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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107061151A(43)申请公布日2017.08.18(21)申请号201710450710.8(22)申请日2017.06.15(71)申请人河北工业大学地址300130天津市红桥区丁字沽光荣道8号河北工业大学东院330#(72)发明人王华君杨帅朱鸿曦张洪昌吕东坡张统王硕(74)专利代理机构天津翰林知识产权代理事务所(普通合伙)12210代理人付长杰赵凤英(51)Int.Cl.F03D3/00(2006.01)F03D3/02(2006.01)F03D3/06(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图5页(54)发明名称模块化框架式高效率垂直轴风力机(57)摘要本发明涉及模块化框架式高效率垂直轴风力机,包括风轮主轴、增速齿轮箱、永磁同步发电机、风电控制柜和外围基础,其特征在于该风力机还包括阻力型风轮、升力型风轮、风向导流板和横向支撑结构;所述阻力型风轮安装于风力机的顶部,阻力型风轮的下部与风轮主轴连接;所述升力型风轮为三层层叠式叶轮结构,每层中心处均装有一段风轮主轴,且每层均包括若干数量的叶片,每个叶片通过风轮支架与相应的风轮主轴连接,各段风轮主轴通过轴套进行柔性连接;三层上的所有叶片交错布置,所有叶片在水平面上的投影均布在一个圆形区域内,每层中叶片的数量为奇数;所述风轮支架包括矩形框架,矩形框架的一端与风轮主轴连接。CN107061151ACN107061151A权利要求书1/1页1.一种模块化框架式高效率垂直轴风力机,包括风轮主轴、增速齿轮箱、永磁同步发电机、风电控制柜和外围基础,其特征在于该风力机还包括阻力型风轮、升力型风轮、风向导流板和横向支撑结构;所述阻力型风轮安装于风力机的顶部,阻力型风轮的下部与风轮主轴连接;所述升力型风轮为三层层叠式叶轮结构,每层中心处均装有一段风轮主轴,且每层均包括若干数量的叶片,每个叶片通过风轮支架与相应的风轮主轴连接,各段风轮主轴通过轴套进行柔性连接;三层上的所有叶片交错布置,所有叶片在水平面上的投影均布在一个圆形区域内,每层中叶片的数量为奇数;所述风轮支架包括矩形框架,矩形框架的一端与风轮主轴连接,另一端连接叶片内侧,从矩形边框中部到与风轮主轴连接处沿风力机高度方向上安装有多个用于支撑矩形框架的弯曲钢板,相邻两个弯曲钢板之间具有缝隙,弯曲钢板面对风轮主轴的一侧为凸面,朝向叶片的一侧为凹面;每层叶片的上部均安装有横向支撑结构,所述横向支撑结构为六边形板,六边形板的下表面均设置有环形轨道,每层的叶片能在环形轨道中做圆周运动,环形轨道内安装有导轮,导轮直接提拉叶片;在位于底层的叶片的下方也设置有横向支撑结构;相邻两个横向支撑结构之间均安装有六块风向导流板,六块风向导流板与两个横向支撑结构的连接轴线均平行于风力主轴,且六块风向导流板的水平投影均布在一个圆形区域内,所述风向导流板的横截面为流线型;每层的若干数量的风向导流板相互连接,并与横向支撑结构刚性连接,整体形成框架式结构;位于底部的横向支撑结构的下部与外围基础连接。2.根据权利要求1所述的模块化框架式高效率垂直轴风力机,其特征在于所述阻力型风轮为螺旋结构。3.根据权利要求1所述的模块化框架式高效率垂直轴风力机,其特征在于每层叶片数量为3,三层共9个叶片,9个叶片在水平面上的投影均布在一个圆形区域内,相邻两个投影之间的夹角为40°。2CN107061151A说明书1/6页模块化框架式高效率垂直轴风力机技术领域[0001]本发明属于绿色新能源技术中的风力发电装置技术领域,涉及一种模块化框架式高效率垂直轴风力机。背景技术[0002]风电发电领域的主流为水平轴风力机,但由于其自身结构特点的限制,使其存在一些不易解决的缺陷,例如整体受力不平衡,机舱内几十吨甚至几百吨重的风力发电装置需要吊装到几十米甚至几百米的塔架上,使得安装与维修困难、成本较高。而且造成塔架承受较大的倾翻力矩,对塔架基础要求较高的同时使得在某些特殊地形例如风资源较好的山梁地区受到限制而无法运输与安装。与此同时,风光互补、建筑一体化等分布式发电以及海上风力发电日渐增多。由于垂直轴风力发电机组自身具有维护方便、成本低、噪音低等优势,比水平轴风力机更适合于这些领域,因此垂直轴风力发电机组也会有很好地发展前景。[0003]本发明为在专利号为ZL2015103068388的中国专利基础上的改进,该专利公开了一种层叠结构、自动变桨的垂直轴风机,所述风力机为层叠式框架结构,在风轮主轴上至少串联安装有两组框架式风轮及导流板,每组框架式风轮至少安装三个框架,框架内安装有一根叶片转轴,每根叶片转轴上安装有一个叶片,所述导流板为长党性,各导流板在水平投影方向与风轮径向平面夹角相等,该专利虽然在一定程度上提高了风力机的风能