CN100552216C - 垂直风力发电机 - Google Patents

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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，所述圆周的圆心为所述塔架结构的中心；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，其包括旋转轴及安装在旋转轴上的三片或三片以上的叶片，所述旋转轴与地平面垂直且为所述圆周的圆心；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，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。

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，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，所述圆周的圆心为所述塔架结构的中心；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，其包括旋转轴及安装在旋转轴上的三片或三片以上的叶片，所述旋转轴与地平面垂直且为所述圆周的圆心；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。
作为进一步改进，所述活动片的形状为百叶状，每片活动片均与拉杆连接，可通过拉杆使百叶片在打开状态与关闭状态之间切换。
作为再进一步改进，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，该中央控制器可控制该电机。
作为再进一步改进，所述拉杆包括第一、第二、第三拉杆，分别位于每片活动片的两端及中间，可用来使活动片在打开状态与关闭状态之间切换。
作为再进一步改进，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，所述旋转轴可在上、下两机座间转动。
作为上述所有技术的改进，所述每组支撑杆由每根支撑杆依次叠加而成。
作为进一步改进，所述依次叠加的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。
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，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中塔架结构与风轮的示意图；
图2是本发明垂直风力发电机中支撑杆的示意图；
图3是本发明垂直风力发电机中机座的示意图；
图4是本发明垂直风力发电机中风轮与机座的示意图；
图5是图4所示风轮中旋转轴的示意图；
图6是图4所示风轮中叶片处于打开状态的示意图；
图7是图4所示风轮中叶片处于关闭状态的示意图；
图8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塔架结构3及设置在塔架结构3上的发电机(未图示)、风轮4及机座2。所述机座2包括上、下二机座，该风轮4安装在上、下二机座2之间。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42的方向来控制风轮4在打开状态与关闭状态之间切换的中央控制器(未图示)。
其中，所述塔架结构3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)，所述每组支撑杆1’垂直向上并均匀分布在同一圆周上，所述圆周的圆心为所述塔架结构3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；
请参照图2所示，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。
再请参照图1所示，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)，相应地，在所述三层重力支承架11所形成的三个平面上各设有一稍小于内圆的圆形刚性机座2。请参照图3所示，其中，所述机座2中心留有轴孔20，轴孔20中心为塔架结构的圆心，所述机座2包括外围的支撑圆环21及位于中心的中间部22，及用于连接支撑圆环21和中间部22的连接部23，所述轴孔20位于中间部22上。其中，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4至图7所示，所述风轮4的外形为圆形，安装在上、下二机座2之间，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。所述旋转轴40包括空心轴400及位于空心轴400两端的实心轴401，所述实心轴401与中间段空心轴400由已将空心轴400两头封闭的钢板402相连接(在本实施例中所述实心轴焊接于空心轴两端的钢板上)。另，所述空心轴400大于实心轴401，所述实心轴401分别枢接于所述上、下二机座2的轴孔20内。所述叶片41安装在旋转轴40的空心轴400上(可为焊接或铆接等方式)，所述叶片41在接受风力作用时，推动风轮4旋转，通过与风轮4下端旋转轴40相连接的发电机的被带动旋转而产生电能。所述叶片41包括支承架410及安装在支承架410上的二片以上的活动片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，该拉杆412包括第一、第二、第三拉杆，分别位于每片活动片411的两端及中间。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转动进行发电。
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，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 (7)

1.一种垂直风力发电机，其特征在于：垂直风力发电机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，所述圆周的圆心为所述塔架结构的中心；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，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，所述旋转轴与地平面垂直且为所述圆周的圆心；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。
2.如权利要求1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，每片活动片均与拉杆连接。
3.如权利要求2所述的垂直风力发电机，其特征在于：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3所述的垂直风力发电机，其特征在于：所述拉杆包括第一、第二、第三拉杆，分别位于每片活动片的两端及中间。
5.如权利要求4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。
6.如权利要求1至5任一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。
7.如权利要求6所述的垂直风力发电机，其特征在于：所述依次叠加的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。
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