支撐筒7中部套裝的線圈4與磁極對是對應(yīng)設(shè)置的，支撐筒7內(nèi)的所有線圈4構(gòu)成一套線圈。這樣，每個支撐筒7都對應(yīng)一套磁極3和一套線圈4，對應(yīng)設(shè)置的一套磁極和一套線圈組合成了一套發(fā)電組合。由于該垂直軸風力發(fā)電機中包含有兩個支撐筒7，故該垂直抽風力發(fā)電機包含有兩套發(fā)電組合，相比傳統(tǒng)垂直軸風力發(fā)電機而言，發(fā)電功率大大提高。而且，由于發(fā)電組合是沿主軸2軸向上下設(shè)置的，故只增加了垂直軸風力發(fā)電機殼體1在軸向上的長度尺寸，而沒有增加殼體1在徑向上的尺寸。 這樣殼體1在葉片帶動下轉(zhuǎn)動時受到的風阻就會大大減小，有助于提高風能利用率。主軸2下部為中空管，殼體1內(nèi)的主軸2上設(shè)有將殼體1內(nèi)腔與主軸2內(nèi)腔連通的通孔9，主軸2內(nèi)腔中設(shè)有與線圈4對應(yīng)電連接的電線10。這樣就可以將線圈4發(fā)出的電能傳輸出來，既保證了電能傳輸?shù)目煽啃?，連接又非常方便。
權(quán)利要求1.一種垂直軸風力發(fā)電機，包括殼體(1)，殼體(1)上安裝有與殼體(1)轉(zhuǎn)動配合的主軸(2)，殼體(1)內(nèi)壁上設(shè)置有磁極(3)，主軸(2)上安裝有與磁極(3)對應(yīng)的線圈(4)，其特征是所述殼體(1)包括套裝在主軸下部的底座(5)和套裝在主軸上部的上蓋(6)，還包括套裝在主軸(2)中部并支撐在上蓋(6)周邊和底座(5)周邊之間的支撐筒(7)，支撐筒(7) 為位置上下設(shè)置的至少兩個，支撐筒(7)間設(shè)置有隔板(8)，所述磁極(3)安裝在隔板(8) 兩側(cè)及上蓋(6)內(nèi)側(cè)面和底座(5)內(nèi)側(cè)面上，所述線圈安裝在與支撐筒(7)對應(yīng)的主軸(2) 上，上蓋(6)、底座(5)、支撐筒(7)和隔板(8)的對應(yīng)邊部設(shè)有將四者固定連接在一起的固定螺栓(11)。
2.如權(quán)利要求1所述的垂直軸風力發(fā)電機，其特征是主軸(2)和上蓋(6)之間安裝有滾珠軸承(12 )和推力球軸承(13 )。
3.如權(quán)利要求1或2所述的垂直軸風力發(fā)電機，其特征是主軸(2)下部為中空管，殼體(1)內(nèi)的主軸(2)上設(shè)有將殼體(1)內(nèi)腔與主軸(2)內(nèi)腔連通的通孔(9)，主軸(2)內(nèi)腔中設(shè)有與線圈(4)對應(yīng)電連接的電線(10)。
專利摘要本實用新型公開了一種垂直軸風力發(fā)電機，包括殼體，殼體上安裝有與殼體轉(zhuǎn)動配合的主軸，殼體內(nèi)壁上設(shè)置有磁極，主軸上安裝有與磁極對應(yīng)的線圈，所述殼體包括套裝在主軸下部的底座和套裝在主軸上部的上蓋，還包括套裝在主軸中部并支撐在上蓋周邊和底座周邊之間的支撐筒，支撐筒為位置上下設(shè)置的至少兩個，支撐筒間設(shè)置有隔板，所述磁極安裝在隔板兩側(cè)及上蓋內(nèi)側(cè)面和底座內(nèi)側(cè)面上，所述線圈安裝在與支撐筒對應(yīng)的主軸上，上蓋、底座、支撐筒和隔板的對應(yīng)邊部設(shè)有將四者固定連接在一起的固定螺栓。采用本結(jié)構(gòu)的垂直軸風力發(fā)電機，結(jié)構(gòu)合理，發(fā)電功率大，有助于提高風能利用率，且維護方便。
文檔編號F03D11/00GK202326020SQ20112045085
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者孫云龍 申請人:孫云龍