[實用新型]垂直軸阻力型旋轉門式風力發電機

有效

• 申請號: 201120280113.3
• 申請日: 2011-08-03
• 公開（公告）號: CN202203050U
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發明（設計）人: 于常麟
• 申請（專利權）人: 張黎明
• 主分類號: F03D7/06
• 分類號: F03D7/06;F03D11/00;F03D3/02
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司 45112
• 代理人: 羅玉榮

技術領域

本發明涉及風力發電領域，尤其涉及一種垂直軸阻力型旋轉門式風力發電機。

背景技術

目前，風力機械基本上是根據風機主軸的的空間位置分為水平軸型式與垂直軸型式兩類。垂直軸型式風力機械的風輪旋轉軸與風向（地面）垂直。該結構型式種類較多，如：薩瓦里歐斯式、達里厄式、集渦式等。該結構型式的風能發電機發展起步較晚，尚未商業化；而且風能利用率低，功率比水平軸型的風能發電機小。為提高風能的利用率，近年來出現了一些設有多層風輪的垂直軸風力機，如公開號為CN101956670A的中國專利公開的“一種具有多層風輪的風力機”，公開號為CN101737270A的中國專利公開的一種“特大型垂直軸風力發電裝置”，公開號為CN101629550A的中國專利公開的一種“自適應微動風擋垂直軸風力發電機”，均為通過設置多層的風輪機構來提高風能的利用率，特別是后兩個專利所公布的結構中，設置根據風向轉動的風葉來提高受風面的推力，減小背風面的阻力。但由于這兩種結構中，雖然能形成不平衡力偶，但未能以受風面法線與風向平行、背風面法線與風向垂直方式（下稱法線正交）自動跟蹤風向。因此，未能充分獲取風力動能，風能的利用率仍然偏低。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，而提供一種垂直軸阻力型旋轉門式風力發電機，該風力發電機具有對風頁的控制精度高、可靠性高、風能利用率高、且運動平穩性高、結構簡單、成本低的優點。

本發明是綜合現行的風能利用技術裝備的優點，以垂直軸型式風力機械的結構為基礎，應用數控技術而設計的一種具有新的理論、新結構的風能利用裝置。

本發明是以數字技術控制旋轉門。根據風向，實時控制旋轉門的風頁，使旋轉門力臂兩側的風頁法線始終以正交方式自動跟蹤風向，形成三個不平衡力偶。?

實現本發明目的的技術方案是：

一種垂直軸阻力型旋轉門式風力發電機，包括安裝平臺、多層框架式塔架、與多層框架式塔架配裝的旋轉門、數控系統以及發配電系統，安裝平臺固裝在地面上，塔架固裝在安裝平臺上，旋轉門設置在塔架中，每個旋轉門包括多扇以塔架中的主軸為軸心等角度排列的風門，每扇風門由多具可轉動的風頁體組成，與現有技術不同的是：塔架頂部設有與數控系統連接的風速風向傳感器，最高層主軸頂端同軸配裝有防逆轉機構，每具風頁體均配裝有與數控系統連接的風頁偏轉執行機構，風頁體可控同步偏轉，每具風頁體的法線始終以正交方式跟蹤風向。

所述的風頁偏轉執行機構包括風頁角度傳感器、減速器和印制繞組電機，風頁角度傳感器、減速器和印制繞組電機同軸配裝在風頁體下端面的中心處，風頁角度傳感器、印制繞組電機與數控系統連接。

所述的防逆轉機構包括棘輪和棘爪，棘輪與主軸配裝，棘輪的周節為12度，棘爪為三件，棘輪的逆轉自由度不大于4度。

風頁體的上、下端設有軸套分別套入風頁上軸承組件與風頁下軸承組件中，風頁體通過風頁上軸承組件、風頁下軸承組件與風門框可轉動連接組成風門；每具風頁偏轉執行機構的風頁角度傳感器上的軸與每具風頁下軸承組件的軸鍵合；風門框下邊框的內、外側分別設有內承載滑車、外承載滑車。

每個旋轉門由六具風門分別安裝于主軸的六個平面上，六具風門的風門框與固定梁固定連接組成，旋轉門呈正六面體形。

所述的塔架包括制動器、短立柱、導軌、長立柱、十字橫梁、主軸、主軸方位傳感器、防逆轉棘輪機構、上軸承組件、槽形夾板、安裝板、上副軸、鉤頭鍵、下副軸和下軸承組件，制動器固定在第一層十字橫梁下部的中心處，通過轉動絲桿制動與主軸連接的動力軸，十字橫梁通過槽形夾板緊固，十字橫梁的四端與長立柱的法蘭盤聯接，第一層十字橫梁與短立柱上端的法蘭盤及長立柱下端的法蘭盤聯接，四件短立柱下端的法蘭盤與安裝平臺的調整法蘭盤通過螺栓聯接；安裝板設置在十字橫梁上部的中心處，下軸承組件設置在安裝板上部的中心處，上軸承組件設置在最高層，防逆轉棘輪機構設置在最高層的上軸承組件上；主軸的上、下兩端通過鉤頭鍵與上副軸、下副軸鍵合；導軌設置在十字橫梁上部。

所述的安裝平臺為蛛網式平臺，包括地梁、連接板、可調整樁腳、調整法蘭盤、緊定螺母、地腳螺釘和固定樁腳，可調整樁腳與多件地梁、連接板、固定樁腳之間通過螺栓聯接，調整法蘭盤通過螺紋聯接可調整樁腳，調整法蘭盤與可調整樁腳通過調整螺套連接，固定樁腳通過地腳螺釘固定于地面或水泥地基上，安裝平臺與多層塔架之間設有斜拉錨。

安裝平臺的平臺半徑大于塔架高度的1/2。