三相竖直轴风机

技术领域

本发明涉及风能转化技术领域，特别是一种三相竖直轴风机。

背景技术

风力机是一种将风能转变为机械能的装置，主要用于发电，组成低转速风力发电机，再将该机械能转变为电能。风力发电机利用风力发电，向蓄电池充电蓄存电能，普遍适用于风能条件好、远离电网或电网不正常的地区，供给照明、电视机、探照灯、放像、通讯设备和电动工具用电；当然，还可以经逆变输入电网。

现有平行轴和竖直轴两大类风机，由于结构原因，各有优缺点。平行轴风机的优点是由于无逆向作用风力，效率高，缺点是占用土地和空间大，风电资源利用效率较低，浪费资源。竖直轴风机的优点是占用土地和空间小，场地适应性强，缺点是因有逆向风力的抵消作用，效率低，效费比低。

发明内容

本发明的发明目的是，针对上述问题，提供一种三相竖直轴风机，由于风机叶片自导流特性，使风机动能获得加大。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

三相竖直轴风机，包括立柱、支承转盘、动能传输组件及至少1个涡轮组件，立柱设置于安装台面上，立柱上穿置有支承转盘，且支承转盘可相对于立柱转动，至少1个涡轮组件由下而上叠放设置于支承转盘上表面上，且该至少1个涡轮组件穿置于立柱上并可相对于立柱转动，使得该至少1个涡轮组件在风力作用下带动支承转盘转动；支承转盘的外周缘设置有传动段，且传动段与动能传输组件传动连接，以将支承转盘的动能向外部传输。

其中，还包括发电机组，发电机组的传动轴与动能传输组件传动连接。

涡轮组件包括上板、下板及3组叶片组，3组叶片组布置于下板和上板之间，3组叶片组呈以立柱为中心轴的环形阵列状分布，且每组叶片组各布置在120°扇面区上；且，上板可转动连接于立柱上，处于最底层的涡轮组件的下板设置于支承转盘上，且处于上层的涡轮组件的下板叠放设置于与其相邻的处于下层的涡轮组件的上板上；其中，叶片组包括外叶片、中叶片及内叶片，外叶片、中叶片及内叶片在径向由外而内依次布置在120°扇面区上，且，定义在120°圆面扇面区由其0°线逆时针或顺时针至其120°线，在逆时针或顺时针方向上，外叶片、中叶片及内叶片分别呈从其所在120°扇面区的0°线至该扇面区的弧线方向发散延伸，且外叶片和中叶片的径向间距以及中叶片和内叶片的径向间距分别逐渐增大，使得外叶片和内叶片的近心端形成增压出口。其中，作为优选的，外叶片、中叶片及内叶片分别为柱面状结构，如圆形柱面或椭圆形柱面等，在逆时针或顺时针方向上，外叶片、中叶片及内叶片分别呈从其水平近心端至其水平远心端向外发散延伸的外凸弧形状结构。

如上述，3组叶片组呈以立柱为中心轴的环形阵列状分别分布在120°扇面区上，且每组叶片组的叶片(外叶片、中叶片及内叶片)由其水平近心端至其水平远心端逐渐向外发散，使得叶片具有自导流特性，在承受风流推动作用同时将风流的风向改变，使得前一组叶片(转动前方的一组叶片)获得更大动能的风向和风压，因而大大增加了前一组叶片的能量收集。

作为优选地，外叶片和内叶片的近心端端部布置于0°线，中叶片的近心端端部相对于0°线间隔一定间距形成L2内缺口；且，内叶片的远心端相对于120°线间隔一定间距形成L3外缺口。定义以立柱为中心轴且以叶片组外沿为半径D组成圆面，外叶片、中叶片及内叶片分别在圆面上投影为L1弧段、L2弧段及L3弧段。

如此，形成特定位置关系，L3弧段的远心端内收一定间距形成L3外缺口，L2弧段的近心端相对于L1弧段近心端和L3弧段近心端连接线内收一定间距形成L2内缺口，使得风流进风增压和泄流相互优化得到适合值，使风机动能获得达到更优值。

进一步地，涡轮组件的数量为2个以上，相邻的两个涡轮组件之间有一个相位角度差，相差的角度为120°/m，且2个以上涡轮组件的外叶片、中叶片及内叶片在水平向上向外发散朝向均为逆时针方向或顺时针方向，其中涡轮组件的数量m为2，3，4...n。

再进一步地，该风机还包括支撑柱架及导流板，三座支撑柱架呈等边三角形状设置于至少1个涡轮组件周边。三个导流板分别设置于三座支撑柱架上，导流板内侧端与涡轮组件外沿存在一定间隙，且导流板的入射角为45°；其中导流板的竖向两端端面高度差与至少1个涡轮组件相同。支撑柱架起到抗倾侧作用；导流板起到增加风流量，加大采集能量的作用。

在进一步地，该风机还包括支承平台，支承平台设置于安装台面上，立柱设置于支承平台上，支承转盘包括转盘外圈和转盘内圈，处于最底层的涡轮组件的下板设置于转盘外圈上，转盘外圈转动连接于转盘内圈上，转盘内圈固定安装于立柱的底部，转盘内圈固定安装于支承平台上。如此利用支承转盘及支承平台在竖向支承涡轮组件，利于支承大型涡轮的巨大重量，保障支承涡轮平稳转动。

由于采用上述技术方案，本发明为风机带来三个有益效果：

1.本发明由于风机叶片自导流特性，使每组叶片在将风能转化为风机动能的同时，更将风流的风向改变，形成最有利于前一组叶片获得更大动能的风向和风压，因而大大增加了前一组叶片的能量收集。

2.本发明经叶片导流风力的总体正向力臂增大，使风机动能获得加大。

3.本发明叶片导流作用能将部分本属于逆向的风流偏转为正向风流，在减少了风机逆流的同时加大了风机的正向风流，更进一步提高风机的采能效率。

附图说明

图1是本发明实例1的局部结构示意图。

图2是图1的一组叶片位置布局示意图。

图3是图1的三组叶片位置布局示意图。

图4是图1的三组叶片分布结构示意图。

图5是图1的停机组件结构示意图。

图6本发明的实例2局部结构示意图。

图7是本发明的实例3局部结构示意图。

图8是本发明的实例4局部结构示意图。

图9是图8的俯视结构示意图。

图10是图8的支撑柱架局部结构示意图。

图11是图8的A部放大图。

图12是本发明的实例5局部结构示意图。

图13是本发明的实例6局部结构示意图。

附图中，1、支承平台，2、立柱，3、涡轮组件，4、支承转盘，5、动能传输组件，6、停机组件，7、支撑柱架I，8、支撑柱架II。

具体实施方式

以下结合附图对发明的具体实施进一步说明。

实施例1

如图1-图6所示，本实施例1的三相竖直轴风机，包括立柱2、支承转盘4、动能传输组件5及至少1个涡轮组件3，立柱2设置于安装台面上，立柱2上穿置有支承转盘4，且支承转盘4可相对于立柱2转动，至少1个涡轮组件3由下而上叠放设置于支承转盘4上表面上，且该至少1个涡轮组件3穿置于立柱2上并可相对于立柱2转动，使得该至少1个涡轮组件3在风力作用下带动支承转盘4转动；支承转盘4的外周缘设置有传动段，且传动段与动能传输组件5传动连接，以将支承转盘4的动能向外部传输。其中，本实施例1采用单个涡轮组件(单段涡轮层段)。

该竖直轴风机主要用于发电，因此还需要发电机组，发电机组的传动轴与动能传输组件5传动连接，发电机组为既有技术，在此不再赘述。

安装台面为该竖直轴风机及发电机组将要安装位置处台面，可为经稳固处理混凝土地面，或某些钢铁平台台面等。立柱为一钢管，其预埋于混凝土地面或焊接于钢铁平台上。

支承转盘4是具有限制偏心功能的轴承转盘，支承转盘4包括转盘外圈41和转盘内圈40，转盘外圈41外沿(外周缘)传动段为与动能传输组件配合的传动齿轮42，转盘外圈41转动连接于转盘内圈40上，转盘内圈40固定安装于立柱上，处于最底层的涡轮组件的下板螺栓连接于转盘外圈41上。其中，支承转盘(转盘轴承)为既有技术，在此不再赘述。

处于最底层的涡轮组件3下方位置设置有停机组件6，且停机组件6在外力作用下能够迫使该涡轮组件3停止转动；停机组件6是手动杠杆加杠杆齿轮61配合刹车齿轮62及齿条63推动刹车片64向上滑动摩擦涡轮组件下板(圆板，见后述)停机的机械装置，刹车片底面焊接有滑筒，滑筒滑动连接于滑竿上，而且其采用螺栓连接方式通过刹车支架安装于立柱或安装台面上，其中手动杠杆、杠杆齿轮、刹车齿轮及齿条相互配合均为既有技术，在此不再赘述，推拉手动杠杆推动刹车片上移实现刹车，且推动刹车片下移松开。如图1所示，本实施例1中，停机组件6安装于涡轮组件下方位置，且其在外力作用下能够接触并摩擦涡轮组件下板下表面迫使其停止转动。需要说明的是，停机组件6作为停机的机械装置，本实施例1加入说明只是为了组装说明发电机结构，在只是单纯采能风机零部件结构情形下，并不是必需设置的。

动能传输组件5可采用齿轮传动或皮带传动等传动连接结构。其中齿轮传动又有，平面齿轮传动，包括外啮合直齿圆柱齿轮传动、外啮合斜齿圆柱齿轮传动及人字齿齿轮传动，啮合的一对齿轮的两轴线互相平行，两齿轮都在与轴线相垂直的同一平面内；以及空间齿轮传动，包括圆锥齿轮传动(直齿或曲齿，两齿轮轴相交)、螺旋齿轮传动(两齿轮轴不平行，不相交)及涡轮蜗杆传动(两齿轮轴空间垂直)，啮合的一对齿轮的轴线互不乎行，即相交或交错，则它们的相对运动为空间运动。如图1所示实例以外啮合直齿圆柱齿轮传动为例说明，动能传输组件5包括传输轴51、传输轴承53及传输齿轮52，传输轴51通过传输轴承52及传输支架54螺栓连接于立柱或安装台面上，将转盘外圈41外沿传动段配置为传动齿轮42，通过齿轮轴的齿轮与转盘外圈传动齿轮(外圈齿)啮合连接，导出风机动能经转动轴传输出去供发电机(其它工作机)使用的动能传输组件5；转盘的外圈齿和能量导出齿轮(传输齿轮)的锥度根据需要而定。如图6所示实例以圆锥齿轮传动为例说明，此时支承转盘和动能传输组件相应定义为支承转盘’4’和动能传输组件’5’。

每个涡轮组件3包括上板33、下板31及3组叶片组32，上板转动连接于立柱上，下板设置于支承转盘上，3组叶片组32通过焊接或螺栓连接布置于下板31和上板33之间，3组叶片组32呈以立柱2为中心轴的环形阵列状分布，且每组叶片组32各布置在120°扇面区上；其中，叶片组32包括外叶片321、中叶片322及内叶片323，外叶片321、中叶片322及内叶片323在径向由外而内依次布置在120°扇面区上，且在逆时针或顺时针方向上，外叶片321、中叶片322及内叶片323分别为由其水平近心端(内端)至其水平远心端(外端)逐渐向外发散。其中，作为优选的，外叶片321、中叶片322及内叶片323分别为柱面状结构，如圆形柱面或椭圆形柱面等，在逆时针或顺时针方向上，外叶片、中叶片及内叶片分别呈从其水平近心端至其水平远心端向外发散延伸的外凸弧形状结构；且，本申请中以呈圆形的上板33及下板31与叶片垂直相交为例说明，叶片竖向长度为L。上板33中部位置设置安装孔，上板33安装孔处通过径向轴承21及径向轴套22连接于立柱2上，下板31穿置孔大小可以与上板相同，当然下板穿置孔大小也可以与上板不同，如图所示本申请以下板31和上板33结构相同的圆板为例说明(上板和下板的其它示例如方板等结构)。

定义以立柱2为中心轴且以叶片组32外沿为半径D组成圆面(即柱面状叶片转动圆轨迹线，如图2所示可以与叶片垂直的下板31或上板33作为圆面说明)，外叶片321、中叶片322及内叶片323分别在圆面上投影为L1弧段、L2弧段及L3弧段，且在逆时针或顺时针方向上，L1弧段、L2弧段及L3弧段均呈外凸弧状由其近心端点至其远心端点由内向外发散。如图2-图4所示，本申请以每一叶片组在水平向上向外发散朝向均为逆时针方向为例说明。

风机涡轮组件3的构型是本发明的核心，整机风叶涡轮(叶片涡轮)根据不同高度由一段(本实施例1)或多段(后述实施例4)涡轮层段(涡轮组件3)叠段连接构成。各段涡轮段的结构形式相同。涡轮段由上下两块圆板(上板33及下板31)中间固定连接三组共九片竖直布置的叶片构成，三组叶片各占120°扇面等分圆面(圆板)；外叶片、中叶片及内叶片分别呈从其所在120°扇面区的0°线至该扇面区的弧线方向发散延伸，且外叶片和中叶片的径向间距以及中叶片和内叶片的径向间距分别逐渐增大，使得外叶片和内叶片的近心端形成增压出口。涡轮的水平截面图是一个圆内分三组分布着九段弧线，每组各占120°扇面。

如图2及图3所示，每条弧线表示一片叶片，弧的两端点则表示叶片两边线在圆内(俯视角)的投射点，弧段的曲度就是叶片的曲度。将圆的各组弧线之间区分为三个各120°的扇面，各扇面内的三段弧线由外往内依次称为一号弧、二号弧和三号弧，分别用字母L1、L2和L3表示，各组同号的弧线的长度、曲度相同，同号弧线在各自120°扇面内的坐标也是相当的(数值相同)。设各扇面的起始线(处于前进方向即转动前方位置)为0°线，逆时针延伸至其结束线(处于转动后方位置，此时涡轮组件在风吹动下顺时针转动)为120°线(其与0°线形成120°夹角)，且各扇面的结束线同是相邻的后一扇面的起始线，依次形成分隔线为P1、P2及P3，三弧段两端的坐标由外往内用表示该弧的字母加1和2表示，如一号弧的外点坐标用L

定义在120°圆面扇面区由其0°线逆时针或顺时针至其120°线，如图2所示本申请以逆时针向外发散为例说明，以在圆面上各弧段端点所在半径线的角度及所在圆线的半径作为端点坐标，L1弧段、L2弧段及L3弧段的远心端点及其近心端点坐标分别为：

L

L

L

L1弧段、L2弧段及L3弧段的曲度半径分别为R

L1弧段、L2弧段及L3弧段的近心端点及其远心端点至圆面中心轴的夹角分别为A

L1弧段、L2弧段及L3弧段所对应的圆心角分别为θ

L1弧段、L2弧段及L3弧段的长分别为：L

用D表示风机的半径，R

因此，

因此，

因此，

其中，R

竖直轴风机每提高一点效率都难能可贵，因此，在基本结构的基础上，本申请对每一片叶片的位置、角度及曲度等作充分的考量。由于叶片在涡轮旋转时，位置及迎风角度都在不断变化，所以要放到不同的位置上加以考虑的。L3弧段的L31端相对于结束线有一缺口形成L3外缺口，以及L2弧段的L22端相对于起始线有另一缺口形成L2内缺口，L3外缺口及L2内缺口是综合考虑的结果。

设定12点钟方向为来风方向。L3外缺口是本风力涡轮必须的泄流出口，此开口的深浅(半径坐标决定)及大小(角度坐标确定)要考量它处于4点钟位置时泄流的效果和L3获得导流增压的效果，同时要考量它处于12点钟位置时作为进风口进风的效果。相对于最优参数组，此开口若是偏大，L3离出风口(L1和L3之间的导流出口)高压区则远，结果就是从开口进入流向立柱方向的风流量增加，被导流流向本组叶片增压出风口的风流量减少，涡轮的正向力矩减小，同时，由于L3离增压出风口更远，L3获得的增压效果降低，涡轮的正向力矩也会减小；相对于最优参数组，此开口若是偏小，当它运转至4点钟位置作为泄流出口时，泄流就会阻滞不畅，这也会严重降低涡轮的采能效率，因此L3开口的大小是在利弊之间权衡选择的结果。

相对于L3的开口，L2的缺口就比较简单，它在本涡轮的结构中不具有L3开口那样明显的必须性，但此缺口处于3点半钟位置时，会让经L2导流的风流外移(相对于无缺口，风向和风流更靠向L31端)，这一结果使L3获得更大的力矩和更优泄流效果，使涡轮效率更高。且该缺口不影响L2有益的导流效果。

3组叶片组32呈以立柱2为中心轴的环形阵列状分别分布在120°扇面区上，且每组叶片组32的叶片(外叶片321、中叶片322及内叶片323)由其水平近心端至其水平远心端逐渐向外发散(优选呈外凸弧形状)，使得叶片具有自导流特性，在承受风流推动作用同时将风流的风向改变，使得前一组叶片(转动前方的一组叶片)获得更大动能的风向和风压，因而大大增加了前一组叶片的能量收集。3组叶片形成特定位置关系，L3弧段的远心端内收一定间距形成L3外缺口，L2弧段的近心端相对于L1弧段近心端及L3弧段近心端连接线内收一定间距形成L2内缺口，使得风流进风增压和泄流相互优化得到适合值，使风机动能获得达到更优值。

实施例2

如图1所示，在前述实施例1基础上，本实施例2的三相竖直轴风机具备稳固支承结构，其它未尽说明请参见前述实施例1。

参见图1，本实施例2的该风机还包括支承平台，支承平台设置于安装台面上，立柱设置于支承平台上，转盘内圈固定安装于支承平台上。支承平台1是连接基础的圆柱形平台，可采用浇筑混凝土结构或混凝土加钢结构，圆心立柱2固定于平台圆心处，平台的高度h1主要根据动能传输组件5、停机组件6、发电机和整流器等设备的安装需要预留(1-1.5米)。当然还可对支承平台进行改进，如图7所示，支承平台1底部设置延边11，延边11上设置预置孔以配合螺栓加固固定。如此利用支承转盘及支承平台在竖向支承涡轮组件，利于支承大型涡轮的巨大重量，保障支承涡轮平稳转动。

实施例3

如图7-图11所示，在前述实施例1或实施例2基础上，本实施例3的三相竖直轴风机具备稳固支撑架结构，其它未尽说明请参见前述实施例1-实施例2。

本实施例3的该风机还包括支撑柱架，三座支撑柱架呈等边三角形状设置于至少1个涡轮组件3周边。支撑柱架起到抗倾侧，使风机竖直稳固的作用。

支撑柱架是支撑风机竖直稳固的构件，因为风机型号的大小分两种设计结构，包括支撑柱架I 7及支撑柱架II 8，可预埋或结合预埋及螺栓连接固定于风机安装区域地面上。

如图7所示，微型和小型的风机用三根圆管钢为支撑柱架I 7，支撑柱架I高度h2与立柱2等高，呈等边三角形立于涡轮周边，两个相邻柱架顶端用杆梁71相互固定连接，各柱再用另一顶梁与立柱2固定连接(螺栓连接固定)；也可不设支撑柱架，只靠立柱2支撑和承重、抗倾侧。

如图8-图11所示，中型以上的风机用三座钢架结构的柱形塔为支撑柱架II 8，柱形塔的水平截面为三角形，竖直面采用三根竖杆82结合斜杆83交叉焊接或螺栓连接组成钢架结构，通风。支撑柱架与立柱2等高，呈等边三角形立于涡轮周边。两座相邻柱架II顶端用杆梁71相互固定连接，各柱再用另一顶梁72与立柱2固定连接，三支撑柱架中段根据高度情况还须增加若干横杆相互固定连接，以加强三角支撑架的隐固程度。(杆梁一般都待涡轮安装后再连接，若是中部需要增加可视情况同步)中段杆梁可用环形梁81绕过涡轮边沿连接或直申梁连接；如图7及图8，为采用环形梁81绕过涡轮边沿连接结构；如图12，为直申梁84连接结构，后一种连接的方法是用在多段涡轮段实例(后述实施例4)，利用工型钢配合螺栓套件组成支撑连接栅841以升高两连接涡轮段的上段涡轮层段，用支撑连接栅841向圆心收缩固定连接，留出升高空隙的边沿，在相邻两段涡轮段之间空出间距h3为直申梁能通过的高度，例如0.1米，使直申梁84能直申通过连接两个支撑柱架II 8。

当然，停机组件还可以作用于涡轮组件上，此时，无论是如图1所示平台支承型风机还是如图6立柱支承型风机，考虑到承重要求、转盘阻力等因素，支承转盘对涡轮组件底层下板的支撑位置都在圆面(圆板)D/2半径以内(中心区域)，D/2半径以外(外周区域)的下板的下表面及其下方位置是空出来的，停机组件就是安装在下板接近外沿(外周区域)下方的空地方，且其固定方法可以采用螺栓连接方式通过支架安装在安装台面，也可以是三个支撑柱架其中之一上，或是立柱上，或是支承平台上。

需要指出的是，在不设支撑柱结构的机型是最需要设置底部延边11的。

实施例4

如图8-图12所示，在前述实施例1或实施例2、实施例3基础上，本实施例4的三相竖直轴风机采用2段以上涡轮段，其它未尽说明请参见前述实施例1-实施例3。

本实施例4的三相竖直轴风机的涡轮组件3的数量为2个以上，相邻的两个涡轮组件3之间有一个相位角度差，相差的角度为120°/m，且2个以上涡轮组件的外叶片、中叶片及内叶片在水平向上向外发散朝向均为逆时针方向或顺时针方向，其中涡轮组件3的数量m为2，3，4、5、6、7、8、9、10.....n。如图8-图12所示，本实施例4以2段涡轮组件3叠放布置为例进行说明，其中处于上方涡轮组件的下板穿过立柱与处于下方的与其相邻的涡轮组件的上板焊接连接或螺栓连接固定。各层叶片组向外发散朝向一致为顺时针方向或逆时针方向，各层的角度差要逐层都向同一方向(同是顺时针或逆时针方向，图示为逆时针方向)顺延相差，不要反复，使得整体涡轮组件360°受力更均匀。

实施例5

如图13所示，在前述实施例2、实施例3或4基础上，本实施例5的三相竖直轴风机具备导流板，其它未尽说明请参见前述实施例1-实施例3。

本实施例5的三相竖直轴风机还包括导流板，三个导流板分别设置于三座支撑柱架上，例如每个平面状导流板34分别焊接在支撑柱架I 7外侧，导流板内侧端与涡轮组件3外沿存在一定间隙，且导流板的入射角为45°；其中导流板的竖向两端端面高度差与至少1个涡轮组件3相同。导流板起到增加风流量，加大采集能量的作用。

导流板是与风机等高的平板(其竖向长度大于m*L)，每台风机设三块固定导流板，以三支撑柱作支撑固定，采用螺栓连接或焊接连接固定，入射角(在水平截面上导流板延伸线与叶片圆面相交为入射点，圆面半径为涡轮半径，导流板延伸线与涡轮半径延伸线的夹角为入射角)为45°。

实施例6

下述将以前述实施例1-实施例5所有特征组合为最优实例安装及使用过程进行说明。

首先，将支承转盘与立柱2同心固定于圆形平台(支承平台)上，再将径向轴承固定套装在立柱2上，各径向轴承在立柱2上的高度对应各段涡轮的上圆板(上板)，以便各涡轮上圆板与径向轴承外圈的固定连接，当然还可配置轴套进行轴承连接。

之后将处于最下方的涡轮段的下板的底面与支承转盘4的转盘外圈上面同心固定连接，上圆板与套定于立柱2上对应的径向轴承外圈固定连接，至此，底层涡轮段组装完成。

之后将所有设定的涡轮段逐层往上安装，每层的下圆板与下一层的上圆板叠层固定连接，上圆板同下一层一样与对应的径向轴承连接。以此方式将设定的所有涡轮段组装完，再将三支撑柱顶端的支撑杆梁与立柱固定连接。

这里要特别强调每层相邻的涡轮段之间都必须有一个相位角度差，相差的角度为120°/m(m为涡轮段层数)且角度差一致朝向。

接下来是将导流板按设计固定安装在支撑柱上，入射角为45°。

最后是在底层涡轮段下圆板下方装上涡轮动能传输组件和停机组件。本风机至此构建完成，再根据应用场景，例如通过动能传输组件传动连接至发电机组以进行发电。

本风机各层段的高度与涡轮半径没有严格的比例关系。各层段高矮不同不影响风机性能。特殊情况下各层段半径也可以不同，都不会影响风机优越性能的发挥。

本风机可分为大型(中型以上)和小型(小型和微型)两种，无论大小风机的涡轮层段(一段或多段)都是固定连接在支承转盘的转盘外圈上面，并且无论大小型号，全部涡轮段叠加的总量都是由最底层的一个支承转盘支撑，所有涡轮段的上板33均与立柱转动连接，所采用的是径向轴承，只有稳固圆心支持涡轮组件转动运转功能，无承重要求。

支承转盘则有平台支承和立柱支承两种情况。之所以如此，是因为大小型风机所需要承载的重量不同，中型以上风机的直径从十米到几十米，重量巨大，必须使用平台支承。小型和微型风机同样可以使用平台支承，但在某些不适合使用平台的情况下，或者使用立柱支承更好的情况下，通过合理设计立柱及其基础安装台面就能满足支承要求，这就是立柱支承设计的原因。

平台支承和立柱支承两种形式支承转盘的连接情况是有所不同的。平台支承型的支承转盘的转盘内圈直接固定于平台上，且直径很大，不宜也没有必要与立柱连接，也不另设轴承，而转盘外圈与转盘内圈转动连接，至于涡轮底板旋转圆心的径向稳定，则由转盘的限制偏心功能实现。立柱支承型的支承转盘是固定于立柱上的，此时支承转盘同样具有限制偏心功能(锥形柱滚子或混合交叉滚子)转盘，当然此转盘不太大，也可直接采用轴承替代，此时可轴承外另设环形板(组成类支承转盘结构)以连接支承下板提高支承稳定性，即此时支承转盘是指轴承及其外沿环形板(甚至可将最底层的下板作为环形板)。

涡轮层段的上圆板和下圆板可以略有不同，所有涡轮层段的下圆板都是中空离轴，空心大小无需很严格，只要求空心之外的环形面能够完全承托立于环形面上的竖直叶片即可。上圆板则与固定于立轴上的径向轴承连接，上圆板安装孔需与径向轴承适配。最底层的涡轮层段组装完成，之后再将上一层的下圆板固定于下一层的上圆板上，且该层段的上圆板的连接结构与下一层的上圆板相同，这样，第二段涡轮段就组装完成。之后，依照前述安装方法逐层组装完成所有层段即可。

需要强调的是所有下圆板都是不连接在立柱上的径向轴承(其连接在上圆板上)，平台型的最底层下圆板固定连接在支承转盘上，立柱型的最底层下圆板也是固定连接在支承转盘上，而且其它层段的下圆板都是与前一层段的上圆板固定连接，而不用与径向轴承连接。

小型和微型风机如果机型较矮情况下是可以将支撑柱和导流板融合的，即免去支撑柱，直接用导流板兼作风机的支撑柱也是可以的。需要强调的是风机的导流板能配置尽可能配置，因为导流板能很大程度的增加风能收集，且使用导流板增收的风能成本是最低的。

支撑柱中部杆梁直申通过的方法是这样，在两段涡轮段连接处安装支撑连接栅将上下圆板间隔开来，抬高上段涡轮段，使得上段涡轮段的下圆板远离下段涡轮段的上圆板一定距离(能通过直申杆梁的高度)，然后在两个圆板之间加装支撑兼固定的构件将拉开距离的该上下圆板固定，支撑固定构件的位置在圆板的中心的一个小圆范围内，小圆的半径是D/2，则小圆范围外的空间即可通过直申杆梁而不妨碍涡轮层段旋转。

如实施例1所设计参数和计算结果，只是本申请的一个优选实例，并不是本发明的全部本质。本发明的核心是风力涡轮的结构设计，其特点的实质主要包括：1、涡轮由两块结构固定圆板和三组采能叶片构成，三组叶片之间对应的叶片相同，各组内的叶片可同可不同，叶片可以是圆柱面状或椭圆柱面状、平面状板体，优选为圆柱面或椭圆柱面状利于风流导流，三组采能叶片竖直固定于两块结构固定圆板(上板和下板)之间；2、三组采能叶片在圆板上各占120°扇面布置；3、在平行于圆板的水平向截面图上，三组弧段在其120°扇面区内，各弧段或直线(平面状平板的投影)均呈从扇面的0°线至扇面的弧线方向发散布置，且三个内端点形成的导流出风口处于圆面的靠外周，即出风口离圆心较远，离圆面的边线较近。

本发明的三相竖直轴风机，涡轮的结构特殊，自带导流增压功能，且使得风流进风增压和泄流相互优化得到适合值，使风机动能获得达到更优值，极大地提高了风机的采能效率。该风机具有优越的自导流性能，这一特点为风机聚集风能带来了多个有益效果：

一、由于风机叶片自导流特性，使每组叶片在将风能转化为风机动能的同时，更将风流的风向改变，形成最有利于前一组风叶获得更大动能的风向和风压，因而大大增加了前一组风叶的能量收集。

二、经叶片导流风力的总体正向力臂增大，且使得风流进风增压和泄流相互优化得到适合值，使风机动能获得加大。

三、叶片导流作用能将部分本属于逆向的风流偏转为正向风流，在减少了风机逆流的同时加大了风机的正向风流，更进一步提高风机的采能效率。

该风机明显具有以下优点。

1、由于风机自导流带来的几大有益效果，本风机具有高效的采集能力。

2、本风机制造简单，坚固耐用，建造成本低，维护费用少。

3、本风机由于结构原因，对风速适应性好，从微风至强风都不会影响风机正常性能的发挥。

可见，本申请的该风机既克服了现有竖直轴风机效率低的缺点，又保留了现有竖直轴风机占地少的优点，相对于使用平行轴风机，可将风电场的装机容量提高三至五倍，大大提高风电资源的使用效益。本风机比现有风机在海上使用拥有决定性的优势，无论浅滩座底安装还是深海浮动平台上安装都具有明显优势；浅滩安装，可增加单位面积的装机容量；浮动平台安装，现有平行轴风机基本难以使用，一方面平行轴风机高度大，受风倾侧力臂大，重心偏移大，平台难于适应。本风机结构相对较矮，受风倾侧力矩小，重心偏离小，上板下板可以调整配重，且无需考虑风方向变化问题，是目前最适合浮动平台上使用的风机。

需要指出的是，上述实施例的实例可以根据实际需要优选一个或两个以上相互组合，而多个实例采用一套组合技术特征的附图说明，在此就不一一展开说明。

需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。

上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明和例证，但这些描述并非用以限定本发明所要求保护范围，凡本发明所提示的技术教导下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利保护范围。