1.一种集流叶片低重心垂直轴风力机,包括确定垂向旋转轴线的固定塔架和支撑于塔架上的风轮,所述风轮与塔架构成轴向约束的水平转动副;其特征是,所述风轮包括旋转中心支撑于所述塔架的轮架、以及分布于所述轮架周边的集流叶片;所述集流叶片由一组并行排布且相互之间留有空隙的翼片构成,所述集流叶片垂向延伸且具有流线形截面;所述轮架包括一组周向均布水平延伸且上、下对应的辐条;所述轮架的辐条分别构成一旋转中心支撑于塔架的传动框、以及至少一个连接框,所述连接框经支撑件与相邻的连接框或传动框固定连接;所述传动框、连接框辐条的外端分别与叶片的上、下相应部位直接固定连接、或者与固连于叶片的固定件固定连接或转动连接。
2.根据权利要求1所述集流叶片低重心垂直轴风力机,其特征是,所述轮架采用第一结构:
所述传动框中部呈正多边形、并设有桁架;所述桁架由两上下排布且同轴的第一、第二法兰,以及分别均布于第一、第二法兰周向且沿径向延伸的承重臂和加强臂构成,所述承重臂和加强臂的末端分别与传动框中部正多边形各顶点固连;对应的承重臂和加强臂之间设有至少一个支筋;所述第一、第二法兰形成传动框的旋转中心,并与塔架顶端构成轴向约束的水平转动副。
3.根据权利要求2所述集流叶片低重心垂直轴风力机,其特征是,所述风轮还包括与塔架顶端转动连接、且轴线沿垂向布置的主轴或者负载的动力输入轴,所述第一、第二法兰分别与主轴或者动力输入轴同轴固连;所述叶片各翼片朝外的翼面呈凹形且朝内的翼面呈凸形,相邻翼片之间的空隙呈曲线形。
4.根据权利要求1所述集流叶片低重心垂直轴风力机,其特征是,所述轮架采用第二结构:
所述传动框中部呈正多边形、并设有桁架;所述桁架由第三法兰和均布于第三法兰周向且沿径向延伸的承重臂构成,所述承重臂末端分别与传动框中部正多边形各顶点、或者正多边形各边的中部固连;当所述桁架承重臂末端分别与传动框中部正多边形各边的中部固连时,所述传动框中部正多边形相邻两边之间还设有与承重臂固连的连杆;所述第三法兰形成传动框的旋转中心,并与塔架顶端构成轴向约束的水平转动副。
5.根据权利要求4所述集流叶片低重心垂直轴风力机,其特征是,所述风轮还包括与塔架顶端转动连接、且轴线沿垂向布置的主轴或者负载的动力输入轴,所述第三法兰与主轴或者与动力输入轴同轴固连;所述叶片各翼片朝外的翼面呈凹形且朝内的翼面呈凸形,相邻翼片之间的空隙呈曲线形。
6.根据权利要求1至5任一项所述集流叶片低重心垂直轴风力机,其特征是,所述固定件为具有流线形外边缘的板件,所述板件的板面与叶片端面固连,所述板件朝传动框或连接框延伸有突出耳,所述突出耳与传动框、连接框辐条的外端固定连接或转动连接;或者,所述固定件为具有流线形外边缘的箍环,所述箍环内边缘箍于叶片周向,所述箍环外边缘朝传动框或连接框延伸有突出耳,所述突出耳与传动框、连接框辐条的外端固定连接或转动连接;或者,所述固定件为具有两外端和一转角端的“V”形件,所述“V”形件的两外端分别与叶片的朝内叶面或叶片端面固连,所述“V”形件的转角端与传动框、连接框辐条的中部固定连接或转动连接;或者,所述固定件为一端与传动框或连接框的辐条固定连接或转动连接、另一端与叶片朝内叶面固连的直板。
7.根据权利要求1至5任一项所述集流叶片低重心垂直轴风力机,其特征是,所述固定件朝向传动框或连接框的一侧与传动框或连接框辐条之间设有用以转动叶片角度的伸缩式控制器,或者,所述固定件靠近叶片的部位与传动框或连接框辐条之间设有用以转动叶片角度的伸缩式控制器;所述控制器为弹性部件,或者,所述控制器为受控端外接控制设备的电动控制器。
8.根据权利要求1至5任一项所述集流叶片低重心垂直轴风力机,其特征是,所述传动框中部与连接框中部呈形状相同且各对应边相互平行的正多边形;所述传动框中部正多边形各顶点与连接框中部正多边形各顶点之间经支撑件固连;所述支撑件为具有四个末端的“X”形件,所述“X”形件上部两端、下部两端分别与传动框或连接框的两相邻顶点固连,且所述“X”形件位于传动框和连接框的同一侧;或者,所述支撑件为固连传动框、连接框中部正多边形各对应顶点的直杆;或者,所述支撑件包括固连传动框、连接框中部正多边形各对应顶点的直杆,所述直杆与顶点的两侧边之间还设有斜撑。
9.根据权利要求8所述集流叶片低重心垂直轴风力机,其特征是,所述传动框中部正多边形外侧的相邻辐条之间还设有连筋;所述连接框中部正多边形的相邻辐条之间还设有连杆,或者,所述连接框中部正多边形外侧的相邻辐条之间还设有连杆。
10.根据权利要求1至5任一项所述集流叶片低重心垂直轴风力机,其特征是,所述连接框有至少两个、并与传动框形成至少两层辐条,每层辐条分别安装有对应的叶片,相邻两层辐条上安装的叶片交错分布。