CN107842471A - 垂直轴风力机用悬臂及其风力机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及垂直轴风力机用悬臂及其风力机。该悬臂采用双型悬臂结构或四型悬臂结构，双型悬臂结构包括经加强件固连的第一、第二主体构件；第一及第二主体构件的一端彼此固连或彼此相贴合或彼此之间留有空间，共同构成悬臂的叶片连接端；第一及第二主体构件的另一端彼此固连或彼此相贴合或彼此之间留有空间，共同构成悬臂的支撑连接端；叶片连接端与叶片直接连接、或者经连接段或连接件连接，支撑连接端轮轴或传动体或法兰直接连接、或者经连接段或连接件连接。四型悬臂结构由两个双型悬臂结构部件固连而成。本发明的垂直轴风力机用悬臂，能使风轮结构更加优化和大型化，提高风力机性能。

Description

垂直轴风力机用悬臂及其风力机

技术领域

本发明涉及一种垂直轴风力机用悬臂，采用该悬臂的风轮及其风力机，属于风力机设计、构造技术领域，以及可再生能源、节能减排和环境保护技术的开发与设计领域。

背景技术

据申请人了解，目前市场上运行的风力发电机组中，所用风力机绝大多数为风轮转轴水平放置的水平轴涡轮式风力机，属于高风速风力机范畴，其中低风速性能差，在年均风速的地区运行效益不佳。此外，这类风力机运行噪音大、会产生次声波，不适合在都市和社区中使用，而且还会危害鸟类的生存环境。

垂直轴风力机特点是无风向性、无气动噪音、不产生次声波，风轮旋转时各叶片依次交替轮换出力，叶片荷载周期性变化；这些特点有利有弊，利用优点、抑制缺点是研发适用于年均风速为4-6/秒地区和都市人居环境的垂直轴风力机技术的关键。

本发明发明人于2010年4月4日申请的、专利号201010162074.7、授权公告号CN102213180B的中国发明专利公开了一种垂直轴(也称立轴)风力发电机组的风机。然而，该技术方案尚存在以下主要不利之处：(1)层间支撑部件过于臃肿，对气流干扰较大，影响叶片的风能利用性能；(2)层间支撑结构不够优化，导致其单位重量内的强度和刚度较低，要达到预期的强度和刚度仍需要较大的重量，不利于减轻风轮重量；(3)风轮的轮架与主轴之间的承接结构强度较差，然而为提高强度势必会增加风轮重量，这一问题导致风轮无法大型化；(4)无法实现风力机功率控制。亟需研制出单位重量内强度较高的层间支撑结构和承接结构，从而在达到预期强度的同时不会增加风轮重量、甚至减轻风轮重量；同时研制出能实现功率控制的结构，通过功率控制来扩大风力机运行的风速范围，提高发电量。

本发明申请人于2014年申请了数件发明点各不相同的垂直轴风力机发明专利(各发明申请号分别为：CN201410178175.1，CN201410178173.2，CN201410177840.5，CN201410178054.7)，目前已取得良好的实施效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术存在的问题，提供一种垂直轴风力机用悬臂，能使风轮结构更加优化，提高风力机性能；同时还提供采用该悬臂的垂直轴风力机。

本发明的主要技术构思如下：申请人在其已申请专利的基础上进行了更深入地实践研究，发现风轮的具体结构与风力机性能之间还存在着尚未揭示的关联性。有基于此，发明人经系统地实践研究后终于得出了在现有技术基础上、通过改进悬臂结构来优化风轮结构并提高风力机性能的技术方案。

本发明解决其技术问题的技术方案如下：

一种垂直轴风力机用悬臂，其特征是，包括经加强件固连的第一主体构件和第二主体构件；所述第一主体构件的一端及第二主体构件的一端彼此固连或彼此相贴合或彼此之间留有空间，共同构成所述悬臂的叶片连接端；所述第一主体构件的另一端及第二主体构件的另一端彼此固连或彼此相贴合或彼此之间留有空间，共同构成所述悬臂的支撑连接端；所述叶片连接端与垂直轴风力机风轮的叶片直接连接、或者经连接段或连接件连接，所述支撑连接端与垂直轴风力机风轮的轮轴或传动体或法兰直接连接、或者经连接段或连接件连接。

该结构为双型悬臂结构。该结构既能增强风轮轴向的刚度和负重能力，又能降低风轮重心，从而提高风力机的性能和稳定性，有利于风力机的大型化。

优选地，所述第一、第二主体构件的形状分别独立选自直线形、弧线形；所述第一、第二主体构件按左右排布或按上下排布或按斜上斜下排布；

当叶片连接端与垂直轴风力机风轮的叶片经连接段连接时，所述连接段包括第一主体构件的一端及第二主体构件的一端分别延伸出的第一折弯段，第一折弯段彼此平行或彼此相交固连或彼此重合；当第一折弯段彼此平行或彼此相交固连时，第一折弯段之间还设有或未设有加强件；

当支撑连接端与垂直轴风力机风轮的轮轴或传动体或法兰经连接段连接时，所述连接段包括第一主体构件的另一端及第二主体构件的另一端分别延伸出的第二折弯段，第二折弯段彼此平行或彼此相交固连或彼此重合；当第二折弯段彼此平行或彼此相交固连时，第二折弯段之间还设有或未设有加强件。

采用上述优选结构，能更好地提高风力机的性能和稳定性。

本发明还提供：

一种垂直轴风力机用悬臂，其特征是，由两个子悬臂经加强件固连而成；

所述子悬臂包括经加强件固连的第一主体构件和第二主体构件；所述第一主体构件的一端及第二主体构件的一端彼此固连或彼此相贴合或彼此之间留有空间，共同构成所述子悬臂的第一端；所述第一主体构件的另一端及第二主体构件的另一端彼此固连或彼此相贴合或彼此之间留有空间，共同构成所述子悬臂的第二端；

两个子悬臂的第一端彼此固连或彼此相贴合或彼此之间留有空间，共同构成所述悬臂的叶片连接端；两个子悬臂的第二端彼此固连或彼此相贴合或彼此之间留有空间，共同构成所述悬臂的支撑连接端；

所述叶片连接端与垂直轴风力机风轮的叶片直接连接、或者经连接段或连接件连接，所述支撑连接端与垂直轴风力机风轮的轮轴或传动体或法兰直接连接、或者经连接段或连接件连接。

该结构为基于双型悬臂的四型悬臂结构，能进一步增强风轮轴向的刚度和负重能力，能降低风轮重心，进一步提高风力机的性能和稳定性，有利于风力机的大型化。

优选地，所述子悬臂中，所述第一、第二主体构件的形状分别独立选自直线形、弧线形；所述第一、第二主体构件按左右排布或按上下排布或按斜上斜下排布；

两个子悬臂按左右排布或按上下排布或按斜上斜下排布；

当叶片连接端与垂直轴风力机风轮的叶片经连接段连接时，所述连接段包括各子悬臂中第一主体构件的一端及第二主体构件的一端分别延伸出的第一折弯段，第一折弯段彼此平行或彼此相交固连或彼此重合；当第一折弯段彼此平行或彼此相交固连时，第一折弯段之间还设有或未设有加强件；

当支撑连接端与垂直轴风力机风轮的轮轴或传动体或法兰经连接段连接时，所述连接段包括各子悬臂中第一主体构件的另一端及第二主体构件的另一端分别延伸出的第二折弯段，第二折弯段彼此平行或彼此相交固连或彼此重合；当第二折弯段彼此平行或彼此相交固连时，第二折弯段之间还设有或未设有加强件。

采用上述优选结构，能更好地提高风力机的性能和稳定性。

此外，对于上述的双型悬臂或四型悬臂：所述加强件呈直线形或X形，所述连接件为挡板。

本发明还提供：

一种垂直轴风力机用合体悬臂，其特征是，由两个前文述及的垂直轴风力机用悬臂固连而成；所述垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端彼此固连，所述垂直轴风力机用悬臂的叶片连接端彼此背离。

该结构为基于双型或四型悬臂的合体结构，能进一步提高风力机的性能和稳定性，有利于风力机的大型化。

本发明还提供：

一种垂直轴风力机，包括绕垂向旋转轴线转动的风轮以及确定垂向旋转轴线的承重体，所述风轮包括轮架、以及分布于轮架周边的叶片，所述轮架与承重体转动连接；其特征是，所述轮架包括上连接部和下连接部，或者包括上连接部、中连接部和下连接部；所述上连接部与叶片的上端或上部连接，所述中连接部与叶片的中部连接，所述下连接部与叶片的下端或下部连接；所述上、中、下连接部中，至少下连接部含有前文述及的垂直轴风力机用悬臂；当所述上、中连接部和/或中、下连接部为合体结构时，采用前文述及的垂直轴风力机用合体悬臂。

优选地，所述下连接部绕垂向旋转轴线至少二重旋转对称；所述下连接部呈三角形或梯形或锥体或台体，所述锥体为棱锥或圆锥，所述台体为棱台或圆台，所述三角形或椎体的顶点、或所述梯形长度较短的底边、或所述台体面积较小的底面形成下连接部靠近上连接部的部位。

或者，所述上连接部绕垂向旋转轴线至少二重旋转对称；所述上连接部呈三角形或梯形或锥体或台体，所述锥体为棱锥或圆锥，所述台体为棱台或圆台，所述三角形或椎体的顶点、或所述梯形长度较短的底边、或所述台体面积较小的底面形成上连接部靠近下连接部的部位；

或者，所述中连接部绕垂向旋转轴线至少二重旋转对称；所述中连接部呈三角形或梯形或锥体或台体，所述锥体为棱锥或圆锥，所述台体为棱台或圆台，所述三角形或椎体的顶点、或所述梯形长度较短的底边、或所述台体面积较小的底面形成中连接部靠近上或下连接部的部位。

申请人经反复地深入实践研究发现，将上连接部、中连接部、下连接部分别设计为三角形或梯形或锥体或台体，上连接部小头朝下、大头朝上，下连接部小头朝上、大头朝下，不仅能分别有效降低风轮重心，还能分别利用三角稳定性特点，强化风轮轴向的刚度、并利于承担叶片重量，从而显著提高风轮的转动稳定性。

进一步优选地，所述下连接部采用第一、第二、第三、第四结构之一；

第一结构：所述轮架还包括以垂向旋转轴线为中心线的轮轴；所述轮轴下端与下连接部直接固连、或同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体；所述轮轴上端与上连接部直接固连、或同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体；当轮轴下端与下连接部直接固连、或同轴固连有法兰、或同轴套设有传动体时，所述轮轴上端与传动体同轴固连；当轮轴上端与上连接部直接固连、或同轴固连有法兰、或同轴套设有传动体时，所述轮轴下端与传动体同轴固连；所述传动体与承重体转动连接；

所述下连接部包括所述垂直轴风力机用悬臂和抗拉件，当轮轴下端与下连接部直接固连时、所述垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与轮轴下端直接连接或经连接段连接，当轮轴下端同轴固连有法兰或传动体时、垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与法兰或传动体直接连接或经连接段连接；

所述垂直轴风力机用悬臂的叶片连接端与抗拉件固连，所述抗拉件远离垂向旋转轴线的末端与叶片直接连接或经挡板连接；或者，所述垂直轴风力机用悬臂的叶片连接端与叶片直接连接、或者经连接段或连接件连接，所述抗拉件末端与垂直轴风力机用悬臂固连；

所述垂直轴风力机用悬臂构成下连接部所呈形状的侧边，所述抗拉件构成或平行于下连接部所呈形状的下底边或下底面；

第二结构：所述轮架还包括以垂向旋转轴线为中心线的轮轴，所述轮轴下端与下连接部直接固连、或同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体；所述轮轴上端与上连接部直接固连、或同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体；当轮轴下端与下连接部直接固连、或同轴固连有法兰、或同轴套设有传动体时，所述轮轴上端与传动体同轴固连；当轮轴上端与上连接部直接固连、或同轴固连有法兰、或同轴套设有传动体时，所述轮轴下端与传动体同轴固连；所述传动体与承重体转动连接；

所述下连接部包括所述垂直轴风力机用悬臂，当轮轴下端与下连接部直接固连时、所述垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与轮轴下端直接连接或经连接段连接，当轮轴下端同轴固连有法兰或传动体时、垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与法兰或传动体直接连接或经连接段连接；所述垂直轴风力机用悬臂的叶片连接端与叶片直接连接、或者经连接段或连接件连接；所述垂直轴风力机用悬臂构成下连接部所呈形状的侧边；

第三结构：所述轮架还包括传动体，所述传动体与承重体转动连接；

所述下连接部包括所述垂直轴风力机用悬臂和抗拉件，垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与传动体直接连接或经连接段连接；

所述垂直轴风力机用悬臂的叶片连接端与抗拉件固连，所述抗拉件远离垂向旋转轴线的末端与叶片直接连接或经挡板连接；或者，所述垂直轴风力机用悬臂的叶片连接端与叶片直接连接、或者经连接段或连接件连接，所述抗拉件末端与所述垂直轴风力机用悬臂固连；

所述垂直轴风力机用悬臂构成下连接部所呈形状的侧边，所述抗拉件构成或平行于下连接部所呈形状的下底边或下底面；

第四结构：所述轮架还包括传动体，所述传动体与承重体转动连接；

所述下连接部包括所述垂直轴风力机用悬臂，垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与传动体直接连接或经连接段连接，所述垂直轴风力机用悬臂的叶片连接端与叶片直接连接、或者经连接段或连接件连接；所述垂直轴风力机用悬臂构成下连接部所呈形状的侧边；

或者，所述上连接部采用第五、第六、第七、第八结构之一；

第五结构：所述轮架还包括以垂向旋转轴线为中心线的轮轴，所述轮轴上端与上连接部直接固连、或者同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体；所述轮轴下端与下连接部直接固连、或同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体；当轮轴上端与上连接部直接固连、或同轴固连有法兰、或同轴套设有传动体时，所述轮轴下端与传动体同轴固连；当轮轴下端与下连接部直接固连、或同轴固连有法兰、或同轴套设有传动体时，所述轮轴上端与传动体同轴固连；所述传动体与承重体转动连接；

所述上连接部包括所述垂直轴风力机用悬臂和抗拉件、或者包括斜拉件和抗拉件；当轮轴上端与上连接部直接固连时，所述斜拉件的下端与轮轴上端固连、或者所述垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与轮轴上端直接连接或经连接段连接；当轮轴上端同轴固连有法兰或传动体时，所述斜拉件的下端与法兰或传动体固连、或者所述垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与法兰或传动体直接连接或经连接段连接；

所述斜拉件的上端或垂直轴风力机用悬臂的叶片连接端与抗拉件固连，所述抗拉件远离垂向旋转轴线的末端与叶片直接连接或经挡板连接；或者，所述斜拉件的上端与叶片直接连接或经挡板连接、或者垂直轴风力机用悬臂的叶片连接端与叶片直接连接或者经连接段或连接件连接，所述抗拉件末端与斜拉件固连；

所述斜拉件或垂直轴风力机用悬臂构成上连接部所呈形状的侧边，所述抗拉件构成或平行于上连接部所呈形状的上底边或上底面；

第六结构：所述轮架还包括以垂向旋转轴线为中心线的轮轴，所述轮轴上端与上连接部直接固连、或者同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体；所述轮轴下端与下连接部直接固连、或同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体；当轮轴上端与上连接部直接固连、或同轴固连有法兰、或同轴套设有传动体时，所述轮轴下端与传动体同轴固连；当轮轴下端与下连接部直接固连、或同轴固连有法兰、或同轴套设有传动体时，所述轮轴上端与传动体同轴固连；所述传动体与承重体转动连接；

所述上连接部包括斜拉件或垂直轴风力机用悬臂，当轮轴上端与上连接部直接固连时，所述斜拉件的下端与轮轴上端固连、或者所述垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与轮轴上端直接连接或经连接段连接；当轮轴上端同轴固连有法兰或传动体时，所述斜拉件的下端与法兰或传动体固连、或者所述垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与法兰或传动体直接连接或经连接段连接；所述斜拉件的上端与叶片直接连接或经挡板连接、或者垂直轴风力机用悬臂的叶片连接端与叶片直接连接或者经连接段或连接件连接；所述斜拉件或垂直轴风力机用悬臂构成上连接部所呈形状的侧边；

第七结构：所述轮架还包括传动体，所述传动体与承重体转动连接；

所述上连接部包括所述垂直轴风力机用悬臂和抗拉件、或者包括斜拉件和抗拉件；所述斜拉件的下端与传动体固连、或者所述垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与传动体直接连接或经连接段连接；

所述斜拉件的上端或垂直轴风力机用悬臂的叶片连接端与抗拉件固连，所述抗拉件远离垂向旋转轴线的末端与叶片直接连接或经挡板连接；或者，所述斜拉件的上端与叶片直接连接或经挡板连接、或者垂直轴风力机用悬臂的叶片连接端与叶片直接连接或者经连接段或连接件连接，所述抗拉件末端与斜拉件固连；

所述斜拉件或垂直轴风力机用悬臂构成上连接部所呈形状的侧边，所述抗拉件构成或平行于上连接部所呈形状的上底边或上底面；

第八结构：所述轮架还包括传动体，所述传动体与承重体转动连接；

所述上连接部包括斜拉件或垂直轴风力机用悬臂，所述斜拉件的下端与传动体固连、或者所述垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与传动体直接连接或经连接段连接，所述斜拉件的上端与叶片直接连接或经挡板连接、或者垂直轴风力机用悬臂的叶片连接端与叶片直接连接或者经连接段或连接件连接；所述斜拉件或垂直轴风力机用悬臂构成上连接部所呈形状的侧边；

或者，所述中连接部采用第九、第十、第十一结构之一；

第九结构：所述轮架还包括以垂向旋转轴线为中心线的轮轴；所述轮轴下端与下连接部直接固连、或同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体；所述轮轴上端与上连接部直接固连、或同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体；当轮轴下端与下连接部直接固连、或同轴固连有法兰、或同轴套设有传动体时，所述轮轴上端与传动体同轴固连；当轮轴上端与上连接部直接固连、或同轴固连有法兰、或同轴套设有传动体时，所述轮轴下端与传动体同轴固连；所述传动体与承重体转动连接；

所述中连接部包括所述垂直轴风力机用悬臂和抗拉件；所述中连接部有至少一个，各中连接部分别位于轮轴上端或轮轴下端或轮轴上下端之间；

当所述中连接部位于轮轴上端时，若轮轴上端与中连接部直接固连，则所述垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与轮轴上端直接连接或经连接段连接；若轮轴上端同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体，则所述垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与法兰或传动体直接连接或经连接段连接；

当所述中连接部位于轮轴下端时，若轮轴下端与中连接部直接固连，则所述垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与轮轴下端直接连接或经连接段连接；若轮轴下端同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体，则所述垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与法兰或传动体直接连接或经连接段连接；

当所述中连接部位于轮轴上下端之间时，所述垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与轮轴直接连接或经连接段连接，或者垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与传动体或法兰直接连接或经连接段连接；

所述垂直轴风力机用悬臂的叶片连接端与抗拉件固连，所述抗拉件远离垂向旋转轴线的末端与叶片直接连接或经挡板连接；或者，所述垂直轴风力机用悬臂的叶片连接端与叶片直接连接、或者经连接段或连接件连接，所述抗拉件末端与垂直轴风力机用悬臂固连；

所述垂直轴风力机用悬臂构成中连接部所呈形状的侧边，所述抗拉件构成或平行于中连接部所呈形状的底边或底面；

第十结构：所述轮架还包括以垂向旋转轴线为中心线的轮轴，所述轮轴下端与下连接部直接固连、或同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体，所述轮轴上端与上连接部直接固连、或同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体；当轮轴下端与下连接部直接固连、或同轴固连有法兰、或同轴套设有传动体时，所述轮轴上端与传动体同轴固连；当轮轴上端与上连接部直接固连、或同轴固连有法兰、或同轴套设有传动体时，所述轮轴下端与传动体同轴固连；所述传动体与承重体转动连接；

所述中连接部包括所述垂直轴风力机用悬臂；所述中连接部有至少一个，各中连接部分别位于轮轴上端或轮轴下端或轮轴上下端之间；

当所述中连接部位于轮轴上端时，若轮轴上端与中连接部直接固连，则所述垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与轮轴上端直接连接或经连接段连接；若轮轴上端同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体，则所述垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与法兰或传动体直接连接或经连接段连接；

当所述中连接部位于轮轴下端时，若轮轴下端与中连接部直接固连，则所述垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与轮轴下端直接连接或经连接段连接；若轮轴下端同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体，则所述垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与法兰或传动体直接连接或经连接段连接；

当所述中连接部位于轮轴上下端之间时，所述垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与轮轴直接连接或经连接段连接，或者垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与传动体或法兰直接连接或经连接段连接；

所述垂直轴风力机用悬臂的叶片连接端与叶片直接连接、或者经连接段或连接件连接；所述垂直轴风力机用悬臂构成中连接部所呈形状的侧边；

第十一结构：所述轮架还包括以垂向旋转轴线为中心线的轮轴，所述轮轴下端与下连接部直接固连、或同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体；所述轮轴上端与上连接部直接固连、或同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体；当轮轴下端与下连接部直接固连、或同轴固连有法兰、或同轴套设有传动体时，所述轮轴上端与传动体同轴固连；当轮轴上端与上连接部直接固连、或同轴固连有法兰、或同轴套设有传动体时，所述轮轴下端与传动体同轴固连；所述传动体与承重体转动连接；

所述中连接部包括斜拉件和平拉件；所述中连接部有至少一个，各中连接部分别位于轮轴上端或轮轴下端或轮轴上下端之间；

当所述中连接部位于轮轴上端时，所述斜拉件的上端与上连接部固连，所述平拉件的一端与轮轴或法兰或传动体固连；

所述斜拉件的下端与平拉件固连，所述平拉件的另一端与叶片直接连接；或者，所述斜拉件的下端与叶片直接连接，所述平拉件的另一端与斜拉件固连；

当所述中连接部位于轮轴下端时，所述斜拉件的下端与下连接部固连，所述平拉件的一端与轮轴或法兰或传动体固连；

所述斜拉件的上端与平拉件固连，所述平拉件的另一端与叶片直接连接；或者，所述斜拉件的上端与叶片直接连接，所述平拉件的另一端与斜拉件固连；

当所述中连接部位于轮轴上下端之间时，所述斜拉件的一端、所述平拉件的一端分别与轮轴或传动体固连；

所述斜拉件的另一端与平拉件固连，所述平拉件的另一端与叶片直接连接；或者，所述斜拉件的另一端与叶片直接连接，所述平拉件的另一端与斜拉件固连；

所述斜拉件构成中连接部所呈形状的侧边，所述平拉件构成中连接部所呈形状的底边或底面。

采用以上结构，可进一步提高风轮的刚性，从而利于提高转动稳定性。

进一步优选地，当存在斜拉件时，所述斜拉件采用斜撑结构或折形悬臂结构；

斜撑结构：所述斜拉件包括呈直线形或弧形的主体构件，所述主体构件的一端延伸出与轮轴或传动体或法兰固连的第一折弯段，所述主体构件的另一端延伸出与抗拉件或平拉件固连的第二折弯段；

折形悬臂结构：所述斜拉件包括呈直线形或弧形的主体构件，所述主体构件的一端延伸出与轮轴或传动体或法兰固连的第一折弯段、或者所述主体构件的一端直接与轮轴或传动体或法兰固连；所述主体构件的另一端延伸出与叶片直接连接或经挡板连接的第二折弯段、或者所述主体构件的另一端直接与叶片直接连接或经挡板连接；

当存在平拉件时，所述平拉件采用直型悬臂结构；

直型悬臂结构：所述平拉件包括呈直线形的主体构件，所述主体构件的一端与叶片直接连接或经挡板连接、或与挡板一体成型且挡板与叶片连接；所述主体构件的另一端直接与轮轴固连，或者所述主体构件的另一端延伸出与轮轴固连的折弯段；

当存在抗拉件时，所述抗拉件采用直型结构、多边形结构、异形结构之一；

直型结构：所述抗拉件包括至少一个呈直线形的主体构件；所述主体构件处于相邻两叶片或两挡板或两斜拉件或两垂直轴风力机用悬臂之间，所述主体构件的两端分别与对应的叶片或挡板或斜拉件或垂直轴风力机用悬臂固连；

多边形结构：所述抗拉件呈多边形，所述多边形的顶点与叶片或挡板对应，所述多边形的顶点与相应的叶片或挡板或斜拉件或垂直轴风力机用悬臂固连；

异形结构：所述抗拉件有至少一个，且分别位于相邻两叶片或两挡板之间；所述抗拉件由两个平行的直线形构件或相交的折线形构件经加强筋固连而成，直线形构件或折线形构件的末端与相应的叶片或挡板固连；

当存在传动体时，所述传动体采用连接承重体并起传动作用的结构体，包括圆柱、圆管、法兰、圆环、内圆外多边形构件、或者由法兰或圆环或内圆外多边形构件自身或彼此构成的上下排布的双层或多层结构体。

斜拉件、平拉件、抗拉件、传动体分别采用上述具体结构后，可降低对这些构件的强度要求，能增加轮架刚度、减轻风轮重量并增强轮架的负重能力。

与现有技术相比，本发明的垂直轴风力机用悬臂，能使风轮结构更加优化，提高风力机性能；该悬臂既能增强轮架轴向的刚度、增强轮架负重能力，又能降低风轮重心，从而提高风力机的性能和稳定性，有利于风力机的大型化。

附图说明

图1为本发明的一些单型悬臂示意图。

图2为本发明的一些双型悬臂示意图。

图3为本发明的一些四型悬臂示意图。

图4至图11为本发明的一些轮架示意图。

图12为本发明的一种合体悬臂示意图。

图13为本发明的一种由合体悬臂构成的轮架示意图。

图14为本发明的另一种合体悬臂示意图。

图15为本发明的一种同形异构合体悬臂示意图。

图16至图20为本发明的另一些轮架示意图。

图21为本发明实施例1的结构示意图。

图22为本发明实施例2的结构示意图。

图23为本发明实施例3的结构示意图。

图24为本发明实施例4的结构示意图。

图25为本发明实施例5的结构示意图。

图26为图25中截图U的三种俯视图V的示意图。

图27为本发明实施例6的结构示意图。

图28为本发明实施例7的结构示意图。

具体实施方式

本发明具体实施的第一种垂直轴风力机用悬臂，包括经加强件固连的第一主体构件和第二主体构件；第一主体构件的一端及第二主体构件的一端彼此固连或彼此相贴合或彼此之间留有空间，共同构成悬臂的叶片连接端；第一主体构件的另一端及第二主体构件的另一端彼此固连或彼此相贴合或彼此之间留有空间，共同构成悬臂的支撑连接端；叶片连接端与垂直轴风力机风轮的叶片直接连接、或者经连接段或连接件连接，支撑连接端与垂直轴风力机风轮的轮轴或传动体或法兰直接连接、或者经连接段或连接件连接。

第一、第二主体构件的形状分别独立选自直线形、弧线形；第一、第二主体构件按左右排布或按上下排布或按斜上斜下排布；

当叶片连接端与垂直轴风力机风轮的叶片经连接段连接时，连接段包括第一主体构件的一端及第二主体构件的一端分别延伸出的第一折弯段，第一折弯段彼此平行或彼此相交固连或彼此重合；当第一折弯段彼此平行或彼此相交固连时，第一折弯段之间还设有或未设有加强件；

当支撑连接端与垂直轴风力机风轮的轮轴或传动体或法兰经连接段连接时，连接段包括第一主体构件的另一端及第二主体构件的另一端分别延伸出的第二折弯段，第二折弯段彼此平行或彼此相交固连或彼此重合；当第二折弯段彼此平行或彼此相交固连时，第二折弯段之间还设有或未设有加强件。

本发明具体实施的第二种垂直轴风力机用悬臂，由两个子悬臂经加强件固连而成；

子悬臂包括经加强件固连的第一主体构件和第二主体构件；第一主体构件的一端及第二主体构件的一端彼此固连或彼此相贴合或彼此之间留有空间，共同构成子悬臂的第一端；第一主体构件的另一端及第二主体构件的另一端彼此固连或彼此相贴合或彼此之间留有空间，共同构成子悬臂的第二端；

两个子悬臂的第一端彼此固连或彼此相贴合或彼此之间留有空间，共同构成悬臂的叶片连接端；两个子悬臂的第二端彼此固连或彼此相贴合或彼此之间留有空间，共同构成悬臂的支撑连接端；

叶片连接端与垂直轴风力机风轮的叶片直接连接、或者经连接段或连接件连接，支撑连接端与垂直轴风力机风轮的轮轴或传动体或法兰直接连接、或者经连接段或连接件连接。

子悬臂中，第一、第二主体构件的形状分别独立选自直线形、弧线形；第一、第二主体构件按左右排布或按上下排布或按斜上斜下排布；

两个子悬臂按左右排布或按上下排布或按斜上斜下排布；

当叶片连接端与垂直轴风力机风轮的叶片经连接段连接时，连接段包括各子悬臂中第一主体构件的一端及第二主体构件的一端分别延伸出的第一折弯段，第一折弯段彼此平行或彼此相交固连或彼此重合；当第一折弯段彼此平行或彼此相交固连时，第一折弯段之间还设有或未设有加强件；

当支撑连接端与垂直轴风力机风轮的轮轴或传动体或法兰经连接段连接时，连接段包括各子悬臂中第一主体构件的另一端及第二主体构件的另一端分别延伸出的第二折弯段，第二折弯段彼此平行或彼此相交固连或彼此重合；当第二折弯段彼此平行或彼此相交固连时，第二折弯段之间还设有或未设有加强件。

加强件呈直线形或X形，连接件为挡板。

本发明具体实施的垂直轴风力机用合体悬臂，由两个前文述及的垂直轴风力机用悬臂固连而成；垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端彼此固连，垂直轴风力机用悬臂的叶片连接端彼此背离。

本发明具体实施的垂直轴风力机，包括绕垂向旋转轴线转动的风轮以及确定垂向旋转轴线的承重体，风轮包括轮架、以及分布于轮架周边的叶片，轮架与承重体转动连接；其特征是，轮架包括上连接部和下连接部，或者包括上连接部、中连接部和下连接部；上连接部与叶片的上端或上部连接，中连接部与叶片的中部连接，下连接部与叶片的下端或下部连接；上、中、下连接部中，至少下连接部含有前文述及的垂直轴风力机用悬臂。其中，上、中连接部和/或中、下连接部可为合体结构，即采用前文述及的垂直轴风力机用合体悬臂。

具体而言，下连接部绕垂向旋转轴线至少二重旋转对称；下连接部呈三角形或梯形或锥体或台体，锥体为棱锥或圆锥，台体为棱台或圆台，三角形或椎体的顶点、或梯形长度较短的底边、或台体面积较小的底面形成下连接部靠近上连接部的部位。

或者，上连接部绕垂向旋转轴线至少二重旋转对称；上连接部呈三角形或梯形或锥体或台体，锥体为棱锥或圆锥，台体为棱台或圆台，三角形或椎体的顶点、或梯形长度较短的底边、或台体面积较小的底面形成上连接部靠近下连接部的部位；

或者，中连接部绕垂向旋转轴线至少二重旋转对称；中连接部呈三角形或梯形或锥体或台体，锥体为棱锥或圆锥，台体为棱台或圆台，三角形或椎体的顶点、或梯形长度较短的底边、或台体面积较小的底面形成中连接部靠近上或下连接部的部位。

下连接部采用第一、第二、第三、第四结构之一；

第一结构：轮架还包括以垂向旋转轴线为中心线的轮轴；轮轴下端与下连接部直接固连、或同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体；轮轴上端与上连接部直接固连、或同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体；当轮轴下端与下连接部直接固连、或同轴固连有法兰、或同轴套设有传动体时，轮轴上端与传动体同轴固连；当轮轴上端与上连接部直接固连、或同轴固连有法兰、或同轴套设有传动体时，轮轴下端与传动体同轴固连；传动体与承重体转动连接；

下连接部包括垂直轴风力机用悬臂和抗拉件，当轮轴下端与下连接部直接固连时、垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与轮轴下端直接连接或经连接段连接，当轮轴下端同轴固连有法兰或传动体时、垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与法兰或传动体直接连接或经连接段连接；

垂直轴风力机用悬臂的叶片连接端与抗拉件固连，抗拉件远离垂向旋转轴线的末端与叶片直接连接或经挡板连接；或者，垂直轴风力机用悬臂的叶片连接端与叶片直接连接、或者经连接段或连接件连接，抗拉件末端与垂直轴风力机用悬臂固连；

垂直轴风力机用悬臂构成下连接部所呈形状的侧边，抗拉件构成或平行于下连接部所呈形状的下底边或下底面；

第二结构：轮架还包括以垂向旋转轴线为中心线的轮轴，轮轴下端与下连接部直接固连、或同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体；轮轴上端与上连接部直接固连、或同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体；当轮轴下端与下连接部直接固连、或同轴固连有法兰、或同轴套设有传动体时，轮轴上端与传动体同轴固连；当轮轴上端与上连接部直接固连、或同轴固连有法兰、或同轴套设有传动体时，轮轴下端与传动体同轴固连；传动体与承重体转动连接；

下连接部包括垂直轴风力机用悬臂，当轮轴下端与下连接部直接固连时、垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与轮轴下端直接连接或经连接段连接，当轮轴下端同轴固连有法兰或传动体时、垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与法兰或传动体直接连接或经连接段连接；垂直轴风力机用悬臂的叶片连接端与叶片直接连接、或者经连接段或连接件连接；垂直轴风力机用悬臂构成下连接部所呈形状的侧边；

第三结构：轮架还包括传动体，传动体与承重体转动连接；

下连接部包括垂直轴风力机用悬臂和抗拉件，垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与传动体直接连接或经连接段连接；

垂直轴风力机用悬臂的叶片连接端与抗拉件固连，抗拉件远离垂向旋转轴线的末端与叶片直接连接或经挡板连接；或者，垂直轴风力机用悬臂的叶片连接端与叶片直接连接、或者经连接段或连接件连接，抗拉件末端与垂直轴风力机用悬臂固连；

垂直轴风力机用悬臂构成下连接部所呈形状的侧边，抗拉件构成或平行于下连接部所呈形状的下底边或下底面；

第四结构：轮架还包括传动体，传动体与承重体转动连接；

下连接部包括垂直轴风力机用悬臂，垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与传动体直接连接或经连接段连接，垂直轴风力机用悬臂的叶片连接端与叶片直接连接、或者经连接段或连接件连接；垂直轴风力机用悬臂构成下连接部所呈形状的侧边；

或者，上连接部采用第五、第六、第七、第八结构之一；

第五结构：轮架还包括以垂向旋转轴线为中心线的轮轴，轮轴上端与上连接部直接固连、或者同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体；轮轴下端与下连接部直接固连、或同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体；当轮轴上端与上连接部直接固连、或同轴固连有法兰、或同轴套设有传动体时，轮轴下端与传动体同轴固连；当轮轴下端与下连接部直接固连、或同轴固连有法兰、或同轴套设有传动体时，轮轴上端与传动体同轴固连；传动体与承重体转动连接；

上连接部包括垂直轴风力机用悬臂和抗拉件、或者包括斜拉件和抗拉件；当轮轴上端与上连接部直接固连时，斜拉件的下端与轮轴上端固连、或者垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与轮轴上端直接连接或经连接段连接；当轮轴上端同轴固连有法兰或传动体时，斜拉件的下端与法兰或传动体固连、或者垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与法兰或传动体直接连接或经连接段连接；

斜拉件的上端或垂直轴风力机用悬臂的叶片连接端与抗拉件固连，抗拉件远离垂向旋转轴线的末端与叶片直接连接或经挡板连接；或者，斜拉件的上端与叶片直接连接或经挡板连接、或者垂直轴风力机用悬臂的叶片连接端与叶片直接连接或者经连接段或连接件连接，抗拉件末端与斜拉件固连；

斜拉件或垂直轴风力机用悬臂构成上连接部所呈形状的侧边，抗拉件构成或平行于上连接部所呈形状的上底边或上底面；

第六结构：轮架还包括以垂向旋转轴线为中心线的轮轴，轮轴上端与上连接部直接固连、或者同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体；轮轴下端与下连接部直接固连、或同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体；当轮轴上端与上连接部直接固连、或同轴固连有法兰、或同轴套设有传动体时，轮轴下端与传动体同轴固连；当轮轴下端与下连接部直接固连、或同轴固连有法兰、或同轴套设有传动体时，轮轴上端与传动体同轴固连；传动体与承重体转动连接；

上连接部包括斜拉件或垂直轴风力机用悬臂，当轮轴上端与上连接部直接固连时，斜拉件的下端与轮轴上端固连、或者垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与轮轴上端直接连接或经连接段连接；当轮轴上端同轴固连有法兰或传动体时，斜拉件的下端与法兰或传动体固连、或者垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与法兰或传动体直接连接或经连接段连接；斜拉件的上端与叶片直接连接或经挡板连接、或者垂直轴风力机用悬臂的叶片连接端与叶片直接连接或者经连接段或连接件连接；斜拉件或垂直轴风力机用悬臂构成上连接部所呈形状的侧边；

第七结构：轮架还包括传动体，传动体与承重体转动连接；

上连接部包括垂直轴风力机用悬臂和抗拉件、或者包括斜拉件和抗拉件；斜拉件的下端与传动体固连、或者垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与传动体直接连接或经连接段连接；

斜拉件的上端或垂直轴风力机用悬臂的叶片连接端与抗拉件固连，抗拉件远离垂向旋转轴线的末端与叶片直接连接或经挡板连接；或者，斜拉件的上端与叶片直接连接或经挡板连接、或者垂直轴风力机用悬臂的叶片连接端与叶片直接连接或者经连接段或连接件连接，抗拉件末端与斜拉件固连；

斜拉件或垂直轴风力机用悬臂构成上连接部所呈形状的侧边，抗拉件构成或平行于上连接部所呈形状的上底边或上底面；

第八结构：轮架还包括传动体，传动体与承重体转动连接；

上连接部包括斜拉件或垂直轴风力机用悬臂，斜拉件的下端与传动体固连、或者垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与传动体直接连接或经连接段连接，斜拉件的上端与叶片直接连接或经挡板连接、或者垂直轴风力机用悬臂的叶片连接端与叶片直接连接或者经连接段或连接件连接；斜拉件或垂直轴风力机用悬臂构成上连接部所呈形状的侧边；

或者，中连接部采用第九、第十、第十一结构之一；

第九结构：轮架还包括以垂向旋转轴线为中心线的轮轴；轮轴下端与下连接部直接固连、或同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体；轮轴上端与上连接部直接固连、或同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体；当轮轴下端与下连接部直接固连、或同轴固连有法兰、或同轴套设有传动体时，轮轴上端与传动体同轴固连；当轮轴上端与上连接部直接固连、或同轴固连有法兰、或同轴套设有传动体时，轮轴下端与传动体同轴固连；传动体与承重体转动连接；

中连接部包括垂直轴风力机用悬臂和抗拉件；中连接部有至少一个，各中连接部分别位于轮轴上端或轮轴下端或轮轴上下端之间；

当中连接部位于轮轴上端时，若轮轴上端与中连接部直接固连，则垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与轮轴上端直接连接或经连接段连接；若轮轴上端同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体，则垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与法兰或传动体直接连接或经连接段连接；

当中连接部位于轮轴下端时，若轮轴下端与中连接部直接固连，则垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与轮轴下端直接连接或经连接段连接；若轮轴下端同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体，则垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与法兰或传动体直接连接或经连接段连接；

当中连接部位于轮轴上下端之间时，垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与轮轴直接连接或经连接段连接，或者垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与传动体或法兰直接连接或经连接段连接；

垂直轴风力机用悬臂的叶片连接端与抗拉件固连，抗拉件远离垂向旋转轴线的末端与叶片直接连接或经挡板连接；或者，垂直轴风力机用悬臂的叶片连接端与叶片直接连接、或者经连接段或连接件连接，抗拉件末端与垂直轴风力机用悬臂固连；

垂直轴风力机用悬臂构成中连接部所呈形状的侧边，抗拉件构成或平行于中连接部所呈形状的底边或底面；

第十结构：轮架还包括以垂向旋转轴线为中心线的轮轴，轮轴下端与下连接部直接固连、或同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体，轮轴上端与上连接部直接固连、或同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体；当轮轴下端与下连接部直接固连、或同轴固连有法兰、或同轴套设有传动体时，轮轴上端与传动体同轴固连；当轮轴上端与上连接部直接固连、或同轴固连有法兰、或同轴套设有传动体时，轮轴下端与传动体同轴固连；传动体与承重体转动连接；

中连接部包括垂直轴风力机用悬臂；中连接部有至少一个，各中连接部分别位于轮轴上端或轮轴下端或轮轴上下端之间；

当中连接部位于轮轴上端时，若轮轴上端与中连接部直接固连，则垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与轮轴上端直接连接或经连接段连接；若轮轴上端同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体，则垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与法兰或传动体直接连接或经连接段连接；

当中连接部位于轮轴下端时，若轮轴下端与中连接部直接固连，则垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与轮轴下端直接连接或经连接段连接；若轮轴下端同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体，则垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与法兰或传动体直接连接或经连接段连接；

当中连接部位于轮轴上下端之间时，垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与轮轴直接连接或经连接段连接，或者垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与传动体或法兰直接连接或经连接段连接；

垂直轴风力机用悬臂的叶片连接端与叶片直接连接、或者经连接段或连接件连接；垂直轴风力机用悬臂构成中连接部所呈形状的侧边；

第十一结构：轮架还包括以垂向旋转轴线为中心线的轮轴，轮轴下端与下连接部直接固连、或同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体；轮轴上端与上连接部直接固连、或同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体；当轮轴下端与下连接部直接固连、或同轴固连有法兰、或同轴套设有传动体时，轮轴上端与传动体同轴固连；当轮轴上端与上连接部直接固连、或同轴固连有法兰、或同轴套设有传动体时，轮轴下端与传动体同轴固连；传动体与承重体转动连接；

中连接部包括斜拉件和平拉件；中连接部有至少一个，各中连接部分别位于轮轴上端或轮轴下端或轮轴上下端之间；

当中连接部位于轮轴上端时，斜拉件的上端与上连接部固连，平拉件的一端与轮轴或法兰或传动体固连；

斜拉件的下端与平拉件固连，平拉件的另一端与叶片直接连接；或者，斜拉件的下端与叶片直接连接，平拉件的另一端与斜拉件固连；

当中连接部位于轮轴下端时，斜拉件的下端与下连接部固连，平拉件的一端与轮轴或法兰或传动体固连；

斜拉件的上端与平拉件固连，平拉件的另一端与叶片直接连接；或者，斜拉件的上端与叶片直接连接，平拉件的另一端与斜拉件固连；

当中连接部位于轮轴上下端之间时，斜拉件的一端、平拉件的一端分别与轮轴或传动体固连；

斜拉件的另一端与平拉件固连，平拉件的另一端与叶片直接连接；或者，斜拉件的另一端与叶片直接连接，平拉件的另一端与斜拉件固连；

斜拉件构成中连接部所呈形状的侧边，平拉件构成中连接部所呈形状的底边或底面。

当存在斜拉件时，斜拉件采用斜撑结构或折形悬臂结构；

斜撑结构：斜拉件包括呈直线形或弧形的主体构件，主体构件的一端延伸出与轮轴或传动体或法兰固连的第一折弯段，主体构件的另一端延伸出与抗拉件或平拉件固连的第二折弯段；

折形悬臂结构：斜拉件包括呈直线形或弧形的主体构件，主体构件的一端延伸出与轮轴或传动体或法兰固连的第一折弯段、或者主体构件的一端直接与轮轴或传动体或法兰固连；主体构件的另一端延伸出与叶片直接连接或经挡板连接的第二折弯段、或者主体构件的另一端直接与叶片直接连接或经挡板连接；

当存在平拉件时，平拉件采用直型悬臂结构；

直型悬臂结构：平拉件包括呈直线形的主体构件，主体构件的一端与叶片直接连接或经挡板连接、或与挡板一体成型且挡板与叶片连接；主体构件的另一端直接与轮轴固连，或者主体构件的另一端延伸出与轮轴固连的折弯段；

当存在抗拉件时，抗拉件采用直型结构、多边形结构、异形结构之一；

直型结构：抗拉件包括至少一个呈直线形的主体构件；主体构件处于相邻两叶片或两挡板或两斜拉件或两垂直轴风力机用悬臂之间，主体构件的两端分别与对应的叶片或挡板或斜拉件或垂直轴风力机用悬臂固连；

多边形结构：抗拉件呈多边形，多边形的顶点与叶片或挡板对应，多边形的顶点与相应的叶片或挡板或斜拉件或垂直轴风力机用悬臂固连；

异形结构：抗拉件有至少一个，且分别位于相邻两叶片或两挡板之间；抗拉件由两个平行的直线形构件或相交的折线形构件经加强筋固连而成，直线形构件或折线形构件的末端与相应的叶片或挡板固连；

当存在传动体时，传动体采用连接承重体并起传动作用的结构体，包括圆柱、圆管、法兰、圆环、内圆外多边形构件、或者由法兰或圆环或内圆外多边形构件自身或彼此构成的上下排布的双层或多层结构体。

除此之外，对于承重体，可采用以下具体结构。

承重体为包含至少立柱、横杆或桁架、竖轴之一的结构体；承重体选自：立柱或塔架；转动或固定连接于塔架或其立柱上的横杆或桁架；转动或固定连接于立柱或塔架上的横杆或桁架，以及固连于横杆或桁架的竖轴；带有立柱的水上浮筒塔架；转动或固定连接于水上浮筒塔架或其立柱上的横杆或桁架；转动或固定连接于水上浮筒塔架或其立柱上的横杆或桁架，以及固连于横杆或桁架的竖轴。

下面参照附图并结合实施例对本发明作进一步详细描述。但是本发明不限于所给出的例子。

图1示出本发明的十种单悬臂B，其中图1a和b所示为直型悬臂(即平拉件采用的具体结构)，图1c至h所示为折型悬臂(即斜拉件采用的具体结构)。具体而言，图1b示为带有垂向安装柄的直型悬臂、图1c示为带有横向安装柄的折型悬臂(虚线所示还可形成弧形的这类折型悬臂)、图1d示为带有垂向安装柄的折型悬臂(虚线所示还可形成弧形的这类折型悬臂)、图1e至h示为四种相对较大的折型悬臂，图1g中放大图示出局部还有折弯所在，图1h示出弧形的折型悬臂。

图2示出本发明的九种双型悬臂D，其中，图2a示出由两个图1e所示悬臂B与它们之间的数个直的加强件7构成横排的双型悬臂D；图2b示出由两个图1f所示悬臂B与它们之间的数个直的和一个“X”形的加强件7构成横排的双型悬臂D；图2c示出由一个图1e和一个图1f所示悬臂B与它们之间的数个加强件6构成竖排的双型悬臂D；图2d示出由一个图1e和一个图1g所示悬臂B与它们之间的数个加强件6构成竖排的双型悬臂D，图2e示出两种由一个图1e和一个图1f所示悬臂B与它们之间的数个加强件6构成竖排的双型悬臂D，其中一种是两个悬臂B的第一折弯段之间相贴(放大截图中实线所示下悬臂第一折弯段位置，称为闭合双型悬臂)、另一种两个悬臂B的第一折弯段之间相离(放大截图中虚线所示下悬臂第一折弯段位置，称为开口双型悬臂)；图2f示出由两个图1h所示悬臂B与它们之间的数个加强件6构成竖排的双型悬臂D；图2g示出由两个图1d虚线所示的弧形折型悬臂与它们之间的数个加强件6构成竖排的双型悬臂D；图2h示出由两个图1d实线所示的折型悬臂与它们之间的数个加强件6构成竖排的双型悬臂D。

图3示出本发明的七种四型悬臂，其中图3a示出由图2a所示的两个不同尺寸的双型悬臂D与它们之间的数个加强件6构成的四型悬臂Q；图3b示出由两个图2c所示的双型悬臂D与它们之间的数个加强件7构成的四型悬臂Q；图3c示出两种由两个图2e所示的双型悬臂D与它们之间的数个加强件7构成的四型悬臂Q，其中一种是闭合双型悬臂D构成的(放大截图中实线所示下悬臂第一折弯段，称为闭合四型悬臂)、另一种是开口双型悬臂D构成的(放大截图中虚线所示下悬臂第一折弯段，称为开口四型悬臂)；图3d示出由两个图2d所示的双型悬臂D与它们之间的数个加强件7构成的四型悬臂Q；图3e示出由一个图2a所示的双型悬臂D和一个图2b所示但去掉加强件7的双型悬臂D与它们之间的数个加强件6构成的四型悬臂Q；图3f示出由两个图2f所示的双型悬臂D与它们之间的数个加强件7构成的四型悬臂Q。

图12示出本发明的一种由图3e和图3f所示两种四型悬臂Q合成的合体悬臂L。

图14示出本发明的一种由图3e和图3d所示两种四型悬臂Q合成的合体悬臂L。

图15示出本发明的一种与图14所示合体悬臂L同形异构的合体悬臂N，它由图14所示合体悬臂L经优化设计而得，图15中与图14中的局部放大图示出两者结构的不同之处，合体悬臂L的一对上水平边为三件叠置结构，在合体悬臂N中其优化为共用的单件结构、并将下水平件向外延伸至下前斜杆。合体悬臂N的有益效果是既保持了合体悬臂L的外形、又减轻了重量和增强的支撑强度。

图4所示轮架1包括以垂向旋转轴线为中心线的传动体R及其固连的轮轴A，一组固连轮轴A的两个斜撑5(即斜拉件)及其之间连接的直型抗拉件4和一组固连传动体R的两个由图2e所示的闭口双型悬臂D及其之间连接的抗拉件4(异形结构)，两组均绕旋转轴线两重旋转对称分布。

图5所示轮架1包括以垂向旋转轴线为中心线的传动体R及其固连的轮轴A，一组通过法兰F固连轮轴A的三个由图1c所示的折型悬臂B(即斜拉件)及其之间连接的三角形抗拉件4(多边形结构)和一组固连传动体R的三个由图2e所示的开口双型悬臂D及其之间连接的两个三角形抗拉件4(多边形结构)，两组均绕旋转轴线三重旋转对称分布。

图6所示轮架1包括以垂向旋转轴线为中心线的双层传动体R及其固连的轮轴A，一组通过法兰F固连轮轴A的三个由图1c所示的折型悬臂B(即斜拉件)及其之间连接的三角形抗拉件4(多边形结构)和一组固连传动体R的三个由图2c所示的双型悬臂D及其之间连接的两个三角形抗拉件4(多边形结构)，两组均绕旋转轴线三重旋转对称分布。

图7所示轮架1是一种无轮轴轮架，包括以垂向旋转轴线为中心线的双层传动体R，两组共六个由图2e所示的闭口双型悬臂D固连双层传动体R，两组均绕旋转轴线三重旋转对称分布，三个上悬臂D之间的不同高度上连接两个三角形抗拉件4(多边形结构)，三个下悬臂D之间连接一个三角形抗拉件4。

图8所示轮架1包括以垂向旋转轴线为中心线的双层传动体R及其固连的轮轴A，一组通过法兰F固连轮轴A的两个由图1c所示的折型悬臂B(即斜拉件)及其之间连接的直型抗拉件4和一组固连双层传动体R的两个由图3b所示的四型悬臂Q，两组均绕旋转轴线两重旋转对称分布。

图9所示轮架1包括以垂向旋转轴线为中心线的传动体R及其固连的轮轴A，一组固连轮轴A的两个由图1d所示的折型悬臂B(即斜拉件)及其之间连接的直型抗拉件4和一组固连传动体R的两个由图2b所示的双型悬臂D及其下端连接两边为梯形中间为方形的抗拉件4(异形结构)，两组均绕旋转轴线两重旋转对称分布。

图10所示轮架1包括以垂向旋转轴线为中心线的传动体R及其固连的轮轴A，一组通过法兰F固连轮轴A的三个由图1c所示的折型悬臂B(即斜拉件)及其之间连接的三角形抗拉件4(多边形结构)和一组固连传动体R的三个由图3c所示的闭口四型悬臂Q及其之间连接的三角形抗拉件4(多边形结构)，两组均绕旋转轴线三重旋转对称分布。

图11所示轮架1包括以垂向旋转轴线为中心线的双层传动体R及其固连的轮轴A，一组通过法兰F固连轮轴A的三个由图1c所示的折型悬臂B(即斜拉件)及其之间连接的三角形抗拉件4(多边形结构)和一组固连传动体R的三个由图3b所示的四型悬臂Q及其之间连接的三角形抗拉件4(多边形结构)，两组均绕旋转轴线三重旋转对称分布。

图13所示轮架1是一种无轮轴轮架，包括以垂向旋转轴线为中心线的双层夹管传动体R，一组两个由图12所示的合体悬臂L绕旋转轴线两重旋转对称分布。

图16所示轮架1包括以垂向旋转轴线为中心线的双层夹管传动体R及其固连的轮轴A，一组通过法兰F固连轮轴A两个由图2a所示的双型悬臂D(即斜拉件)及其之间连接的两个双直型夹连筋的抗拉件4和一组固连所述传动体R的两个由图14所示的合体悬臂L及其上端连接的双直型夹连筋的抗拉件4、下端连接的两锐角外边带连杆的菱形抗拉件4(异形结构)，两组均绕旋转轴线两重旋转对称分布。

图17所示轮架1包括以垂向旋转轴线为中心线的双层夹管传动体R及其固连的轮轴A，一组通过法兰F固连轮轴A的三个由图1c所示的折型悬臂B(即斜拉件)及其之间连接的两个三角形抗拉件4和一组固连所述传动体R的两个由图15所示的合体悬臂N及其连接的两个三角形抗拉件4(多边形结构)，两组均绕旋转轴线三重旋转对称分布。

图18所示轮架1包括以垂向旋转轴线为中心线的双层夹管传动体R及其固连的轮轴A，一组通过法兰F固连轮轴A两个由图2a所示的双型悬臂D(即斜拉件)及其之间连接的两个双直型夹连筋的抗拉件4和一组固连所述传动体R的两个合体悬臂N’及其连接的两锐角外边带连杆的菱形抗拉件4(异形结构)，两组均绕旋转轴线两重旋转对称分布；合体悬臂N’与图15所示合体悬臂N有两点不同，一是合体悬臂N是双上前斜杆，图18的局部放大图所示合体悬臂N’则是单上前斜杆，二是合体悬臂N的下端结构与图3d所示四型悬臂Q的下端相同，而合体悬臂N’的下端结构与图3a所示四型悬臂Q的下端相同。

图19所示轮架1包括以垂向旋转轴线为中心线的双层传动体R及其固连的轮轴A，一组固连轮轴A的三个由图2h所示的双型悬臂D(即斜拉件)及其之间连接的一个三角形抗拉件4和一个六角形抗拉件4，一组固连双层传动体R的三个由图3d所示的四型悬臂Q及其连接的三角形抗拉件4(多边形结构)，两组均绕旋转轴线三重旋转对称分布，在每个四型悬臂Q上端的两个连接件7上固连由直型抗拉件4和斜撑5构成三角结构支撑图1a所示的直型悬臂B，且与四型悬臂Q的旋转对称相同，所述直型悬臂B的一端夹在直型抗拉件4一端与斜撑5一端之间，直型抗拉件4和斜撑5的另一端分别连接在所述两个连接件7的中间位置。

图20所示轮架1包括以垂向旋转轴线为中心线的双层传动体R及其固连的轮轴A，一组固连轮轴A的两个由图2g所示的双型悬臂D(即斜拉件)及其之间连接的两个直型抗拉件4和一组固连双层传动体R的两个由图3d所示的四型悬臂Q及其连接的两边为梯形中间为方形的抗拉件4(异形结构)，两组均绕旋转轴线两重旋转对称分布，在每个四型悬臂Q上端的两个连接件7上固连斜撑5和图1a所示的直型悬臂B构成三角结构且与四型悬臂Q的旋转对称相同，所述直型悬臂B和斜撑5的一端分别连接在所述两个连接件7的中间位置。

以下为具体实施例。

实施例1如图21所示，本实施例的承重体为筒型塔架3，在图17所示轮架1的上下两组悬臂的水平段外端安装两组共六个挡板P，上下对应挡板P之间安置三个叶片2，每个叶片分为两段分别安装在上、中悬臂和中、下悬臂之间，所述轮架1转动连接于塔架3顶端，构成负重能力强的带挡板三叶片垂直轴风力机。

实施例2如图22所示，本实施例的承重体为筒型塔架3及其顶端固连的立柱8，轮架1包括转动连接于立柱8下端的双层夹管传动体R和上端的传动体R及其固连的轮轴A(贯穿在立柱8内空间虚线所示)，一组固连在上传动体R的由两个图2a所示的双型悬臂D且之间有加强筋9合成的合体悬臂L及其之间连接的双直型夹连筋的抗拉件4和一组固连下双层传动体R的由图14所示的合体悬臂L及其连接的两个两锐角外边带连杆的菱形抗拉件4(异形结构)，两组共四个合体悬臂L绕旋转轴线两重旋转对称分布，两组合体悬臂外端安置两个叶片2，形成两叶片风轮转动连接于塔架3顶端，每个叶片分为三段分别安装在上合体悬臂L、上下合体悬臂之间和下合体悬臂L的所述叶片连接端，构成负重能力强的两叶片垂直轴风力机。

实施例3如图23所示，本实施例的承重体为筒型塔架3，在图20所示轮架1的上中下三组悬臂外端安装两个叶片2，转动连接于塔架3顶端构成两叶片垂直轴风力机。

实施例4如图24所示，本实施例的承重体为筒型塔架3，在图8所示轮架1的上下两组悬臂的水平段外端安装两组共四个挡板P，上下对应挡板P之间安装两个叶片2，所述轮架1转动连接于塔架3顶端，构成带挡板的两叶片垂直轴风力机。

实施例5如图25所示，本实施例的承重体为框形塔架3，在图10所示轮架1的上下两组悬臂的水平段外端安装两组共六个挡板P，上下对应挡板P之间安置三个叶片2构成三叶片风轮，通过其轮轴下端的传动体连接塔架3，叶片2转动连接挡板P，三个叶片2两端分别各固连端板E用于连接截图U所示安置在两组挡板P面的功率控制器件，构成具有功率控制功能的三叶片垂直轴风力机；图26示出图25所示截图U中叶片2安装轴t的三种位置俯视图V，端板E具有流线形外边缘，通过安装轴t与挡板P(或角拉体N的挡板部位)转动连接，端板E具有的连接孔经连杆r₁、r₂与伸缩控制器m的输出端传动连接，且连杆r₁具有支点f；当控制器m电控伸缩时能通过端板E带动叶片2绕安装轴t转动，从而改变叶片2的安装角，达到控制风力机功率的目的；当控制器m为弹性体时，叶片2旋转产生的离心力与控制器m的弹性力相互作用产生的伸缩能通过端板E带动叶片2绕安装轴t转动，从而改变叶片2的安装角，达到控制风力机功率的目的。此例亦可去掉叶片2两端的端板E，直接将控制器的相关部件连接在叶片2两端的相应部位；换句话说，也可视为将端板E包含在叶片2中形成一种新的叶片2’，叶片2’绕安装轴t转动，同样可实施上述的功率控制。

实施例6如图27所示，本实施例是水上浮动式风力机，它的承重体为水中的五个浮筒H支撑四边形座的立柱结构体3，一个由图19所示轮架1的上下两组悬臂的水平段外端安装两组共六个挡板P，上下对应挡板P之间安置三个叶片2，每个叶片分为两段分别安装在上、中悬臂和中、下悬臂之间，所述轮架1转动连接于结构体3的立柱顶端，构成带挡板的两叶片水上浮动式垂直轴风力机。

实施例7如图28所示，本实施例是水上集成式浮动式风力机，它的承重体为水中的七个浮筒H支撑六边形座七立柱结构体3，一个由图11所示轮架1的上下两组悬臂的水平段外端安装两组共六个挡板P，上下对应挡板P之间安装三个叶片2，构成带挡板的三叶片风轮转动连接在结构体3中间的立柱顶端；六个由图6所示轮架1的上下两组悬臂外端安装三个叶片2构成三叶片风轮，分别转动连接在结构体3角上的立六个柱顶端；构成七个风力机组成的水上浮动集成式风力机。

水上浮动集成式风力机用多个风力机提高了系统的功率容量，而不增加系统的高度，它的有益效果是既提高了系统功率、又确保了浮动式平台的低重心要求，降低了大功率利用水面上优质风能的成本。

以上各实施例和各轮架都有双型或四型悬臂、短轮轴和设置抗拉件的轮架，这类轮架的有益效果是增强了轮架的刚度和负重能力、降低了风轮重心和减小了离心荷载对斜撑或悬臂的强度要求，突破了制约垂直轴风力机高性能大型化发展的技术瓶颈。

本发明的悬臂不限于以上所述和所示，将一些图1所示的单型悬臂B重新组合能构成新的双型或四型悬臂，又能构成新的轮架，具体结构不胜枚举。

本发明的垂直轴风力机不限于所列的实施例，如新的轮架安装叶片组成的风轮与上述的承重体组合可构成的新实施例，如此也不胜枚举。本发明的实施例是以双叶片和三叶片风轮为例，但本发明的叶片支撑件绕垂向旋转轴线四重旋转对称、五重旋转对称等等分布，也能构成本发明结构的四叶片、五叶片等等风轮的风力机。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种垂直轴风力机用悬臂，其特征是，包括经加强件固连的第一主体构件和第二主体构件；所述第一主体构件的一端及第二主体构件的一端彼此固连或彼此相贴合或彼此之间留有空间，共同构成所述悬臂的叶片连接端；所述第一主体构件的另一端及第二主体构件的另一端彼此固连或彼此相贴合或彼此之间留有空间，共同构成所述悬臂的支撑连接端；所述叶片连接端与垂直轴风力机风轮的叶片直接连接、或者经连接段或连接件连接，所述支撑连接端与垂直轴风力机风轮的轮轴或传动体或法兰直接连接、或者经连接段或连接件连接。

2.根据权利要求1述及的垂直轴风力机用悬臂，其特征是，所述第一、第二主体构件的形状分别独立选自直线形、弧线形；所述第一、第二主体构件按左右排布或按上下排布或按斜上斜下排布；

当叶片连接端与垂直轴风力机风轮的叶片经连接段连接时，所述连接段包括第一主体构件的一端及第二主体构件的一端分别延伸出的第一折弯段，第一折弯段彼此平行或彼此相交固连或彼此重合；当第一折弯段彼此平行或彼此相交固连时，第一折弯段之间还设有或未设有加强件；

当支撑连接端与垂直轴风力机风轮的轮轴或传动体或法兰经连接段连接时，所述连接段包括第一主体构件的另一端及第二主体构件的另一端分别延伸出的第二折弯段，第二折弯段彼此平行或彼此相交固连或彼此重合；当第二折弯段彼此平行或彼此相交固连时，第二折弯段之间还设有或未设有加强件。

3.一种垂直轴风力机用悬臂，其特征是，由两个子悬臂经加强件固连而成；

所述子悬臂包括经加强件固连的第一主体构件和第二主体构件；所述第一主体构件的一端及第二主体构件的一端彼此固连或彼此相贴合或彼此之间留有空间，共同构成所述子悬臂的第一端；所述第一主体构件的另一端及第二主体构件的另一端彼此固连或彼此相贴合或彼此之间留有空间，共同构成所述子悬臂的第二端；

两个子悬臂的第一端彼此固连或彼此相贴合或彼此之间留有空间，共同构成所述悬臂的叶片连接端；两个子悬臂的第二端彼此固连或彼此相贴合或彼此之间留有空间，共同构成所述悬臂的支撑连接端；

所述叶片连接端与垂直轴风力机风轮的叶片直接连接、或者经连接段或连接件连接，所述支撑连接端与垂直轴风力机风轮的轮轴或传动体或法兰直接连接、或者经连接段或连接件连接。

4.根据权利要求3述及的垂直轴风力机用悬臂，其特征是，所述子悬臂中，所述第一、第二主体构件的形状分别独立选自直线形、弧线形；所述第一、第二主体构件按左右排布或按上下排布或按斜上斜下排布；

两个子悬臂按左右排布或按上下排布或按斜上斜下排布；

当叶片连接端与垂直轴风力机风轮的叶片经连接段连接时，所述连接段包括各子悬臂中第一主体构件的一端及第二主体构件的一端分别延伸出的第一折弯段，第一折弯段彼此平行或彼此相交固连或彼此重合；当第一折弯段彼此平行或彼此相交固连时，第一折弯段之间还设有或未设有加强件；

当支撑连接端与垂直轴风力机风轮的轮轴或传动体或法兰经连接段连接时，所述连接段包括各子悬臂中第一主体构件的另一端及第二主体构件的另一端分别延伸出的第二折弯段，第二折弯段彼此平行或彼此相交固连或彼此重合；当第二折弯段彼此平行或彼此相交固连时，第二折弯段之间还设有或未设有加强件。

5.根据权利要求1至4任一项述及的垂直轴风力机用悬臂，其特征是，所述加强件呈直线形或X形，所述连接件为挡板。

6.一种垂直轴风力机用合体悬臂，其特征是，由两个权利要求1至4任一项述及的垂直轴风力机用悬臂固连而成；所述垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端彼此固连，所述垂直轴风力机用悬臂的叶片连接端彼此背离。

7.一种垂直轴风力机，包括绕垂向旋转轴线转动的风轮以及确定垂向旋转轴线的承重体，所述风轮包括轮架、以及分布于轮架周边的叶片，所述轮架与承重体转动连接；其特征是，所述轮架包括上连接部和下连接部，或者包括上连接部、中连接部和下连接部；所述上连接部与叶片的上端或上部连接，所述中连接部与叶片的中部连接，所述下连接部与叶片的下端或下部连接；所述上、中、下连接部中，至少下连接部含有权利要求1至4任一项述及的垂直轴风力机用悬臂；当所述上、中连接部和/或中、下连接部为合体结构时，采用前文述及的垂直轴风力机用合体悬臂。

8.根据权利要求7述及的垂直轴风力机，其特征是，所述下连接部绕垂向旋转轴线至少二重旋转对称；所述下连接部呈三角形或梯形或锥体或台体，所述锥体为棱锥或圆锥，所述台体为棱台或圆台，所述三角形或椎体的顶点、或所述梯形长度较短的底边、或所述台体面积较小的底面形成下连接部靠近上连接部的部位。

或者，所述上连接部绕垂向旋转轴线至少二重旋转对称；所述上连接部呈三角形或梯形或锥体或台体，所述锥体为棱锥或圆锥，所述台体为棱台或圆台，所述三角形或椎体的顶点、或所述梯形长度较短的底边、或所述台体面积较小的底面形成上连接部靠近下连接部的部位；

或者，所述中连接部绕垂向旋转轴线至少二重旋转对称；所述中连接部呈三角形或梯形或锥体或台体，所述锥体为棱锥或圆锥，所述台体为棱台或圆台，所述三角形或椎体的顶点、或所述梯形长度较短的底边、或所述台体面积较小的底面形成中连接部靠近上或下连接部的部位。

9.根据权利要求8述及的垂直轴风力机，其特征是，所述下连接部采用第一、第二、第三、第四结构之一；

第一结构：所述轮架还包括以垂向旋转轴线为中心线的轮轴；所述轮轴下端与下连接部直接固连、或同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体；所述轮轴上端与上连接部直接固连、或同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体；当轮轴下端与下连接部直接固连、或同轴固连有法兰、或同轴套设有传动体时，所述轮轴上端与传动体同轴固连；当轮轴上端与上连接部直接固连、或同轴固连有法兰、或同轴套设有传动体时，所述轮轴下端与传动体同轴固连；所述传动体与承重体转动连接；

所述下连接部包括所述垂直轴风力机用悬臂和抗拉件，当轮轴下端与下连接部直接固连时、所述垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与轮轴下端直接连接或经连接段连接，当轮轴下端同轴固连有法兰或传动体时、垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与法兰或传动体直接连接或经连接段连接；

所述垂直轴风力机用悬臂的叶片连接端与抗拉件固连，所述抗拉件远离垂向旋转轴线的末端与叶片直接连接或经挡板连接；或者，所述垂直轴风力机用悬臂的叶片连接端与叶片直接连接、或者经连接段或连接件连接，所述抗拉件末端与垂直轴风力机用悬臂固连；

所述垂直轴风力机用悬臂构成下连接部所呈形状的侧边，所述抗拉件构成或平行于下连接部所呈形状的下底边或下底面；

第二结构：所述轮架还包括以垂向旋转轴线为中心线的轮轴，所述轮轴下端与下连接部直接固连、或同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体；所述轮轴上端与上连接部直接固连、或同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体；当轮轴下端与下连接部直接固连、或同轴固连有法兰、或同轴套设有传动体时，所述轮轴上端与传动体同轴固连；当轮轴上端与上连接部直接固连、或同轴固连有法兰、或同轴套设有传动体时，所述轮轴下端与传动体同轴固连；所述传动体与承重体转动连接；

所述下连接部包括所述垂直轴风力机用悬臂，当轮轴下端与下连接部直接固连时、所述垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与轮轴下端直接连接或经连接段连接，当轮轴下端同轴固连有法兰或传动体时、垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与法兰或传动体直接连接或经连接段连接；所述垂直轴风力机用悬臂的叶片连接端与叶片直接连接、或者经连接段或连接件连接；所述垂直轴风力机用悬臂构成下连接部所呈形状的侧边；

第三结构：所述轮架还包括传动体，所述传动体与承重体转动连接；

所述下连接部包括所述垂直轴风力机用悬臂和抗拉件，垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与传动体直接连接或经连接段连接；

所述垂直轴风力机用悬臂的叶片连接端与抗拉件固连，所述抗拉件远离垂向旋转轴线的末端与叶片直接连接或经挡板连接；或者，所述垂直轴风力机用悬臂的叶片连接端与叶片直接连接、或者经连接段或连接件连接，所述抗拉件末端与所述垂直轴风力机用悬臂固连；

所述垂直轴风力机用悬臂构成下连接部所呈形状的侧边，所述抗拉件构成或平行于下连接部所呈形状的下底边或下底面；

第四结构：所述轮架还包括传动体，所述传动体与承重体转动连接；

所述下连接部包括所述垂直轴风力机用悬臂，垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与传动体直接连接或经连接段连接，所述垂直轴风力机用悬臂的叶片连接端与叶片直接连接、或者经连接段或连接件连接；所述垂直轴风力机用悬臂构成下连接部所呈形状的侧边；

或者，所述上连接部采用第五、第六、第七、第八结构之一；

第五结构：所述轮架还包括以垂向旋转轴线为中心线的轮轴，所述轮轴上端与上连接部直接固连、或者同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体；所述轮轴下端与下连接部直接固连、或同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体；当轮轴上端与上连接部直接固连、或同轴固连有法兰、或同轴套设有传动体时，所述轮轴下端与传动体同轴固连；当轮轴下端与下连接部直接固连、或同轴固连有法兰、或同轴套设有传动体时，所述轮轴上端与传动体同轴固连；所述传动体与承重体转动连接；

所述上连接部包括所述垂直轴风力机用悬臂和抗拉件、或者包括斜拉件和抗拉件；当轮轴上端与上连接部直接固连时，所述斜拉件的下端与轮轴上端固连、或者所述垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与轮轴上端直接连接或经连接段连接；当轮轴上端同轴固连有法兰或传动体时，所述斜拉件的下端与法兰或传动体固连、或者所述垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与法兰或传动体直接连接或经连接段连接；

所述斜拉件的上端或垂直轴风力机用悬臂的叶片连接端与抗拉件固连，所述抗拉件远离垂向旋转轴线的末端与叶片直接连接或经挡板连接；或者，所述斜拉件的上端与叶片直接连接或经挡板连接、或者垂直轴风力机用悬臂的叶片连接端与叶片直接连接或者经连接段或连接件连接，所述抗拉件末端与斜拉件固连；

所述斜拉件或垂直轴风力机用悬臂构成上连接部所呈形状的侧边，所述抗拉件构成或平行于上连接部所呈形状的上底边或上底面；

第六结构：所述轮架还包括以垂向旋转轴线为中心线的轮轴，所述轮轴上端与上连接部直接固连、或者同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体；所述轮轴下端与下连接部直接固连、或同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体；当轮轴上端与上连接部直接固连、或同轴固连有法兰、或同轴套设有传动体时，所述轮轴下端与传动体同轴固连；当轮轴下端与下连接部直接固连、或同轴固连有法兰、或同轴套设有传动体时，所述轮轴上端与传动体同轴固连；所述传动体与承重体转动连接；

所述上连接部包括斜拉件或垂直轴风力机用悬臂，当轮轴上端与上连接部直接固连时，所述斜拉件的下端与轮轴上端固连、或者所述垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与轮轴上端直接连接或经连接段连接；当轮轴上端同轴固连有法兰或传动体时，所述斜拉件的下端与法兰或传动体固连、或者所述垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与法兰或传动体直接连接或经连接段连接；所述斜拉件的上端与叶片直接连接或经挡板连接、或者垂直轴风力机用悬臂的叶片连接端与叶片直接连接或者经连接段或连接件连接；所述斜拉件或垂直轴风力机用悬臂构成上连接部所呈形状的侧边；

第七结构：所述轮架还包括传动体，所述传动体与承重体转动连接；

所述上连接部包括所述垂直轴风力机用悬臂和抗拉件、或者包括斜拉件和抗拉件；所述斜拉件的下端与传动体固连、或者所述垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与传动体直接连接或经连接段连接；

所述斜拉件的上端或垂直轴风力机用悬臂的叶片连接端与抗拉件固连，所述抗拉件远离垂向旋转轴线的末端与叶片直接连接或经挡板连接；或者，所述斜拉件的上端与叶片直接连接或经挡板连接、或者垂直轴风力机用悬臂的叶片连接端与叶片直接连接或者经连接段或连接件连接，所述抗拉件末端与斜拉件固连；

所述斜拉件或垂直轴风力机用悬臂构成上连接部所呈形状的侧边，所述抗拉件构成或平行于上连接部所呈形状的上底边或上底面；

第八结构：所述轮架还包括传动体，所述传动体与承重体转动连接；

所述上连接部包括斜拉件或垂直轴风力机用悬臂，所述斜拉件的下端与传动体固连、或者所述垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与传动体直接连接或经连接段连接，所述斜拉件的上端与叶片直接连接或经挡板连接、或者垂直轴风力机用悬臂的叶片连接端与叶片直接连接或者经连接段或连接件连接；所述斜拉件或垂直轴风力机用悬臂构成上连接部所呈形状的侧边；

或者，所述中连接部采用第九、第十、第十一结构之一；

第九结构：所述轮架还包括以垂向旋转轴线为中心线的轮轴；所述轮轴下端与下连接部直接固连、或同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体；所述轮轴上端与上连接部直接固连、或同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体；当轮轴下端与下连接部直接固连、或同轴固连有法兰、或同轴套设有传动体时，所述轮轴上端与传动体同轴固连；当轮轴上端与上连接部直接固连、或同轴固连有法兰、或同轴套设有传动体时，所述轮轴下端与传动体同轴固连；所述传动体与承重体转动连接；

所述中连接部包括所述垂直轴风力机用悬臂和抗拉件；所述中连接部有至少一个，各中连接部分别位于轮轴上端或轮轴下端或轮轴上下端之间；

当所述中连接部位于轮轴上端时，若轮轴上端与中连接部直接固连，则所述垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与轮轴上端直接连接或经连接段连接；若轮轴上端同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体，则所述垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与法兰或传动体直接连接或经连接段连接；

当所述中连接部位于轮轴下端时，若轮轴下端与中连接部直接固连，则所述垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与轮轴下端直接连接或经连接段连接；若轮轴下端同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体，则所述垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与法兰或传动体直接连接或经连接段连接；

当所述中连接部位于轮轴上下端之间时，所述垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与轮轴直接连接或经连接段连接，或者垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与传动体或法兰直接连接或经连接段连接；

所述垂直轴风力机用悬臂的叶片连接端与抗拉件固连，所述抗拉件远离垂向旋转轴线的末端与叶片直接连接或经挡板连接；或者，所述垂直轴风力机用悬臂的叶片连接端与叶片直接连接、或者经连接段或连接件连接，所述抗拉件末端与垂直轴风力机用悬臂固连；

所述垂直轴风力机用悬臂构成中连接部所呈形状的侧边，所述抗拉件构成或平行于中连接部所呈形状的底边或底面；

第十结构：所述轮架还包括以垂向旋转轴线为中心线的轮轴，所述轮轴下端与下连接部直接固连、或同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体，所述轮轴上端与上连接部直接固连、或同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体；当轮轴下端与下连接部直接固连、或同轴固连有法兰、或同轴套设有传动体时，所述轮轴上端与传动体同轴固连；当轮轴上端与上连接部直接固连、或同轴固连有法兰、或同轴套设有传动体时，所述轮轴下端与传动体同轴固连；所述传动体与承重体转动连接；

所述中连接部包括所述垂直轴风力机用悬臂；所述中连接部有至少一个，各中连接部分别位于轮轴上端或轮轴下端或轮轴上下端之间；

当所述中连接部位于轮轴上端时，若轮轴上端与中连接部直接固连，则所述垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与轮轴上端直接连接或经连接段连接；若轮轴上端同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体，则所述垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与法兰或传动体直接连接或经连接段连接；

当所述中连接部位于轮轴下端时，若轮轴下端与中连接部直接固连，则所述垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与轮轴下端直接连接或经连接段连接；若轮轴下端同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体，则所述垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与法兰或传动体直接连接或经连接段连接；

当所述中连接部位于轮轴上下端之间时，所述垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与轮轴直接连接或经连接段连接，或者垂直轴风力机用悬臂的支撑连接端与传动体或法兰直接连接或经连接段连接；

所述垂直轴风力机用悬臂的叶片连接端与叶片直接连接、或者经连接段或连接件连接；所述垂直轴风力机用悬臂构成中连接部所呈形状的侧边；

第十一结构：所述轮架还包括以垂向旋转轴线为中心线的轮轴，所述轮轴下端与下连接部直接固连、或同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体；所述轮轴上端与上连接部直接固连、或同轴固连有法兰或传动体、或同轴套设有传动体；当轮轴下端与下连接部直接固连、或同轴固连有法兰、或同轴套设有传动体时，所述轮轴上端与传动体同轴固连；当轮轴上端与上连接部直接固连、或同轴固连有法兰、或同轴套设有传动体时，所述轮轴下端与传动体同轴固连；所述传动体与承重体转动连接；

所述中连接部包括斜拉件和平拉件；所述中连接部有至少一个，各中连接部分别位于轮轴上端或轮轴下端或轮轴上下端之间；

当所述中连接部位于轮轴上端时，所述斜拉件的上端与上连接部固连，所述平拉件的一端与轮轴或法兰或传动体固连；

所述斜拉件的下端与平拉件固连，所述平拉件的另一端与叶片直接连接；或者，所述斜拉件的下端与叶片直接连接，所述平拉件的另一端与斜拉件固连；

当所述中连接部位于轮轴下端时，所述斜拉件的下端与下连接部固连，所述平拉件的一端与轮轴或法兰或传动体固连；

所述斜拉件的上端与平拉件固连，所述平拉件的另一端与叶片直接连接；或者，所述斜拉件的上端与叶片直接连接，所述平拉件的另一端与斜拉件固连；

当所述中连接部位于轮轴上下端之间时，所述斜拉件的一端、所述平拉件的一端分别与轮轴或传动体固连；

所述斜拉件的另一端与平拉件固连，所述平拉件的另一端与叶片直接连接；或者，所述斜拉件的另一端与叶片直接连接，所述平拉件的另一端与斜拉件固连；

所述斜拉件构成中连接部所呈形状的侧边，所述平拉件构成中连接部所呈形状的底边或底面。

10.根据权利要求9述及的垂直轴风力机，其特征是，当存在斜拉件时，所述斜拉件采用斜撑结构或折形悬臂结构；

斜撑结构：所述斜拉件包括呈直线形或弧形的主体构件，所述主体构件的一端延伸出与轮轴或传动体或法兰固连的第一折弯段，所述主体构件的另一端延伸出与抗拉件或平拉件固连的第二折弯段；

折形悬臂结构：所述斜拉件包括呈直线形或弧形的主体构件，所述主体构件的一端延伸出与轮轴或传动体或法兰固连的第一折弯段、或者所述主体构件的一端直接与轮轴或传动体或法兰固连；所述主体构件的另一端延伸出与叶片直接连接或经挡板连接的第二折弯段、或者所述主体构件的另一端直接与叶片直接连接或经挡板连接；

当存在平拉件时，所述平拉件采用直型悬臂结构；

直型悬臂结构：所述平拉件包括呈直线形的主体构件，所述主体构件的一端与叶片直接连接或经挡板连接、或与挡板一体成型且挡板与叶片连接；所述主体构件的另一端直接与轮轴固连，或者所述主体构件的另一端延伸出与轮轴固连的折弯段；

当存在抗拉件时，所述抗拉件采用直型结构、多边形结构、异形结构之一；

直型结构：所述抗拉件包括至少一个呈直线形的主体构件；所述主体构件处于相邻两叶片或两挡板或两斜拉件或两垂直轴风力机用悬臂之间，所述主体构件的两端分别与对应的叶片或挡板或斜拉件或垂直轴风力机用悬臂固连；

多边形结构：所述抗拉件呈多边形，所述多边形的顶点与叶片或挡板对应，所述多边形的顶点与相应的叶片或挡板或斜拉件或垂直轴风力机用悬臂固连；

异形结构：所述抗拉件有至少一个，且分别位于相邻两叶片或两挡板之间；所述抗拉件由两个平行的直线形构件或相交的折线形构件经加强筋固连而成，直线形构件或折线形构件的末端与相应的叶片或挡板固连；

当存在传动体时，所述传动体采用连接承重体并起传动作用的结构体，包括圆柱、圆管、法兰、圆环、内圆外多边形构件、或者由法兰或圆环或内圆外多边形构件自身或彼此构成的上下排布的双层或多层结构体。