[發明專利]一種垂直軸葉輪模塊及發電裝置

在審

• 申請號: 201811166429.2
• 申請日: 2018-10-08
• 公開（公告）號: CN109058040A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 代啟武
• 申請（專利權）人: 代啟武
• 主分類號: F03D3/06
• 分類號: F03D3/06;F03D13/20;F03D3/02;F03D9/25;F03B3/12;F03B11/00;F03B13/00
• 代理公司: 成都為知盾專利代理事務所(特殊普通合伙) 51267
• 代理人: 李漢強;楊宜付

本發明公開一種垂直軸葉輪模塊和發電裝置，所述葉輪模塊包括支撐架和葉輪機構，所述葉輪機構包括一垂直轉軸及呈輻射狀均布安裝在所述垂直轉軸上的多個葉片組件；所述葉片組件包括組件框架，所述組件框架上設置有多個單元框，每個單元框上均安裝有框門，所述框門僅能夠沿順時針方向開啟或所述框門僅能夠沿逆時針方法開啟；所述垂直轉軸豎直安裝在所述支撐架上，所述垂直轉軸頂端設置有上連接端，所述垂直轉軸底部設置有下連接端。所述發電裝置包括所述垂直軸葉輪模塊。本發明垂直軸葉輪模塊采用模塊式設計，可以因地制宜的進行拼裝，為高功率發電提供技術基礎保證。葉片組件的設計，確保葉片受力面積更大，啟動風速更小。

技術領域

本發明屬于發電設備領域，涉及垂直軸發電裝置用的垂直軸葉輪模塊，以及使用該模塊的發電裝置。

背景技術

垂直軸風力發電機在風向改變的時候無需對風，相對于水平軸風力發電機是一大優勢。垂直軸風力發電機以其受力情況合理、工作穩定、方便維修等優點在風力發電領域迅速推廣，而發展大功率、超大功率風力發電機已經成為風力發電的趨勢。

在淺海、海峽、海灣或河口一帶，漲潮與退潮會引起較強的潮流，水流速度較高，可直接利用潮流前進的動能來推動水輪機發電，方法類似于風力發電機。風力機可用的形式基本上都可用于潮汐動能發電，比較典型的的是采用與水平軸風力機相似的結構與原理。

現有技術中，垂直軸風力發電機包括塔柱、套設在塔柱上的風輪以及置于塔柱上位于塔柱和風輪之間的發電機，所述風輪包括支撐輪及葉片，支撐輪由若干支撐桿組成，葉片與該支撐桿連接，支撐桿與發電機的轉動件連接。風輪轉動帶動固定在塔柱上的發電機的轉子轉動發電。增大垂直軸風力發電機的發電功率的常規措施是增大風輪直徑和增加風輪高度即增大葉片的長度，這些做法都有較大的局限性。風輪的直徑越大，連接葉片的支撐桿長度也就需要做得越長，由于帶有葉片的支撐桿為懸臂梁，支撐桿長度越長，使得葉片位置越容易偏斜，為了避免葉片的過度傾斜，就要將支撐桿的截面尺寸做得越來越大，而這會影響到風輪的氣動性能，增大風阻力，也使得風輪的制造成本和制造難度大大提高，并且單純增大風輪半徑會降低風場面積的有效利用率，降低風力發電機裝機密度，不能充分利用垂直軸風力發電機在高度方向上可以任取截風面積的優勢；而增加葉片的長度，由于自然風具有高處較低處更大的特點，葉片過長使得葉片上下承受的風扭矩差增大，這會導致葉片承受較大的扭矩，很容易損壞，并且對發電機的配置也會帶來很大困難。

發明內容

鑒于此，本發明目的在于提供一種受風面積大、有利于提高發電功率的垂直軸葉輪模塊。本發明的另一目的在于提供一種受風面積大、發電功率高的發電機。

發明人通過長期的探索和嘗試，以及多次的實驗和努力，不斷的改革創新，為解決以上技術問題，本發明提供的技術方案是，提供一種垂直軸葉輪模塊，所述葉輪模塊包括支撐架和葉輪機構，所述葉輪機構包括一垂直轉軸及呈輻射狀均布安裝在所述垂直轉軸上的多個葉片組件；所述葉片組件包括組件框架，所述組件框架上設置有多個單元框，每個單元框上均安裝有框門，所述框門僅能夠沿順時針方向開啟或所述框門僅能夠沿逆時針方法開啟；所述垂直轉軸豎直安裝在所述支撐架上，所述垂直轉軸頂端設置有上連接端，所述垂直轉軸底部設置有下連接端。

根據本發明垂直軸葉輪模塊的一個實施方式，所述單元框為矩形框，由兩豎框和兩橫框圍合構成；所述單元框內安裝有框門安裝軸；所述框門包括軸管和分別位于軸管兩側的第一葉片和第二葉片，所述第一葉片和第二葉片之間的夾角為鈍角；所述軸管套設在所述框門安裝軸上。

根據本發明垂直軸葉輪模塊的一個實施方式，所述框門安裝軸平行于所述橫框，并靠近上橫框；所述橫框上設置有前封閉部和后封閉部；所述第二葉片與所處單元框中下橫框的前封閉部接觸式配合，所述第一葉片與所處單元框中的上橫框的后封閉部接觸式配合。

根據本發明垂直軸葉輪模塊的一個實施方式，所述框門安裝軸與所述軸管之間還安裝有軸套。