垂直轴双层直叶片风轮机的制作方法
【专利摘要】本实用新型公布了一种垂直轴双层直叶片风轮机。与现有两直叶片风轮机比较，从结构上他是将上述风轮，沿垂直轴叶片高度一半处，用水平面将其截为两半。再将他上层与下层以主轴为圆心扭转90度。得到本创新产品。与当前并网运行的直叶片，风力发电机组相比：当前机组用5至8个叶片。是本实用新型4倍，在相同输出功率时，转速比本实用新型产品低4倍。升速齿轮箱速比要再提高4倍，这表明有更多能量损失。如用直接驱动，转速低4倍的低速发电机，有效材多，价格高。本创新风轮可大幅降低成本，提高系统效率。
【专利说明】
垂直轴双层直叶片风轮机
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种并网运行风力发电机组的原动机。属于可再生绿色能源技术领域。
【背景技术】
[0002]创新的积极意义，现有垂直轴，橄榄形风轮机，以高径比H/D= 1.5为例，当高H，直径D，叶片数N，叶片宽C相同时，本实用新型，年发电量比橄榄形多54% (扫风面积大54%)，且叶片用料少，降低成本(垂直叶片是弦，橄榄形叶片是弧。弧大于弦)
[0003]当前并网运行，垂直轴，直叶片风力发电机组多用5个直叶片，张家口市张北一台直叶片并网机组，风轮用8个叶片。本实用新型用2个等量直叶片材料。即一台现有风轮机叶片，可做4台本实用新型风轮机。大幅度降低制造成本。
[0004]当前己有垂直轴直叶片单层风轮机，旋转一周，产生的拖动转矩，沿空间方位角不同，是波动性的。本实用新型，拖动转矩与方位角无关，是恒定常数。
[0005]单层4个直叶片风轮，也能得到拖动转矩为恒定常数。但当输出功率相同时，由于叶片多一倍，导致转矩大一倍，转速低一倍，必须增加齿轮箱速比，这会降低系统效率，叶片增一倍，也提高了制造成本。
【发明内容】
[000?]本实用新型的目的:提尚风力发电系统效率，提尚质量，降低制造成本。
[0007]在一根垂直主轴上，装两个直叶片风轮，总高为H。上层风轮，圆周O度方位装垂直叶片I，180度方位装另一个叶片2。下层风轮，圆周O度方位装垂直叶片3，180度方位装另一个叶片4。4个叶片高度相等，是H的一半。安装时，叶片“前沿”要与转动方向一致。上层风轮结构，可以与下层风轮同样，以利批量生产。也可以是其他再简便形式。
[0008]两层风轮的组装。上，下层风轮轴向紧靠，上层风轮第叶片I，与下层风轮叶片3，圆周方向相差90度角。即上，下层风轮叶片I与叶片3对齐后，沿主轴扭转90度，可向前扭，也何向后扭。两个风轮装好后，叶片“前沿”应和旋转方向一致。这是本实用新型与现有垂直轴两直叶片风轮不同之处。
[0009]本实用新型风轮，因尺寸大小的不同，叶片支架的桁架结构，可以千变万化，创新特征是双层风轮，上下层风轮叶片对齐后，再扭转90度。每一层风轮叶片长，是风轮总高H的一半。
[0010]本实用新型与当前己有垂直轴直叶片单层风轮机比较:当直径D，叶片总长H，叶片宽C相同。输出功率，转速相同，单层风轮旋转一周，产生的拖动转矩，沿空间随方位角不同，是波动性的。本实用新型，拖动转矩与方位角无关，是恒定常数
[0011]本实用新型科技进步意义在于:可大幅度提高现有风力发电系统效率，可大幅度降低制造成本。
【附图说明】
[0012]图1.为现有垂直轴，直叶片风轮机。
[0013]图2，为垂直轴，双层直叶片风轮机主视图。
[0014]图3，为垂直轴，双层直叶片风轮机侧视图。
[0015]图4，为垂直轴，双层直叶片风轮机，与现有垂直轴单层风轮机，拖动转矩比较
[0016]图1，1.叶片I。2，风轮叶片支架。3，主轴。4，风轮轴套，他是叶片，叶片支架的总承。组装为部件后，吊装入主轴。5，叶片2。6，主轴的上轴承。7，主轴的下轴承。8，发电机。
[0017]图2，1.上层风轮叶片I。叶片长度为，现有单层同直径，同功率风轮叶片长的一半。2，叶片支架。3，上层风轮轴套。是上层风轮叶片，叶片支架的总承。4，主轴。5，上层风轮叶片
2。6，下层风轮叶片3。7，发电机。
[0018]图3，I，上层风轮叶片I。9，下层风轮轴套。10，下层风轮叶片支架。11，主轴上轴承。4，主轴。12，主轴下轴承。6，下层风轮叶片3。7，发电机。8，下层风轮叶片4。
[0019]图4，1，现有垂直轴单层两叶片风轮机，拖动转矩随方位角关系曲线。风轮转一周，变化两个周期。有两个最大值，两个为O的最小值。2，本实用新型风轮机，拖动转矩与方位角关系，是恒定常数。即平行座标横轴的直线。动力平稳。
【具体实施方式】
[0020]垂直轴双层直叶片风轮机，参照图2，图3，即可制作，实施。注意3点:I，上，下层风轮扭转90度，向前扭，向后扭无关。2，叶片前沿与旋转方向一致。3，上，下层风轮叶片长相等，等于风轮总长H的一半。叶片宽度计算与现有单层两直叶片相同。
【主权项】
1.一种垂直轴双层直叶片风轮机，其结构特征是:在一根垂直主轴上装有两个垂直叶片风轮，每个风轮装有两个与主轴平行的垂直叶片，上层风轮沿风轮圆周O度方位装I号叶片(I)，180度方位装2号叶片(2)，下层风轮沿风轮圆周O度方位装3号叶片(3)，180度方位装4号叶片(4)，叶片前沿朝转子设定旋转方向，上层风轮I号叶片(I)设为静止参考点，则下层风轮3号叶片(3)，沿主轴圆周扭转90度安装，可顺时针扭转90度，或逆时针扭转90度。
【文档编号】F03D3/06GK205689358SQ201620290228
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2016年4月11日 公开号201620290228.3, CN 201620290228, CN 205689358 U, CN 205689358U, CN-U-205689358, CN201620290228, CN201620290228.3, CN205689358 U, CN205689358U
【发明人】蔡耀陆, 张香改, 陈琳, 蔡宇佳
【申请人】蔡耀陆