CN100545447C - 垂直风力发电机 - Google Patents

Abstract

一种垂直风力发电机，其塔架结构由三组或三组以上的支撑杆组成，所述每组支撑杆垂直向上并在同一圆周上，所述塔架结构设置在一底座上；所述塔架结构上设有机座及安装在机座上的风轮，所述风轮上安装有测风仪，所述风轮包括旋转轴及安装在旋转轴上的三片或三片以上的叶片，所述机座上设有可根据测风仪的方向来控制叶片在打开状态与关闭状态之间切换的中央控制器；所述塔架结构内还设有位于机座下方的发电机装置，其发电机转子转轴垂直于所述塔架结构并向上延伸与旋转轴相连接，其具有较大的工作空间，风轮的自动化程度高，安装稳固，提高了使用寿命，不会出现塔架倾倒，造成人员及设备损伤的危险。

Description

垂直风力发电机

技术领域

本发明涉及一种垂直风力发电机。

背景技术

随着社会的发展，能源在人们的生活当中越来越重要，也越来越紧缺，已引起了各界的注意和重视，纷纷开发各种新的能源，特别是现在普遍提倡绿色能源，在这方面应用的有水力发电、潮汛发电、风力发电、太阳能等。目前使用的风力发电机一般包括风轮、发电机(包括装置)、支撑架等基本构件，风轮和发电机安装在支撑架上。然而，所述支撑架一般采用刚性直杆式或木架式，在安装发电机时若塔架超过7米，易出现塔架倾倒，造成人员及设备损伤的危险，同时在使用过程中不方便维修和保养。另，如中国专利第CN02143472.7号，一种立轴式多维风力发电机，由风叶、发电机、铁架组成，转轴竖立与发电机或变速箱连接，在垂直地面的转轴上装有风叶，风叶由活动叶片叠加排列而成，周边设置集风板，活动叶片或由连接板横向连接并有消振垫，框架与轴间直接或留有一定空隙连接。然而，该种立轴式多维风力发电机由于起支撑作用的铁架是安装在风叶的下部，其自动化程度不高，在工作时如遇到大风则易出现倾倒的现象，造成人员及设备损伤的危险。且由于其转轴只是通过铁架固定其下端，而风叶又设置在转轴的上端，造成风叶在工作时的不稳定，易造成损坏，会减少其使用寿命，同时在使用过程中也不方便维修和保养。

因此，有必要发明一种新型的垂直风力发电机，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种垂直风力发电机，其稳定性高，使用寿命长，且其风轮的自动化程度高，安装稳固，不会轻易出现损坏的现象。

为了实现上述目的，本发明垂直风力发电机，其塔架结构由三组以上的支撑杆组成，所述每组支撑杆垂直向上并在同一圆周上，所述圆周的圆心为所述塔架结构的中心；所述塔架结构设置在一底座上，该底座包括钢筋混凝土及设置在钢筋混凝土中的基础环，所述基础环与支撑杆一一对应且连接在一起；所述塔架结构上设有机座及安装在机座上的风轮，所述风轮上安装有测风仪，所述风轮包括旋转轴及安装在旋转轴上的三片以上的叶片，所述机座上设有可根据测风仪的方向来控制叶片在打开状态与关闭状态之间切换的中央控制器；所述旋转轴与地平面垂直且通过所述圆周的圆心；所述塔架结构内还设有位于机座下方的发电机装置，发电机装置包括三根以上的定位杆及连接在定位杆两端的定位块及发电机转子，发电机装置的发电机转子转轴垂直于水平面并向上延伸与旋转轴相连接，所述发电机转子转轴位于塔架结构及机座的中心位置；这种结构设计，其具有较大的工作空间，发电机和风轮可以稳固地安装在该塔架的工作空间内，其风轮的自动化程度高，安装稳固，不会轻易出现损坏的现象，提高了使用寿命，且该塔架可以牢固地安装在地上，不会出现塔架倾倒，造成人员及设备损伤的危险，且其使用寿命长，同时在使用过程中也可方便维修和保养。

作为改进，所述叶片包括支承架及安装在支承架上的二片以上的活动片，该活动片通过拉杆串连在一起，通过拉杆的上下移动使活动片在打开状态与关闭状态之间切换，打开状态是在切风区时以最小面积迎风减小阻力，关闭状态是叶片到达受风区时活动片完全闭合以最大面积吸收风能，推动风轮4转动。

作为进一步改进，所述活动片的形状为百叶状，每片均与拉杆连接，所述风轮上还设有可使拉杆上、下移动的电机，所述电机与中央控制器相连接，可控制活动片的打开与关闭。

作为改进，所述叶片包括上下两端的道轨及安装在二道轨之间的折叠片，所述折叠片两端设有可在道轨上滚动地三个以上的移动件，通过移动件在道轨上的移动使叶片在打开状态与关闭状态之间切换，打开状态是在切风区时以最小面积迎风减小阻力，关闭状态是叶片到达受风区时活动片完全闭合以最大面积吸收风能，推动风轮4转动。

作为改进，所述每组支撑杆由每根支撑杆依次叠加而成，所述每组支撑杆上设有至少二组重力支承架形成至少二层设置，可用来形成多层设置。

作为进一步改进，所述垂直风力发电机设有上、下两机座，该机座的中心设有轴孔，所述旋转轴分别枢接于上、下两机座的轴孔内，可用来固定风轮。

作为改进，所述发电机转子转轴通过联轴器与所述的风轮旋转轴相连接，发电机转子转轴与风轮旋转轴位于同一条竖直线，通过旋转轴的转动来带动发电机转子转轴的转动进行发电。

作为进一步改进，所述发电机转子转轴位于发电机装置及定位块的中心位置。

作为再进一步改进，所述发电机装置还包括设置在定位杆上的加强肋，用来更加加强发电机装置的牢固性。

作为改进，所述基础环预埋在现浇的钢筋混凝土内且凸出钢筋混凝土的上表面，可用来与支撑杆相连接。

与现有技术相比，本发明的垂直风力发电机，由于其塔架结构由三组或三组以上的支撑杆组成，所述每组支撑杆垂直向上并在同一圆周上，这种结构设计，其具有较大的工作空间，发电机和风轮可以稳固地安装在该塔架的工作空间内，且在支撑杆上还设有机座，所述风轮可稳固地安装在机座之间，其风轮的自动化程度高，安装稳固，不会轻易出现损坏的现象，提高了使用寿命，且该塔架可以牢固地安装在地上，不会出现塔架倾倒，造成人员及设备损伤的危险，且其使用寿命长，同时在使用过程中也可方便维修和保养。

附图说明

图1是本发明垂直风力发电机的示意图；

图2是本发明垂直风力发电机中风轮与机座的示意图；

图3是图2所示风轮中旋转轴的示意图；

图4是图2所示风轮中叶片处于打开状态的示意图；

图5是图2所示风轮中叶片处于关闭状态的示意图；

图6是本发明垂直风力发电机中发电机装置的示意图；

图7是本发明第二实施例中叶片的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。

请参照图1所示，本发明垂直风力发电机，设有底座6、塔架结构、及设置在塔架结构上的发电机装置7、风轮4及机座2。

其中，塔架结构设置在底座6上，其由三组或三组以上的支撑杆1’组成，在本实施例中为六组支撑杆组成，所述每组支撑杆1’垂直向上并在同一圆周上，所述圆周的圆心为所述塔架结构的中心，其中每组支撑杆1’通过连接结构连接，在本实施例中连接结构为设置在每根支撑杆1两端的联接法兰10。其中，每根支撑杆1向内圆一侧的同一高度设有可支承所述机座2的重力支承架11，该重力支承架11呈牛腿状。在本实施例中，所述每根支撑杆1的两侧分别设有二重力支承架11，所述两重力支承架11焊接于支撑杆1的一端。其中，所述每组支撑杆1’由每根支撑杆1依次叠加而成(如图1)，所述相互连接的支撑杆1其彼此相连的两支撑杆长度不等，而其间隔连接的支撑杆长度则相等。所述支撑杆1之间通过联接法兰10连接，而两联接法兰10之间则通过固定件连接，所述固定件可为螺钉、销等(未图示)，当然，也可为别的固定件。

所述底座6包括钢筋混凝土60及设置在钢筋混凝土60中的基础环61，所述基础环61与支撑杆1’一一对应且连接在一起。所述基础环61预埋在现浇的钢筋混凝土60内，且凸出钢筋混凝土60的上表面以与支撑杆1’相连接，在本实施例中，所述基础环61与支撑杆1’之间通过联接法兰10相连接。这样，该塔架结构就可以牢固地安装在地上，不会出现塔架倾倒，造成人员及设备损伤的危险，且其使用寿命长，同时在使用过程中也可方便维修和保养。

所述依次叠加的每组支撑杆1’上设有至少二组重力支承架11形成至少二层设置，在本实施例中为三组重力支承架形成三层设置；所述机座2包括上、下二机座，该机座2的中心设有轴孔20，所述上、下二机座2分别设置在重力支承架11上，在所述相邻的上、下二机座2之间可形成一收容空间24，该收容空间24内设置有风轮4，可以使所述的风轮4稳固地安装在该塔架上。

请参照图2至图5所示，所述风轮4上安装有测风仪42，所述机座2上设有可根据测风仪的方向来控制叶片在打开状态与关闭状态之间切换的中央控制器(未图示)；所述风轮4的外形为圆形，该风轮4包括旋转轴40及安装在旋转轴40上的三片或三片以上的叶片41，在本实施例中为三片叶片，所述旋转轴40与地平面垂直且为所述圆周的圆心，旋转轴40的两端分别枢接于所述上、下两机座2的轴孔20内。所述叶片41在接受风力作用时，推动风轮4旋转，所述叶片41包括支承架410及安装在支承架410上的至少二片以上的活动片411，该活动片411通过拉杆412串连在一起，所述活动片411的形状为百叶状，每片均与拉杆412连接，所述拉杆412安装在支承架410并垂直于风轮4。所述风轮4还包括可使拉杆412上、下移动的电机5，所述电机5与中央控制器相连接，所述中央控制器根据测风仪42的方向来控制所述的电机5工作，该电机5上设有可转动的旋转轮50，通过旋转轮50的转动而带动连杆412上、下移动，而通过拉杆412的上、下移动使活动片411在打开状态(如图6)与关闭状态(如图7)之间切换。

现举例具体说明，当叶片41在接受风力作用以顺时针为旋转方向，以手表顺时针作为确认风向，当测风仪向12时，叶片旋转至12时打开，旋转于6时关闭；当测风仪确认风向为6时，叶片旋转至6时打开以吸收风能，旋转至12时关闭以减少阻力，无论风向到那一位置均180度为单位打开或关闭。打开状态是在切风区时以最小面积迎风减小阻力，关闭状态是叶片到达受风区时活动片完全闭合以最大面积吸收风能，推动风轮4转动。

请参照图6所示，所述发电机装置7位于机座的下方，其包括三根或三根以上的定位杆70及连接在定位杆70两端的定位块71、及设置在定位杆70上的加强肋72、及设置在定位块71之间的发电机73。在本实施例中为六根定位杆70，所述旋转轴40与地平面垂直并贯穿于所述定位块71，所述发电机转子转轴730与旋转轴40位于同一条竖直线，其垂直于所述塔架结构且位于发电机装置7及定位块71的中心位置，其与旋转轴40伸出定位块71的部分相连接。在本实施例中，所述发电机转子转轴730通过联轴器3与所述的旋转轴40相连接，当风力推动风轮4转动时，通过旋转轴40的转动来带动发电机转子转轴730的转动进行发电。

请参照图7所示，为本发明的第二实施例，其与第一实施例不同之处在于：所述叶片41包括上下两端的道轨410及安装在二道轨410之间的折叠片411，所述折叠片411两端设有可在道轨410上滚动地三个或三个以上的移动件412，通过移动件412在道轨410上的移动使叶片在打开状态与关闭状态之间切换。

与现有技术相比，本发明的垂直风力发电机，由于其塔架结构由三组或三组以上的支撑杆组成，所述每组支撑杆垂直向上并在同一圆周上，这种结构设计，其具有较大的工作空间，发电机和风轮可以稳固地安装在该塔架的工作空间内，且在支撑杆上还设有机座，所述风轮可稳固地安装在机座之间，其风轮的自动化程度高，安装稳固，不会轻易出现损坏的现象，提高了使用寿命，且该塔架可以牢固地安装在地上，不会出现塔架倾倒，造成人员及设备损伤的危险，且其使用寿命长，同时在使用过程中也可方便维修和保养。

Claims (10)

1.一种垂直风力发电机，其特征在于：其塔架结构由三组以上的支撑杆组成，所述每组支撑杆垂直向上并在同一圆周上，所述圆周的圆心为所述塔架结构的中心；所述塔架结构设置在一底座上，该底座包括钢筋混凝土及设置在钢筋混凝土中的基础环，所述基础环与支撑杆一一对应且连接在一起；所述塔架结构上设有机座及安装在机座上的风轮，所述风轮上安装有测风仪，所述风轮包括旋转轴及安装在旋转轴上的三片以上的叶片，所述机座上设有可根据测风仪的方向来控制叶片在打开状态与关闭状态之间切换的中央控制器；所述旋转轴与地平面垂直且通过所述圆周的圆心；所述塔架结构内还设有位于机座下方的发电机装置，发电机装置包括三根以上的定位杆及连接在定位杆两端的定位块，发电机装置的发电机转子转轴垂直于水平面并向上延伸与旋转轴相连接，所述发电机转子转轴位于塔架结构及机座的中心位置。

2.如权利要求1所述的垂直风力发电机，其特征在于：所述叶片包括支承架及安装在支承架上的二片以上的活动片，该活动片通过拉杆串连在一起，通过拉杆的上下移动使活动片在打开状态与关闭状态之间切换。

3.如权利要求2所述的垂直风力发电机，其特征在于：所述活动片的形状为百叶状，每片均与拉杆连接，所述风轮上还设有可使拉杆上、下移动的电机，所述电机与中央控制器相连接。

4.如权利要求1所述的垂直风力发电机，其特征在于：所述叶片包括上下两端的道轨及安装在二道轨之间的折叠片，所述折叠片两端设有可在道轨上滚动地三个以上的移动件，通过移动件在道轨上的移动使叶片在打开状态与关闭状态之间切换。

5.如权利要求1所述的垂直风力发电机，其特征在于：所述每组支撑杆由每根支撑杆依次叠加而成，所述每组支撑杆上设有至少二组重力支承架形成至少二层设置。

6.如权利要求5所述的垂直风力发电机，其特征在于：所述垂直风力发电机设有上、下两机座，该机座的中心设有轴孔，所述旋转轴分别枢接于上、下两机座的轴孔内。

7.如权利要求1所述的垂直风力发电机，其特征在于：所述发电机转子转轴通过联轴器与所述的风轮旋转轴相连接，发电机转子转轴与风轮旋转轴位于同一条竖直线。

8.如权利要求7所述的垂直风力发电机，其特征在于：所述发电机转子转轴位于发电机装置及定位块的中心位置。

9.如权利要求8所述的垂直风力发电机，其特征在于：所述发电机装置还包括设置在定位杆上的加强肋。

10.如权利要求1所述的垂直风力发电机，其特征在于：所述基础环预埋在现浇的钢筋混凝土内且凸出钢筋混凝土的上表面。

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