[實用新型]一種行星垂直軸風力機及水平串式垂直軸風力發電系統

無效

• 申請號: 200920133508.3
• 申請日: 2009-07-03
• 公開（公告）號: CN201546893U
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發明（設計）人: 李世展
• 申請（專利權）人: 李世展;劉海平;郭德建
• 主分類號: F03D3/00
• 分類號: F03D3/00;F03D9/00
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 林儉良

技術領域

本實用新型涉及風力動力裝置，更具體地說，涉及一種可用于風力發電或輸出動力的行星垂直軸風力機以及使用該行星垂直軸風力機的水平串式垂直軸風力發電系統。

背景技術

在石化、燃煤能源日漸枯的今天，風力發電已成為人類能源開發的重點方向之一。資料表明，全球可開發風能資源的總量大約為人類能源需求總量的許多倍。風能的豐富性和可自然再生性是最具吸引力的理由。

風力發電技術起源于歐洲，其中丹麥、荷蘭、德國等國家對風力發電的開發和倡導已經有超過20年的歷史了。風力發電技術誕生以來，經歷了不斷的改進，目前較為常用的風力機歸納起來可分為兩類：

1)水平軸風力機，其風輪的旋轉軸與氣流方向平行。水平軸風力機主要由塔架、水平軸風輪、變速箱(加速齒輪箱)、發電機、對風裝置、控制系統等部件所組成。風輪的作用是將風能轉換為機械能，它由氣體流動性能良好的葉片裝在輪軸上所組成，低速轉動的風輪通過傳動機構由加速齒輪箱增速，進而將動力傳遞給發電機。水平軸風力機主要優點是：風輪可以架設到離地面較高的地方，減少了由于地面擾動對風輪動態特性的影響，風輪架設離地面越高，風力越大，隨高度增加發電量增高，啟動風速低，可自啟動。缺點是葉型設計及風輪制造較為復雜；而且需要額外的對風裝置，來調整風輪的葉片的對風方向，增加了設計難度和成本。

2)垂直軸風力機，其風輪的旋轉軸垂直于地面或氣流方向。通常垂直軸風力機安裝在離地面近的地方，無需使用塔架、對風裝置；由垂直軸風力機受風，帶動垂直軸轉動，通過變速箱帶動發電機轉動。其優點是在氣流方向改變時無需對風，也不需要對風裝置，減少風輪對風時的陀螺力。結構相對簡單，成本低。然而，垂直軸風力機風能利用率低于水平軸，風輪離地面近氣流受地面影響大，無法更充分的接受風力，無法自啟動，需要電動啟動。

現有的垂直軸風力機的風輪包括阻力型和升力型。阻力型雖然有較大的啟動力矩，但減速比較低，而且輸出的功率也較低。而升力型利用升力來推動輸出軸轉動，但是在產生升力的同時也會產生阻力，隨著升力的增加，阻力也隨之增加，而升力才是作為推動輸出軸轉動的主要動力，阻力的增加必然會導致效率的降低，進而影響風機的輸出功率。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題在于，針對現有技術的垂直軸風力機的效率低的缺陷，提供一種可調整帆板組件的受風角度以提高效率的行星垂直軸風力機。

本實用新型所要解決的另一技術問題在于，提供一種可有效綜合水平軸風力機和垂直軸風力機機的優點，可大大增加受風面積、受風力度、降低成本的水平串式垂直軸風力發電系統。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種行星垂直軸風力機，包括輸出軸、帆板組件、連桿、以及轉動機構；

所述帆板組件包括與所述輸出軸平行設置的轉軸、以及固定安裝在所述轉軸上的受風件；

所述連桿的一端與所述帆板組件連接并由所述帆板組件推動旋轉，所述連桿的另一端與所述輸出軸固定連接，并由所述連桿推動所述輸出軸轉動；

所述轉動機構包括固定安裝在所述轉軸上的第一傘齒輪、套設在所述輸出軸上的第二傘齒輪、與所述連桿同步旋轉的傳動桿、以及在所述傳動桿兩端設置分別與所述第一傘齒輪和第二傘齒輪嚙合的第三傘齒輪和第四傘齒輪。

在本實用新型的行星垂直軸風力機中，所述行星垂直軸風力機還包括帶動所述第二傘齒輪轉動并定位的對風裝置。

在本實用新型的行星垂直軸風力機中，所述轉動機構還包括可轉動地安裝在所述轉軸上的至少一個第一支架、以及固定安裝在所述輸出軸上的至少一個第二支架；所述連桿與所述第一支架和第二支架固定連接。

在本實用新型的行星垂直軸風力機中，所述第一支架為一個，并可轉動地安裝在所述轉軸的上端；所述第二支架為一個，并固定安裝在所述輸出軸的上端；

所述連桿包括與所述第一支架和第二支架固定連接的第一連桿、以及與所述第一連桿分開設置的第二連桿；

所述轉軸的下端通過軸承轉動安裝在所述第二連桿的一端，所述第二連桿的另一端與所述輸出軸的下端固定連接。

在本實用新型的行星垂直軸風力機中，所述第一支架、第二支架和連桿均為中空結構；

所述第一傘齒輪和第三傘齒輪可轉動插入安裝在所述第一支架上，并且所述第一傘齒輪和第三傘齒輪的嚙合部分設置在所述第一支架內；

所述第二傘齒輪和第四傘齒輪可轉動插入安裝在所述第二支架上，并且所述第二傘齒輪和第四傘齒輪的嚙合部分設置在所述第二支架內；

所述傳動桿設置在所述連桿內，固定連接所述第三傘齒路和第四傘齒輪。