一种垂直轴风力发电机的制作方法

1.本发明涉及风力发电设备技术领域，具体而言，涉及一种垂直轴风力发电机。


背景技术：

2.随着人类社会的发展，不可再生资源的消耗日渐增长，同时伴随着环境污染、温室效应、碳达峰等社会问题，能源枯竭的警钟被逐渐敲响。寻找合适的、可再生的、无污染的能源的需求日渐强烈。而风能是自然界极易获取、极小污染、完全可再生的能源，因此利用风能作为再生能源之一来应对能源危机是21世纪人类共识。
3.风力发电机是将风能转化为电能的装置，主要由叶片、发电机、机械部件和电气部件组成；目前垂直轴风力发电机需要将揽风叶片设置在一定高度的空间上，才能较为容易获取到风能；且在运行过程中，叶片的偏转能力有限，偏转效率低，不能适应多变的风向，对风能不能高效利用，导致发电效率较低。
4.因此，亟需一种适用于地势较低地区，且能够高效将风能转换为电能的垂直轴风力发电机。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种适用于地势较低地区，且能够高效将风能转换为电能的垂直轴风力发电机，以解决背景技术中所指出的问题。
6.本发明的实施例通过以下技术方案实现：一种垂直轴风力发电机，包括涡流叶轮及两个以上的兜风板；
7.所述涡流叶轮的两端分别通过轴承连接有上端板和下端板，所述下端板上设置有电机，所述涡流叶轮的下端通过一输出轴与电机相连；
8.两个以上的所述兜风板垂直设置于所述涡流叶轮的周向且与上端板和下端板相连，每一所述兜风板的顶部边缘均沿上端板的周向固定有斜向上延伸的上兜风板，以及底部边缘均沿下端板的周向固定有斜向下延伸的下兜风板，且每相邻两个所述兜风板、与其中的一个所述兜风板上对应的上兜风板、下兜风板共同围合形成兜风槽，所述兜风槽的槽底与涡流叶轮所在腔室相连通。
9.进一步地，在每相邻两个所述兜风板的顶部边缘/底部边缘之间设置有第一支撑杆，所述第一支撑杆与上端板/下端板铰接。
10.进一步地，所述第一支撑杆为多级伸缩杆，各级伸缩杆之间由锁紧螺母固定。
11.进一步地，设置于所述兜风板的顶部边缘的第一支撑杆上端点连接有拉绳。
12.进一步地，所述兜风板、上兜风板、下兜风板为柔性材料制成。
13.进一步地，所述输出轴通过联轴器与电机相连，其中，所述联轴器设置于下端板下方。
14.进一步地，所述轴承分别安装在上端板的下端面以及下端板的上端面。
15.进一步地，所述上端板和下端板之间于涡流风轮的外周竖直环绕设置有框架，所
述框架由若干根第二支撑杆组成。
16.进一步地，所述第二支撑杆的数量与兜风板对应，且分别位于兜风槽的槽底两侧。
17.进一步地，还包括下述至少一项：
18.所述兜风板、上兜风板及下兜风板为一体成型结构；
19.兜风板为上小下大，其形状为多边形；
20.所述上兜风板及下兜风板的前端为槽状端部，断面形状呈“u”型凹槽状；
21.发电机在侧视状态下，所述兜风槽呈上小下大的梯形。
22.本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：通过兜风板的设置，可以将360
°
范围内的风能导流并汇聚到中间涡流叶轮上，风经过汇聚后会比自然状态下的风能量更加集中，拥有更高的风速，从而使存在于发电机中间的轴流式叶轮可以获得加强后的风能驱动其旋转，本发电机能够较高的收集风能，具有较高的风能利用率；采用伸缩杆和拉绳将发电机固定在安装面上，使得发电机的适用面更广；同时，拉绳的固定于伸缩杆的固定形成了强有力的骨架，当风能过于饱和时，风能在通过兜风槽进入涡流叶轮发电后，剩余风能可直接排除，因此不会对发电机造成损坏；发电机采用伸缩杆与柔性的兜风板，在转运时，可通过松开拉绳、收回伸缩杆并贴合在框架四周，缩小整个发电机的体积，使得携带更为方便。
附图说明
23.图1为本发明实施例1提供的垂直轴风力发电机的结构示意图；
24.图2为本发明实施例1提供的涡流叶轮的结构示意图；
25.图3为本发明实施例1提供的兜风板、上兜风板、下兜风板的结构示意图；
26.图4为本发明实施例1提供的兜风槽的侧视图；
27.图5为本发明实施例1提供的下端板的示意图；
28.图标：1
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涡流叶轮，2
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兜风板，3
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轴承，4
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上端板，5
‑
下端板，6
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电机，7
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输出轴，8
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上兜风板，9
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下兜风板，10
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兜风槽，11
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第一支撑杆，12
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锁紧螺母，13
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联轴器，14
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第二支撑杆，15
‑
槽状端部。
具体实施方式
29.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
30.实施例1
31.本技术实施例提供了一种垂直轴风力发电机，该垂直轴风力发电机的结构示意图如图1所示，包括：涡流叶轮1、电机6及两个以上的兜风板2；涡流叶轮1的下端通过一输出轴7与电机6相连，两个以上的兜风板2沿周向均匀的设置于涡流叶轮1的外周面上。
32.具体参考图2，涡流叶轮1包括多组风叶，多组风叶同轴布置形成筒形结构；涡流叶轮1的上端通过轴承3安装在上端板4的下端面，下端通过轴承3安装在下端板5的上端面，其中，上端板4和上端板4上均开设有孔，轴承3通过定位螺栓与上端板4/下端板5连接固定。需
要说明的是，本实施例并不限定轴承3的具体固定方式，例如也可以通过焊接固定在上端板4/下端板5上，因此本技术实施例并不以此为限。
33.具体参考图5，于本技术的一实施例中，电机6设置于下端板5的下方，涡流叶轮1的下端通过一输出轴7穿过固定在下端板5上的轴承3，再通过一设置于下端板5下方的联轴器13与电机6相连，外部接线预留在电机6上。采用上述设置，涡流叶轮1在风能驱动下旋转，再通过联轴器13带动电机6工作，从而产生电能。
34.于本技术的一实施例中，两个以上的所述兜风板2垂直设置于所述涡流叶轮1的周向且与上端板4和下端板5相连；需要说明的是，本实施例并不限定兜风板2的具体设置方式，例如也可以设置为沿涡流叶轮1的周向螺旋设置，因此本技术实施例并不以此为限。
35.下面以具体地实施例对本技术的技术方案以及本技术的技术方案如何解决背景技术中技术问题进行详细说明；
36.具体参考图3，本实施例的兜风板2数量为3，每一所述兜风板2的顶部边缘均沿上端板4的周向固定有斜向上延伸的上兜风板8，以及底部边缘均沿下端板5的周向固定有斜向下延伸的下兜风板9，且每相邻两个所述兜风板2、与其中的一个所述兜风板2上对应的上兜风板8、下兜风板9共同围合形成兜风槽10；具体参考图4，所述兜风槽10的槽底与涡流叶轮1所在腔室相连通。通过兜风板2的设置，可以将360
°
范围内的风能导流并汇聚到中间涡流叶轮1上，风经过汇聚后会比自然状态下的风能量更加集中，拥有更高的风速，从而使存在于发电机中间的轴流式叶轮可以获得加强后的风能驱动其旋转，本发电机能够较高的收集风能，具有较高的风能利用率。另一种情况下，在自然风力较小的情况下，通过兜风板2的设置辅助风能聚集可以让发电机在较小的风速下发电，大大提高了发电机的发电量。
37.于本技术的一实施例中，在每相邻两个所述兜风板2的顶部边缘/底部边缘之间设置有第一支撑杆11，所述第一支撑杆11与上端板4/下端板5铰接。优选的，所述第一支撑杆11为多级伸缩杆，各级伸缩杆之间由锁紧螺母12固定；伸缩杆通过锁紧螺母12，使得伸缩杆可以在某一行程内变为任意长度，来适应不同平整度的安装面。对应兜风板2的数量，本实施例共包括3根上第一支撑杆11以及3根下第一支撑杆11，其中，上第一支撑杆11上端点连接有拉绳，采用伸缩杆和拉绳将发电机固定在安装面上，使得发电机的适用面更广；同时，拉绳的固定于伸缩杆的固定形成了强有力的骨架，当风能过于饱和时，风能在通过兜风槽10进入涡流叶轮1发电后，剩余风能可直接排除，因此不会对发电机造成损坏。
38.于本技术的一实施例中，所述兜风板2、上兜风板8、下兜风板9为透风率较小的柔性材料制成，可以重复收合与张开，方便快速安装与收置。发电机采用伸缩杆与柔性的兜风板2，在转运时，可通过松开拉绳、收回伸缩杆并贴合在框架四周，缩小整个发电机的体积，使得携带更为方便。
39.于本技术的一实施例中，所述上端板4和下端板5之间于涡流风轮的外周竖直环绕设置有框架，所述框架由若干根第二支撑杆14组成。所述第二支撑杆14的数量与兜风板2对应，均为3根；本实施例的第二支撑杆14为圆管，由图可知，圆管分别位于兜风槽10的槽底两侧，起到加固的作用。
40.于本技术的一实施例中，所述兜风板2、上兜风板8及下兜风板9为一体成型结构，采用柔性板弯折加工制成；发电机在侧视状态下，所述兜风槽10呈上小下大的梯形；兜风板2的形状为上小下大的多边形结构；上兜风板8及下兜风板9的前端为槽状端部15，断面形状
呈“u”型凹槽状，槽状端部15在安装时，贴合至上端板4/下端板5的端面并通过螺栓等方式与之固定。
41.以下对本发电机的使用方法进行简单说明，具体如下所述：发电机初始为收缩状态，兜风板2、上兜风板8、下兜风板9与伸缩杆收缩在框架的外沿；首先打开上下共计6根伸缩杆，发电机的主框架成型，通过下方3根伸缩杆将发电机放置于安装平面，寻找合适的地点固定拉线，通过拉绳进行固定，至此发电机安装完毕，再将需要进行供电的负载接入到电机6的预留外部接线，即可通过风能发电。
42.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。