[發(fā)明專利]垂直軸風(fēng)輪機(jī)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910134795.4
• 申請(qǐng)日: 2009-04-24
• 公開（公告）號(hào): CN101566122A
• 公開（公告）日: 2009-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡應(yīng)湘;胡文新;胡芝明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合和風(fēng)電有限公司
• 主分類號(hào): F03D3/00
• 分類號(hào): F03D3/00;F03D3/06;F03D11/00
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 王新華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)，也稱為風(fēng)輪機(jī)，且更特別地涉及垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。

背景技術(shù)

本發(fā)明人先前已經(jīng)在2009年2月12日遞交的中國專利申請(qǐng)200910003900.0中提出了一種無軸式垂直軸風(fēng)輪機(jī)，其中該中國專利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容在此通過引用并入，在該無軸式垂直軸風(fēng)輪機(jī)中，轉(zhuǎn)子包括有充分構(gòu)架支撐的筒狀轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可旋轉(zhuǎn)地支撐于一固定的垂直中空芯。翼形的轉(zhuǎn)子葉片位于轉(zhuǎn)子臂的遠(yuǎn)端部。由轉(zhuǎn)子葉片上的氣流產(chǎn)生的空氣動(dòng)力使得轉(zhuǎn)盤圍繞該中空芯轉(zhuǎn)動(dòng)。

轉(zhuǎn)子臂可以為從轉(zhuǎn)盤徑向延伸的系-拉式(tie-stayed)桁架轉(zhuǎn)子臂，或者為從轉(zhuǎn)盤徑向延伸的一對(duì)上部和下部桁架式轉(zhuǎn)子臂，且在該對(duì)上部和下部桁架式轉(zhuǎn)子臂之間置有一斜向延伸的系-拉式(tie-stayed)桁架。系-拉式(tie-stayed)臂從上部徑向桁架式臂的內(nèi)端部斜向延伸至下部徑向桁架式臂的遠(yuǎn)端部。轉(zhuǎn)子臂的系-拉式(tie-stayed)組件設(shè)計(jì)為增強(qiáng)轉(zhuǎn)子臂的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，以抗衡作用在葉片上的重力和離心力。然而，這樣的系-拉式(tie-stayed)組件將導(dǎo)致對(duì)翼形葉片的內(nèi)側(cè)的氣流和翼形葉片與轉(zhuǎn)盤之間的氣流產(chǎn)生阻力和干擾。

在200910003900.0中設(shè)想，轉(zhuǎn)子臂可由空氣動(dòng)力外形的外殼包圍，該外殼有效地將轉(zhuǎn)子臂變成翼形葉片或翼。垂直軸風(fēng)輪機(jī)的一個(gè)普遍問題為在弱風(fēng)條件下轉(zhuǎn)子可能不能或者至少存在困難進(jìn)行自啟動(dòng)。而且，為了優(yōu)化發(fā)電及保護(hù)風(fēng)輪機(jī)，需要在某些情形下控制轉(zhuǎn)子的速度或在某些情形下停止風(fēng)機(jī)。已知的風(fēng)輪機(jī)采用調(diào)角和失速裝置以控制轉(zhuǎn)子速度。

在200910003900.0中設(shè)想，利用轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)，通過設(shè)置于轉(zhuǎn)盤下部橫向止推滾子鄰近的傳動(dòng)裝置，機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)在芯塔的發(fā)電機(jī)。傳動(dòng)裝置包括一對(duì)齒輪，可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在芯塔壁的開口內(nèi)。較小齒輪接合設(shè)置在止推滾子下方，旋轉(zhuǎn)盤下部的環(huán)狀構(gòu)件內(nèi)周的環(huán)齒輪。隨著轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)，環(huán)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)較小齒輪。較小齒輪固定于較大齒輪，較大齒輪接合發(fā)電裝置齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電裝置。

本發(fā)明人試圖改進(jìn)先前的設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容

在此公開了一種含固定的圓形芯的垂直軸風(fēng)輪機(jī)。轉(zhuǎn)子可旋轉(zhuǎn)地支撐于該固定芯，并具有徑向延伸的轉(zhuǎn)子臂。風(fēng)力接合葉片位于徑向延伸的轉(zhuǎn)子臂的遠(yuǎn)端部。每葉片包括至少兩段直葉片，至少其中一段葉片以第一角度斜向傾斜。

在此還公開了設(shè)置于固定芯的發(fā)電機(jī)組和用于將該轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)扭矩傳遞至該發(fā)電機(jī)組的扭矩傳動(dòng)系統(tǒng)。該扭矩傳動(dòng)系統(tǒng)包括一對(duì)配合齒輪，所述齒輪驅(qū)動(dòng)與該發(fā)電機(jī)組聯(lián)結(jié)的扭矩傳動(dòng)軸。該扭矩傳動(dòng)軸包括可軸向移動(dòng)的聯(lián)結(jié)件和樞轉(zhuǎn)聯(lián)結(jié)件。

相應(yīng)地，本發(fā)明提供了根據(jù)任何一項(xiàng)從屬權(quán)利要求的垂直軸風(fēng)輪機(jī)。

根據(jù)僅以舉例方式給出的下述描述，本發(fā)明的其它方面將會(huì)變得明白。

附圖說明

現(xiàn)在將僅以舉例的方式參照附圖描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例，在附圖中：

圖1為根據(jù)本發(fā)明的垂直軸風(fēng)輪機(jī)的第一實(shí)施例的透視圖示，

圖2為垂直軸風(fēng)輪機(jī)的第一實(shí)施例的剖面正視圖示，

圖3為根據(jù)本發(fā)明的垂直軸風(fēng)輪機(jī)的第二實(shí)施例的透視圖示，

圖4為垂直軸風(fēng)輪機(jī)的第二實(shí)施例的剖面正視圖示，

圖5為根據(jù)本發(fā)明的垂直軸風(fēng)輪機(jī)的第三實(shí)施例的透視圖示，

圖6為垂直軸風(fēng)輪機(jī)的第三實(shí)施例的剖面正視圖示，

圖7為根據(jù)本發(fā)明的垂直軸風(fēng)輪機(jī)的第四實(shí)施例的透視圖示，

圖8為垂直軸風(fēng)輪機(jī)的第四實(shí)施例的剖面正視圖示，

圖9為根據(jù)本發(fā)明的垂直軸風(fēng)輪機(jī)的上部徑向轉(zhuǎn)子臂位置的剖面俯視圖示，

圖10為垂直軸風(fēng)輪機(jī)的下部徑向轉(zhuǎn)子臂位置的剖面俯視圖示，

圖11為在圖2標(biāo)示為“細(xì)節(jié)A”的部分的局部剖面正視圖示，及

圖12為在圖4、6和8標(biāo)示為“細(xì)節(jié)B”的部分的局部剖面正視圖示。

圖13為通過轉(zhuǎn)子臂展示阻力板用于干擾穿過葉片的氣流的橫斷面圖示。

圖14為轉(zhuǎn)子臂頂部展示阻力板的透視圖示。

具體實(shí)施方式

在附圖中，描述了根據(jù)本發(fā)明的無軸式垂直風(fēng)輪機(jī)的各種實(shí)施例。風(fēng)輪機(jī)包括三個(gè)基本功能部分，即：垂直支撐結(jié)構(gòu)1、至少一個(gè)設(shè)置于該結(jié)構(gòu)的風(fēng)力驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子2和由所述轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)的用于發(fā)電的發(fā)電機(jī)3。如所描述的，風(fēng)輪機(jī)可以包括單個(gè)轉(zhuǎn)子，或者在未描述的其它實(shí)施例中，可以包括垂直疊置的獨(dú)立旋轉(zhuǎn)的多個(gè)轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子垂直地一個(gè)疊置在另一個(gè)之上，且每個(gè)轉(zhuǎn)子與設(shè)置于垂直支撐結(jié)構(gòu)的對(duì)應(yīng)扭矩傳動(dòng)裝置和發(fā)電單元連接。