[發(fā)明專利]垂直型風(fēng)力發(fā)電機(jī)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910262634.3
• 申請日: 2009-12-17
• 公開（公告）號: CN102102633A
• 公開（公告）日: 2011-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周建煌
• 申請（專利權(quán)）人: 巨諾國際有限公司
• 主分類號: F03D9/00
• 分類號: F03D9/00;F03D3/00;F03D3/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 譚祐祥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及立軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)(或稱為垂直型風(fēng)力發(fā)電機(jī))。

背景技術(shù)

風(fēng)能作為一種綠色能源，取之不盡、用之不竭，世界上許多國家早已經(jīng)開始利用風(fēng)力發(fā)電技術(shù)提供電力。傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備采用水平風(fēng)機(jī)，風(fēng)輪在風(fēng)力的驅(qū)動下每分鐘大致轉(zhuǎn)動8-15圈。這種風(fēng)力發(fā)電設(shè)備還需要風(fēng)向跟蹤裝置的配合來進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電，而該風(fēng)向跟蹤裝置造價(jià)高并且容易損壞，也很難適應(yīng)風(fēng)向快速變化的風(fēng)或者風(fēng)向不穩(wěn)定的風(fēng)。現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備一般是水平軸式或垂直軸式。當(dāng)前垂直風(fēng)力發(fā)電機(jī)在世界上并不普及，主要因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差，并且主軸的軸承極易損壞。

垂直軸式風(fēng)力發(fā)電設(shè)備通常由發(fā)電機(jī)、垂直軸和風(fēng)輪組成，風(fēng)輪與垂直軸固定，垂直軸驅(qū)動發(fā)電機(jī)。當(dāng)風(fēng)迎面吹向風(fēng)輪，風(fēng)輪上的風(fēng)葉受到風(fēng)力的推動而開始水平旋轉(zhuǎn)，風(fēng)輪的轉(zhuǎn)動帶動垂直軸。垂直軸式風(fēng)輪發(fā)電裝置能不受風(fēng)向的變化進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，也就是說任何方向的風(fēng)對于該垂直軸式的風(fēng)力發(fā)電裝置的風(fēng)輪來說都是迎面風(fēng)。《風(fēng)能：理論、應(yīng)用與測試》(Jens-Peter?Molly原著，張世惠翻譯，德文原著1991年出版)記載了“30年代初法國人darrieus想出了垂直軸風(fēng)輪，這種葉片利用產(chǎn)生翼形升力來產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。垂直軸風(fēng)輪在風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域通常也被稱為“達(dá)里厄風(fēng)輪”。與水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)相比較Darrieus原理的缺點(diǎn)是：低風(fēng)下葉片不會自己起動。從地面到風(fēng)輪中心點(diǎn)的距離較小(減少了發(fā)電量)，由于風(fēng)輪拉索產(chǎn)生振動問題，其減振成本高，對于彎曲而成的葉片利用葉片角度來進(jìn)行功率調(diào)節(jié)的可能性很小；此外，大型風(fēng)機(jī)支撐風(fēng)葉的轉(zhuǎn)軸的支點(diǎn)容易損壞。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明通過提供一種改良的垂直型風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，以解決上述技術(shù)問題。本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)動機(jī)優(yōu)選是可以經(jīng)得起強(qiáng)臺風(fēng)吹襲。由于大型水平風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)葉很長，難以抵得住強(qiáng)臺風(fēng)的襲擊。本發(fā)明采用達(dá)里厄Φ型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，該類型的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的葉片，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性是任何風(fēng)葉所難以相比的，最經(jīng)得起狂風(fēng)的沖擊。

本發(fā)明提出了一種垂直型風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，一種垂直型風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，包括：支撐柱，該支撐柱上間隔地設(shè)有上端轉(zhuǎn)動件、下端轉(zhuǎn)動件；由支撐柱支承的多個(gè)卷曲成形的風(fēng)葉，該風(fēng)葉的上端與上端轉(zhuǎn)動件固定連接，該風(fēng)葉的下端與下端轉(zhuǎn)動件固定連接，上端轉(zhuǎn)動件和下端轉(zhuǎn)動件可相對于支撐柱轉(zhuǎn)動；上端轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、下端轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，上端轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)分別與上端轉(zhuǎn)動件以及上驅(qū)動件接合，下端轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)分別與下端轉(zhuǎn)動件以及下驅(qū)動件接合，從而分別將上端轉(zhuǎn)動件、下端轉(zhuǎn)動件的在水平平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為上驅(qū)動件和下驅(qū)動件在垂直平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動；與發(fā)電機(jī)連接的動力輸出機(jī)構(gòu)，其由下驅(qū)動件驅(qū)動。

在優(yōu)選的實(shí)施例中，該垂直型風(fēng)力發(fā)電設(shè)備還包括聯(lián)動裝置，其使得上驅(qū)動件和下驅(qū)動件同步轉(zhuǎn)動。所述聯(lián)動裝置包括滑輪傳動裝置，該滑輪傳動裝置的滑輪分別與上、下驅(qū)動件同軸安裝。

在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述上端轉(zhuǎn)動件、下端轉(zhuǎn)動件是設(shè)置在支撐柱兩端的、并且能夠獨(dú)立于該支撐柱轉(zhuǎn)動的軸承。所述上端轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)由相互嚙合的兩個(gè)斜齒輪組成，其中一個(gè)第一斜齒輪與上端轉(zhuǎn)動件同軸轉(zhuǎn)動，另一個(gè)第二斜齒輪與上驅(qū)動件同軸轉(zhuǎn)動。所述聯(lián)動裝置包括連接上、下驅(qū)動件的滑輪傳動裝置，其中滑輪傳動裝置包括在滑輪之間的鏈條或鋼繩。

在其它優(yōu)選的實(shí)施例中，在該支撐柱上、上端轉(zhuǎn)動件與下端轉(zhuǎn)動件之間還嵌套有環(huán)形構(gòu)件，該環(huán)形構(gòu)件能夠獨(dú)立于該支撐柱轉(zhuǎn)動，并且通過拉繩分別連接每一片風(fēng)葉。所述環(huán)形構(gòu)件的內(nèi)徑大于支撐柱的外徑，并且可相對支撐柱轉(zhuǎn)動，其中該環(huán)形構(gòu)件與上端轉(zhuǎn)動件的距離比與下端轉(zhuǎn)動件的距離大。

在一實(shí)施例中，該風(fēng)力發(fā)電設(shè)備通過一多節(jié)傳動機(jī)構(gòu)將由風(fēng)能得到的轉(zhuǎn)動機(jī)械能向發(fā)電機(jī)傳輸，其中所述動力輸出機(jī)構(gòu)包括第一齒輪，該第一齒輪與所述下驅(qū)動件同軸轉(zhuǎn)動，該第一齒輪并且與多節(jié)傳動機(jī)構(gòu)耦合，以便通過該多節(jié)傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動所述發(fā)電機(jī)。所述多節(jié)傳動機(jī)構(gòu)包括第一滑輪組，其中主動滑輪的轉(zhuǎn)動半徑大于從動滑輪的轉(zhuǎn)動半徑，該主動滑輪與所述第一齒輪相耦合。所述多節(jié)傳動機(jī)構(gòu)還至少包括第二滑輪對，該第二滑輪對的主動滑輪的轉(zhuǎn)動半徑大于該第二滑輪對的從動滑輪的轉(zhuǎn)動半徑，所述第一滑輪組的從動滑輪與該第二滑輪對的主動滑輪同軸安裝。

本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，還包括該風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的支撐架，該支撐架一端固定在該支撐柱上、并且位于下端轉(zhuǎn)動件的下方，該支撐架的另一端固定在地基上。

根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，支撐柱僅僅起支撐作用，不發(fā)生轉(zhuǎn)動。本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電機(jī)克服了垂直風(fēng)力發(fā)電主軸結(jié)構(gòu)不穩(wěn)的缺點(diǎn)，將支撐柱牢牢固定在地基上，結(jié)構(gòu)穩(wěn)固。此外，本風(fēng)力發(fā)電機(jī)采用達(dá)里厄Φ型結(jié)構(gòu)，風(fēng)葉兩端固定在支撐柱上，風(fēng)葉的結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)固。