CN203670094U - 一种垂直轴风力发电机 - Google Patents
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Abstract
一种垂直轴风力发电机，包括中心塔柱和发电单元，发电单元包括一个以上的发电机、H形的风轮和安装平台，风轮包括一个以上的叶片组，叶片组包括导轨和两根以上的支臂，导轨上、下两端分别与所述第一轴承连接，相邻支臂之间设有叶片，支臂的外端设有第二轴承，叶片的上、下两端分别与第二轴承连接使叶片枢接在相邻支臂之间，支臂的内端通过行走小车安装在所述导轨内；叶片的上端和下端分别设有变桨装置，变桨装置包括套在叶片上的变桨齿轮和驱动所述变桨齿轮的变桨电机；安装平台与中心塔柱一体灌注成型，发电机安装固定在所述安装平台上，风轮下端连接有主齿轮，主齿轮通过传动齿轮组与发电机连接。<u/>
Description
技术领域
本实用新型涉及垂直轴风力发电机，尤其是H形风轮的垂直轴风力发电机。
背景技术
随着全球化学能源的日益枯竭，风力发电作为一种洁净无污染的可再生能源，在远期有可能成为重要的代替能源。同水平轴风力发电机相比，垂直轴风力发电机具有风能利用率高，启动风速低，基本不产生噪音等优点，已经逐渐被人们认识和重视，具有广泛的市场应用前景。现有的垂直轴风力发电机可分为两个主要类型，一类是利用空气动力的阻力做功，典型的结构是S型风轮；另一类是利用翼型的升力做功，最典型的是达里厄风力机。达里厄风力机典型的结构是Φ型或H型风轮。对于目前H型风轮的垂直轴风力发电机，其一般只有一层叶片，而且叶片不能变桨，如中国专利公开号为CN201574886的一种组合型垂直轴风力发电机，用于提高能量转换效率并改善低风速启动性能，它包括S型风轮、H型风轮、发电机以及固定于地基上的塔筒，所述发电机固定于塔筒内，所述H型风轮安装于塔筒的上方，其心轴与发电机的转子固定连接，所述S型风轮安装于H型风轮的上方，其心轴通过超越离合器与H型风轮的心轴连接。这类的垂直轴风力发电机对风能的利用率较差，而且迎风面积小，从而造成H型的垂直轴风力发电机无法突破大功率发电的瓶颈。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种垂直轴风力发电机，增大叶片的迎风面积，而且实现叶片的变桨，提高其对风能的利用率。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种垂直轴风力发电机，包括中心塔柱和设于所述中心塔柱上的一个以上的发电单元，所述发电单元包括一个以上的发电机、H形的风轮和安装平台，所述风轮上、下两端设有第一轴承，风轮通过所述第一轴承与所述中心塔柱枢接；所述风轮包括一个以上的叶片组，所述叶片组包括导轨和两根以上的支臂，所述导轨上、下两端分别与所述第一轴承连接，相邻支臂之间设有叶片，所述支臂的外端设有第二轴承，所述叶片的上、下两端分别与所述第二轴承连接使所述叶片枢接在相邻支臂之间，所述支臂的内端通过行走小车安装在所述导轨内；所述叶片的上端和下端分别设有变桨装置，所述变桨装置包括套在叶片上的变桨齿轮和驱动所述变桨齿轮的变桨电机；所述安装平台与所述中心塔柱一体灌注成型，所述发电机安装固定在所述安装平台上，所述风轮下端连接有主齿轮，所述主齿轮通过传动齿轮组与所述发电机连接。本实用新型的叶片组由一个以上的叶片垂直层叠而成，可以根据需要设置叶片的数量，相比于现有一整块叶片的风轮来说，这种叶片组更容易安装；安装时，先将叶片与支臂组装好，然后利用起重机将组装好的叶片吊起，使叶片沿着导轨往上运动，当叶片运动到指定位置后，锁定叶片；按照相同的方法然后再吊装第二块叶片，直到完成叶片组中所有叶片的吊装。叶片组中的每一块叶片都能实现变桨，在低风速时，可以通过变桨实现低速启动；在常规风速时，可以通过变桨提高对风能的利用率甚至达到满发状态；大风时速时，可以通过变桨减少叶片的迎风面积，使其受到的风阻更小，以达到保护叶片的目的。本实用新型通过变桨电机直接驱动叶片改变角度的方法，简单的实现叶片的变桨，该变桨方式简单而可靠。
作为改进，所述导轨为槽钢，其包括底板和与底板连接的两个侧板，所述侧板端部向内水平延伸挡块。
作为改进，相邻导轨之间设有连接件连接，用于加强导轨的强度。
作为改进，所述连接件相互连接形成环形结构，环形结构使各个导轨连接成一体，结构强度更高。
作为改进，所述支臂为钢结构，且呈外端小，内端大。钢结构的支臂能够更有力的支撑整个叶片，叶片通过这些支臂连接成叶片组，具有多块叶片组成的叶片组依靠这些强度更高的支臂作为支撑和组装。
作为改进，所述叶片的上、下两端分别设有枢接轴，所述叶片通过所述枢接轴与所述第二轴承连接。
所述变桨电机上设有传动齿轮，所述传动齿轮与所述变桨齿轮啮合。
作为改进，所述发电机垂直设置，所述发电机上设有传动齿轮，所述传动齿轮与所述主齿轮啮合。
作为改进，所述安装平台上设有与所述导轨数量相等的过道，叶片可以穿过该过道，从而实现叶片的吊装。
本实用新型与现有技术相比所带来的有益效果是：
本实用新型的叶片组由一个以上的叶片垂直层叠而成，可以根据需要设置叶片的数量，相比于现有一整块叶片的风轮来说，这种叶片组更容易安装。本实用新型通过变桨电机直接驱动叶片改变角度的方法，简单的实现叶片的变桨，该变桨方式简单而可靠，简单的解决风力发电机变桨难的问题。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
图2为风轮的主视图。
图3为叶片组中的一块叶片的示意图。
图4为风轮的俯视图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，一种垂直轴风力发电机，包括中心塔柱1和设于所述中心塔柱上的一个以上的发电单元，本实施例的中心塔柱1设有一个发电单元。所述发电单元包括一个以上的发电机14、H形的风轮和安装平台13，所述风轮上、下两端设有第一轴承17，风轮通过所述第一轴承17与所述中心塔柱1枢接，风轮可以绕着中心塔柱1旋转。
如图2所示，所述风轮包括一个以上的叶片组2，本实施例一共设有三个叶片组2。所述叶片组2包括两根以上的支臂3和导轨7，本实施例一共设有三根呈垂直分布的支臂3，相邻支臂3之间的距离为一块叶片的高度；所述支臂3为钢结构，且呈外端小，内端大，钢结构的支臂3能够更有力的支撑整个叶片6，叶片6通过这些支臂3连接成叶片组2，具有多块叶片组2成的叶片组2依靠这些强度更高的支臂3作为支撑和组装。所述导轨7为槽钢，其包括底板和与底板连接的两个侧板，所述侧板端部向内水平延伸挡块；所述导轨7两端分别与套在垂直轴风力发电机中心塔柱1上的第一轴承外圈连接，使其能够绕垂直轴风力发电机中心塔柱1旋转；如图4所示，相邻导轨7之间设有连接件11连接，所述连接件11相互连接形成环形结构，环形结构使各个导轨7连接成一体，结构强度更高。如图3所示，相邻支臂3之间设有叶片6，所述支臂3的外端设有第二轴承4，所述叶片6的上、下两端分别设有枢接轴5，所述叶片6通过所述枢接轴5与所述第二轴承4连接使叶片6能够枢接在相邻的支臂3之间；所述支臂3的内端通过行走小车12安装在所述导轨7内，行走小车12的背面与支臂3内端固定连接，行走小车12的正面设有滚轮，使其能够与导轨7滚轮连接，吊装叶片6时，行走小车12可以沿着导轨7进行上下运动。行走小车12上还设有锁定装置，当叶片6的位置确定之后，可以通过该锁定装置将叶片6的位置固定下来，也可以放置叶片6脱离导轨7；该锁定装置可以是设置在行走小车12上的电子锁和设置在导轨7上的锁孔，需要固定行走小车12时，电子锁工作驱动插销向两侧伸出并伸入到导轨7的两侧板上的锁孔中。所述叶片6的上端和下端分别设有变桨装置，所述变桨装置包括套在叶片6枢接轴5上的变桨齿轮8和驱动所述变桨齿轮8的变桨电机9，所述变桨电机9输出轴上设有传动齿轮10，变桨电机9通过齿轮啮合驱动叶片6上的枢接轴5，从而改变叶片6的角度；叶片6上下两端均设有变桨装置，两个变桨装置同步工作，使叶片6上下两端同时旋转，以减小叶片6的扭曲。
如图1所示，所述安装平台13与所述中心塔柱一体灌注成型，使安装平台13的可靠性更高，所述发电机14、励磁柜等相关设备可以固定在所述安装平台13上，并且安装平台13上可以为检修人员提供工作平台，使检修人员能够安全的对发电机14及其设备进行检修。所述安装平台13上设有与所述导轨数量相等的过道（未标示），叶片可以穿过该过道，从而实现叶片的吊装。所述风轮下端连接有主齿轮15，所述发电机14垂直设置，所述发电机14上设有传动齿轮16，所述传动齿轮16与所述主齿轮15啮合，风轮可以通过所述主齿轮15通过带动多个发电机14旋转发电。
本实用新型的叶片组2由一个以上的叶片6垂直层叠而成，可以根据需要设置叶片6的数量，相比于现有一整块叶片6的风轮来说，这种叶片组2更容易安装；安装时，先将叶片6与支臂3组装好，然后利用起重机将组装好的叶片6吊起，使叶片6沿着导轨7往上运动，当叶片6运动到指定位置后，锁定叶片6；按照相同的方法然后再吊装第二块叶片6，直到完成叶片组2中所有叶片6的吊装。叶片组2中的每一块叶片6都能实现变桨，在低风速时，可以通过变桨实现低速启动；在常规风速时，可以通过变桨提高对风能的利用率甚至达到满发状态；大风时速时，可以通过变桨减少叶片6的迎风面积，使其受到的风阻更小，以达到保护叶片6的目的。本实用新型通过变桨电机9直接驱动叶片6改变角度的方法，简单的实现叶片6的变桨，该变桨方式简单而可靠。
Claims (9)
1.一种垂直轴风力发电机，包括中心塔柱和设于所述中心塔柱上的一个以上的发电单元，所述发电单元包括一个以上的发电机、H形的风轮和安装平台，所述风轮上、下两端设有第一轴承，风轮通过所述第一轴承与所述中心塔柱枢接；其特征在于：所述风轮包括一个以上的叶片组，所述叶片组包括导轨和两根以上的支臂，所述导轨上、下两端分别与所述第一轴承连接，相邻支臂之间设有叶片，所述支臂的外端设有第二轴承，所述叶片的上、下两端分别与所述第二轴承连接使所述叶片枢接在相邻支臂之间，所述支臂的内端通过行走小车安装在所述导轨内；所述叶片的上端和下端分别设有变桨装置，所述变桨装置包括套在叶片上的变桨齿轮和驱动所述变桨齿轮的变桨电机；所述安装平台与所述中心塔柱一体灌注成型，所述发电机安装固定在所述安装平台上，所述风轮下端连接有主齿轮，所述主齿轮通过传动齿轮组与所述发电机连接。
2.根据权利要求1所述的一种垂直轴风力发电机，其特征在于：所述导轨为槽钢，其包括底板和与底板连接的两个侧板，所述侧板端部向内水平延伸挡块。
3.根据权利要求1所述的一种垂直轴风力发电机，其特征在于：相邻导轨之间设有连接件连接。
4.根据权利要求3所述的一种垂直轴风力发电机，其特征在于：所述连接件相互连接形成环形结构。
5.根据权利要求1所述的一种垂直轴风力发电机，其特征在于：所述支臂为钢结构，且呈外端小，内端大。
6.根据权利要求1所述的一种垂直轴风力发电机，其特征在于：所述叶片的上、下两端分别设有枢接轴，所述叶片通过所述枢接轴与所述第二轴承连接。
7.根据权利要求1所述的一种垂直轴风力发电机，其特征在于：所述变桨电机上设有传动齿轮，所述传动齿轮与所述变桨齿轮啮合。
8.根据权利要求1所述的一种垂直轴风力发电机，其特征在于：所述发电机垂直设置，所述发电机上设有传动齿轮，所述传动齿轮与所述主齿轮啮合。
9.根据权利要求1所述的一种垂直轴风力发电机，其特征在于：所述安装平台上设有与所述导轨数量相等的过道。
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