[發明專利]垂直軸風力發電機

無效

• 申請號: 201110340968.5
• 申請日: 2011-11-02
• 公開（公告）號: CN102400854A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: 郭曉梅;胡樹根;徐愛群;毛華鋒;諶忠瑞
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F03D9/00
• 分類號: F03D9/00;F03D3/06;F03D11/02
• 代理公司: 杭州宇信知識產權代理事務所(普通合伙) 33231
• 代理人: 張宇娟

技術領域

本發明屬于風力發電技術領域，具體的涉及一種垂直型的風力發電機。

背景技術

隨著能源危機越來越嚴重，風電作為一種清潔能源，越來越受到重視。中國風電事業發展迅猛，尤其是在十一五期間，風電行業得到了國家大力的支持，2006年我國風電裝機總容量為2588兆瓦，2008年末為1212兆瓦，截止到2010年6月，中國風力發電能力為33800兆瓦。

一般來說，風力發電機可以劃分為兩類，即水平軸風力發電機和垂直軸風力發電機。水平軸風力發電機，顧名思義，風輪的旋轉平面與風向垂直，葉片個數一般為2至3片，葉片少的水平軸風力發電機在高速運行時具有較高的風能利用率，但起動風速較高。另一種為垂直軸風力發電機，風輪的旋轉軸與地面垂直。垂直軸風力發電機的優點是不需要對風，可以利用任何風輪四周的風，垂直軸風力發電機一般運用于小型風力發電，非常適合民用發電。

垂直軸風力發電機有很多種，其中研究較為廣泛的兩種是達里厄風輪和薩渥紐斯風輪。達里厄風輪為升力型風輪，特點是啟動風速大，風能利用率高。薩渥紐斯風輪又稱S型風輪，為阻力型風輪，其特點是啟動風速低，風能利用率低。

申請號為CN?200910262634.3的中國專利申請公開了一種垂直型風力發電機，包括支撐柱，該支撐柱上間隔地設有上端轉動件、下端轉動件；由支撐柱支承的多個卷曲成形的風葉，該風葉的上端與上端轉動件固定連接，該風葉的下端與下端轉動件固定連接，上端轉動件和下端轉動件可相對于支撐柱轉動；上端轉向機構、下端轉向機構，上端轉向機構分別與上端轉動件以及上驅動件接合，下端轉向機構分別與下端轉動件以及下驅動件接合，從而分別將上端轉動件、下端轉動件的在水平平面內的轉動轉換為上驅動件和下驅動件在垂直平面內的轉動；與發電機連接的動力輸出機構，由下驅動件驅動。

該垂直型風力發電機采用達里厄Φ型結構，風葉兩端固定在支撐柱上，雖然從一定程度上解決了垂直風力發電主軸結構不穩的缺點，但是該垂直型風力發電機還存在啟動性能差得缺陷。

申請號為CN?201010176426.4的中國專利申請公開了一種混合型垂直軸風力發電機，包括達里厄風輪、達里厄風輪連桿、轉軸、S型風輪和發電機，其中所述S型風輪具有上隔板、下隔板以及S型風輪葉片，該S型風輪葉片能夠在上隔板或下隔板上的葉片軌道內移動；混合垂直軸發電機還包括S型風輪自動閉合系統，其設置在S型風輪的上隔板或下隔板上，該S型風輪自動閉合系統能夠根據發電機所處狀態的不同而改變各S型風輪葉片之間的相對位置，進而改變S型風輪的迎風面積，實現在不改變發電機的最大啟動力矩的情況下，降低其在正常運行時的阻力。

該混合型垂直軸風力發電機將達里厄風輪和S型風輪安裝在同一根轉軸之上，且在S型風輪上加裝了一個S型風輪自動閉合裝置，可以根據發電機的運行情況來改變S型葉輪葉片之間的相對位置，雖然在一定程度上降低了混合型垂直軸風力機在正常運行時的阻力，使整個系統在正常運轉時可以更加高效，但是該混合型垂直軸風力發電機的S型風輪自動閉合裝置結構復雜，控制不便。

基于上述現有的垂直軸風力發電機存在的缺點，本發明旨在探索一種垂直軸風力發電機，使得該垂直軸風力發電機兼具阻力型風輪較好的啟動性能和升力型風輪較高的風能利用率，且結構簡單，制作方便。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提出一種垂直軸風力發電機，該垂直軸風力發電機不僅結構簡單，而且能夠兼具采用阻力型風輪的風力發電機的較好的啟動性能和采用升力型風輪的風力發電機的較高的風能利用率。

為了實現上述技術目的，本發明的垂直軸風力發電機，包括風輪、轉軸和發電機，所述風輪包括一組葉片組或至少兩組呈環形均布設置的葉片組，所述每組葉片組包括至少三只相互平行且呈弧形排列的葉片，所述葉片兩端分別與設置在頂端的頂蓋和設置下端的底座固定連接，所述轉軸的輸入端與所述底座相連并與底座同步轉動，所述轉軸的輸出端通過連接裝置與所述發電機相連。

進一步，所述連接裝置包括設置在轉軸上的變速箱，所述變速箱的輸出軸與發電機軸之間通過聯軸器相連。

進一步，所述連接裝置還包括設置在所述變速箱與底座之間的離合器。

進一步，所述發電機外設有外殼，所述轉軸延伸穿過外殼與所述離合器相連，所述轉軸與所述外殼之間設有由上軸承、下軸承和位于上軸承與下軸承之間的軸套組成的雙軸承結構。

進一步，所述外殼上設有外殼蓋。

進一步，所述葉片為機翼形葉片。

本發明的有益效果為：