CN100570152C - 垂直轴风力发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种垂直轴风力发电装置，它包括有旋转轴、风轮机构、支撑架、增速齿轮箱和发电机，还包括有上固定盘、下固定盘、支撑立柱、导风板和导风板导向装置，其中，下固定盘设置在支撑架上，在上、下固定盘之间设置有2N(N为自然数，其中，6≥N≥2)根支撑立柱，所述每根支撑立柱上活动连接一块导风板，所述旋转轴通过其上设置的上、下两组轴承分别与上、下固定盘连接，所述支撑立柱等角度设置在以旋转轴为中心的等半径圆上，所述风轮机构设置在上、下固定盘之间的旋转轴上，所述导风板导向装置连接导风板以便于控制导风板转向；本装置具有很强的风向适应能力，且能根据风速大小自行调整进风量，实现了风能的科学合理使用。

Description

垂直轴风力发电装置

【技术领域】

本发明涉及一种风力发电装置，具体的说，涉及了一种能够高效利用风能发电的垂直轴风力发电装置，该垂直轴风力发电装置不仅能够在任何风向来风的情况下正常发电，并能在出现高风速时自动调节导风板导向以控制风轮机构的进风量，从而使风轮机构以额定转速运转。

【背景技术】

目前，用于风力发电的装置主要有两种类型：一种是水平轴高速风力发电机，另一种是垂直轴风力发电机；垂直轴风力发电机根据做功形式又可分为：利用空气动力的阻力做功(如，S型风轮)的垂直轴风力发电机，和利用翼型的升力做功(如，达里厄型风力发电机)的垂直轴风力发电机，其中，水平轴高速风力发电机和垂直轴达里厄型风力发电机应用最多，尤其在商业应用中，又以前者居多。

公知的商用大型风力发电机组一般为水平轴风力发电机，它由风轮、增速齿轮箱、发电机、偏航装置、浆距控制系统、塔架等部件所组成；风轮的作用是将风能转换为机械能，它由气动性能优异的叶片(目前，商业机组一般为2～3个叶片)装在轮毂上所组成，低速转动的风轮通过传动系统由增速齿轮箱增速，将动力传递给发电机；上述这些部件都安装在机舱平面上，整个机舱由高大的搭架举起，由于风向经常变化，为了有效地利用风能，必须要有迎风装置，它根据风向传感器测得的风向信号，由控制器控制偏航电机，驱动与塔架上大齿轮啮合的小齿轮转动，使机舱始终对着风向，以保持风轮旋转发电，在风速发生变化时，浆距控制系统调节风叶的功角，以适应不同风速的变化。

垂直轴风力发电机分为两个主要类别，一类是利用空气动力的阻力做功，典型的结构是S型风轮，它由两个轴线错开的半圆柱形叶片组成，其优点是起动转矩较大，缺点是由于围绕着风轮产生不对称气流，从而对它产生侧向推力；对于较大型的风力发电机，因为受偏转与安全极限应力的限制，采用这种结构形式是比较困难的；一般的S型风力发电机风能利用系数低于高速垂直轴或水平轴风力机，在风轮尺寸、重量和成本一定的情况下提供的功率输出较低，因而用作发电缺乏竞争力。另一类是利用翼型的升力做功，最典型的是达里厄型风力发电机，在高速风的情况下做功效率较高，但在低速风的情况下做功效率很差，由于风向和风速的变化范围非常大，在风力发电中风轮对风向、风速适应性的要求就很高，风力发电机在风速达到激活风速时才开始发电，风速超出额定值时，风轮转速虽升高，但其发电功率不变，直到风速高达截止风速时，使风轮自动停止，以保护整个发电系统。

现有的水平轴风力发电机在风速变化时，为了调节转速，通常需要配置浆距调节系统，以调节风叶的功角，达到适应风速变化的目的，同时，还需要配置迎风装置，以使该水平轴风力发电机的风轮适应不同风向的变化，所以，其存在的弊病主要有：结构复杂，成本较高，维护困难；现有的垂直轴风力发电机虽然能够克服风向变化的问题，且对风向变化的适应性强，也不需要迎风装置，但是，因其风叶功角固定不变，造成其对风速变化的适应性差，做功效率低，正因为此，这种风力发电机在实际应用中没能得到很好的推广。

【发明内容】

为了克服现有技术中风力发电机对风速或风向适应能力的不足，本发明提供一种垂直轴风力发电机，其不仅具有很强的风向适应能力，而且，能够在较低风速时，充分利用活动风叶的开合提高风能的利用效率，即，当风叶处在做功半周状态时，活动风叶关闭，使风叶的风力接受面积增大，并在返回半周状态时，活动风叶打开，使风力回旋阻力减小，由此提高风能利用效率，同时，在做功半周时，可调节转向的导风板将风力集中到风轮机构内部，返回半周时，导风板将风力阻挡在风轮机构的外侧，进一步的提高了风轮机构利用风能的效率；并且能够在高风速时自动调节导风板转向，以减少风力发电机的进风量，从而使风轮机构接受风力的强度减小，进而达到控制风轮机构的转速，实现高风速风能被科学合理利用的目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种垂直轴风力发电装置，具有：垂直设置的旋转轴，安装在旋转轴上的风轮机构，用以支撑旋转轴和风轮机构的支撑架，连接于旋转轴下部的增速齿轮箱，连接增速齿轮箱的发电机，还包括有上固定盘、下固定盘、支撑立柱、导风板和导风板导向装置，其中，下固定盘设置在支撑架上，在上、下固定盘之间设置有2N(N为自然数，其中，6≥N≥2)根支撑立柱，在每根支撑立柱上活动连接一块导风板，所述旋转轴通过其上设置的上、下两组轴承分别与上、下固定盘连接，所述支撑立柱等角度设置在以旋转轴为中心的等半径圆上，所述风轮机构设置在上、下固定盘之间的旋转轴上，所述导风板导向装置连接导风板以便于控制导风板转向；需要明白的是，所述导风板导向装置可以是一套同时控制2N块导风板的导向装置，也可以是2N套分别控制2N块导风板的导向装置；

基于上述，该垂直轴风力发电装置还包括有中固定盘，所述中固定盘设置在上、下固定盘之间的支撑立柱上，所述风轮机构有上、下两套，其中，上风轮机构设置在上、中固定盘之间的旋转轴上，下风轮机构设置在下、中固定盘之间的旋转轴上；

基于上述，所述导风板导向装置包括2N(N为自然数，其中，6≥N≥2)根导风板导向连杆、2N(N为自然数，其中，6≥N≥2)根轮毂导向杆、以旋转轴为旋转中心的导向轮毂、轮毂转向装置和轮毂转向程度控制装置，其中，所述轮毂导向杆一端沿导向轮毂圆周方向等角度固定设置，其另一端与其对应的导风板导向连杆中部活动连接，所述导风板导向连杆两端分别活动连接关于旋转轴对称的两块导风板在水平方向的端部，所述端部是以上所述两块导风板沿以旋转轴为中心的等半径圆圆周方向上彼此靠近的端部，所述导向轮毂和轮毂转向装置设置在固定盘上，所述轮毂转向程度控制装置连接轮毂转向装置以便于控制轮毂转向装置的动作；

基于上述，所述轮毂转向程度控制装置采用旋转轴转速开关，所述旋转轴转速开关根据自身预先设定的旋转轴转速控制轮毂转向装置的启停，以此达到控制导向轮毂的转向程度；但是将会明白的是，所述轮毂转向程度控制装置也可是其它智能控制装置；

基于上述，所述轮毂转向装置采用与导向轮毂的轮缘活动连接的液压机构，所述液压机构有两套，该两套液压机构对称活动连接在导向轮毂的轮缘上；

基于上述，所述液压机构包括与导向轮毂的轮缘活动连接的液压杆及驱动液压杆的液压泵，所述液压泵连接旋转轴转速开关以便于根据旋转轴转速控制自身启停；

基于上述，该垂直轴风力发电装置采用的结构可以包括有上固定盘、中固定盘和下固定盘，所述支撑立柱有8根，所述导风板有8块，所述风轮机构有上、下两套，所述导风板导向装置包含有8根导风板导向连杆和8根轮毂导向杆，所述导向轮毂和轮毂转向装置设置在中固定盘上；

基于上述，所述风轮机构包括：套设在旋转轴上的风轮轮毂，多个沿风轮轮毂圆周方向等角度设置的长方形风叶架，及间隔设置在风叶架上的固定风叶和活动风叶，其中，所述固定风叶的受风力面具有凹槽形面，固定风叶的受风阻力面具有可减小风阻力的弧形面，所述活动风叶设置在固定风叶或风叶架上以便于其受风力即闭合做功和受风阻力即打开减小风阻力；

基于上述，在活动风叶上的纵向轴线A把活动风叶在水平方向上分为a、b两部分，a、b两部分在水平方向上的长度分别为a1、b1，其中，a1＜b1；所述活动风叶在风叶架上对应的该活动风叶的活动风叶框架上有纵向轴线C，所述纵向轴线C把所述活动风叶框架在水平方向上分为c、d两部分，c、d两部分在水平方向上的长度分别为c1、d1，其中，c1＜d1；所述活动风叶沿纵向轴线A活动连接在其对应活动风叶框架的纵向轴线C处，其中，a部分与风叶架的受风阻力面同侧设置，b部分与风叶架的受风力面同侧设置，且a1＞c1，b1＞d1；

基于上述，所述活动风叶也可以是一端活动连接在固定风叶的受风阻力面，另一端穿过风叶架设置，且其水平方向长度大于其在风叶架上所对应的活动风叶框架在水平方向的长度。

经过申请人多年的潜心钻研和不断的改进，本发明相对于现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步性，具体的说，其有益效果主要在于：

1、该垂直轴风力发电装置配置有2N块分布均匀的可调导向的导风板，且该2N块导风板形成的2N个进风口与旋转轴转向相反设置，进风口大小相同，使其具备了能够集中任何方向来风的能力，能够适应风向的任意变化；

2、该垂直轴风力发电装置在低风速时，利用风叶的特殊结构以及导风板的共同作用，提高风叶在风轮做功半周的推动力，减小在返回半周的空气阻力，从而大大提高了风轮机构利用风能的效率；在高风速时，风轮机构转速超过额定转速上限，导风板能够自动关闭到较小的进风口状态，使风轮在高风速状态下以额定转速运转，实现了对高风速的良好适应性；

3、该垂直轴风力发电装置采用的导风板非风力旋转部件，结构简单灵活，且采用的导风板导向装置不仅使其转向变得容易，而且加强了导风板之间的连接牢固性；

4、风轮机构的易损部件(如风叶等)安装在导风板的包围之中，大大降低了风轮机构易损部件的损耗；

5、该垂直轴风力发电装置的风能利用效率高，对风向、风速的适应性能强，结构牢固可靠，运行安全稳定，经济实用，使用性价比高，维护简单方便，适合在河滩、海岸、山顶等风力流动区域推广应用。

【附图说明】

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的风轮机构、支撑立柱和导风板的位置结构俯视示意图；

图3是本发明的导风板和支撑立柱的连接结构示意图；

图4是本发明的对称的两个风叶架的平面展开结构示意图；

图5是本发明的活动风叶和风叶架的连接结构示意图；

图6是本发明的导风板和导风板导向装置的连接结构俯视示意图；

图7是本发明导风板和导风板导向装置在极限状态的连接结构俯视示意图；

图8是在图4中A部分的局部放大图；

图9是本发明的固定风叶和活动风叶的一种连接结构示意图；

图10是本发明的风叶和导风板的迎风原理图；

图11是本发明的液压泵在第一种工作状态下的电路图；

图12是本发明的液压泵在第二种工作状态下的电路图。

【具体实施方式】

为了更进一步的说明本发明的特点和优点，现结合附图给出本发明的具体实施方式：

如图1所示，一种垂直轴风力发电装置，具有：垂直设置的旋转轴13，安装在旋转轴13上的风轮机构21，用以支撑旋转轴13和风轮机构21的支撑架1，连接于旋转轴13下部的增速齿轮箱11，连接增速齿轮箱11的发电机12，其还包括有上固定盘3、中固定盘4、下固定盘2、8根支撑立柱16、8块导风板6和导风板导向装置25，其中，

所述支撑架1固定安装在地面或建筑物上面，所述下固定盘2固定连接在支撑架1上面，所述增速齿轮箱11和发电机12设置在支撑架1下方，并固定安装在地面或建筑物上；

如图2所示，在上、下固定盘之间设置有8根支撑立柱16，所述支撑立柱16等角度设置在以旋转轴13为中心的等半径圆上；

如图1所示，所述中固定盘4设置在上、下固定盘之间的支撑立柱16上，优选方案是中固定盘4设置在支撑立柱16的中间部位；

所述旋转轴13通过其上设置的下盘轴承5连接在下固定盘2的中心，并通过其上设置的上盘轴承8连接在上固定盘3的中心，以此结构达到旋转轴13的稳定工作；旋转轴13穿过中固定盘4的中心设置，但是将会明白的是，其也可以是通过其上套设的中部轴承设置在中固定盘4的中心；

在旋转轴13上还安装有旋转轴转速开关20。

如图2所示，在8根支撑立柱16的外侧分别活动连接8块导风板6，8块导风板6均匀分布，其所形成的进风口逆着风轮机构的旋转方向设置，并向同一方向偏转相同的角度，其相邻的两个导风板6之间呈45°角设置；这一结构使得导风板6在风轮机构做功的半周内，能将风力集中导入风轮机构内部，并使风轮机构在返回产生空气阻力的半周内将风阻挡在风轮机构的外侧，从而大大提高风轮机构利用风能的效率；

如图3所示，所述导风板6上的纵向轴线E把导风板6在水平方向上分为e、f两部分，e、f两部分在水平方向上的长度分别为e1、f1，其中，e1≤f1；所述导风板6沿纵向轴线E活动连接在支撑立柱16上，其中，e部分靠近风轮机构设置，f部分远离风轮机构设置；该结构的目的主要是为了减小整体结构，从而降低成本，减少安装工作量。

如图1所示，所述风轮机构21有上、下两套，其中，上风轮机构设置在上、中固定盘之间的旋转轴13上，下风轮机构设置在下、中固定盘之间的旋转轴13上；

如图1、图2、图4和图8所示，以上所述风轮机构21包括：套设在旋转轴13上的风轮轮毂9，8套沿风轮轮毂9圆周方向等角度设置的长方形风叶架7，及间隔设置在风叶架7上的固定风叶23和活动风叶24，其中，

所述固定风叶23的受风力面具有凹槽形面，以增大受风力面积；固定风叶的受风阻力面具有可减小风阻力的弧形面；

如图5所示，所述活动风叶24设置在风叶架7上，以便于其受风力即闭合做功，和受风阻力即打开减小风阻力；

在以上所述的活动风叶24上的纵向轴线A把活动风叶在水平方向上分为a、b两部分，a、b两部分在水平方向上的长度分别为a1、b1，其中，a1＜b1；所述活动风叶24在风叶架7上对应该活动风叶24的活动风叶框架72上有纵向轴线C，所述纵向轴线C把所述活动风叶框架72在水平方向上分为c、d两部分，c、d两部分在水平方向上的长度分别为c1、d1，其中，c1＜d1；所述活动风叶24沿纵向轴线A活动连接在其对应活动风叶框架72的纵向轴线C处，其中，a部分与风叶架7的受风阻力面同侧设置，b部分与风叶架7的受风力面同侧设置，且a1＞c1，b1＞d1，以此保证达到活动风叶受风能够张开的目的；

如图8所示，活动风叶24上面设置有若干个小气孔，这些小气孔的作用是当活动风叶24在风轮机构做功半周迎风时，会有一定量的风从小气孔中穿过，从而使活动风叶24形成负压，这使其能够更紧密的贴在风叶架7上面；

如图1、图2和图4所示，在本实施例中，所述风轮机构还包括有套设在风轮轮毂9外围的导风筒10，导风筒10的作用是将进入风轮机构中的风导向风轮外侧的风叶上，因为越靠近风轮机构轴心的位置，其转矩就越小，利用风能的效率就越低；

但是将会明白的是，在其它实施例中，所述活动风叶也可以是一端活动连接在固定风叶的受风阻力面(即，可活动连接于固定风叶的弧形面上或其边缘)，另一端穿过风叶架设置，且其水平方向长度大于其在风叶架上所对应的活动风叶框架在水平方向的长度，以此保证达到活动风叶受风能够张开的目的；

如图9所示，风叶架7连接固定风叶23，固定风叶23的受风阻力面的内侧铰链连接活动风叶24。

如图10所示，是两种极限状态下不同风向对风轮机构的作用原理，由于8块导风板6是沿着风轮机构外缘均匀安装布置的，导风板6所组成的8个进风口是对应在八个不同的方向上，所以，每个进风口与相邻的进风口呈45°角分布，这样在任何方向上的来风只能出现两种极限进风状态，即风顺着导风板的边(图中所示E)所表现出的情况，和风顺着相邻导风板的边(图中所示D)所表现出的情况；风只能在E和D这两种状态之间变化进入风轮中，E和D这两种风向之间的角度差为45度，这两种状态下的导风板6都能将风更多的导入到风轮机构的做功半周中，而在返回半周把风阻挡在导风板6的外面，从而不仅能使风轮机构适应任何方向的来风，还大大提高了风轮机构利用风能的效率。

如图1所示，导风板导向装置25连接导风板6，以便于控制导风板6的转向；

需要明白的是，所述导风板导向装置可以是一套同时控制8块导风板6的导向装置，也可以是8套分别控制8块导风板6的导向装置，在本实施例中，采用的是一套同时控制8块导风板6的导向装置，其结构如下：

如图6和图7所示，该导风板导向装置25安装在中固定盘4上，它包括：8根导风板导向连杆14，8根轮毂导向杆22，以旋转轴13为旋转中心的导向轮毂15，轮毂转向装置和轮毂转向程度控制装置，其中，

所述轮毂导向杆22一端沿导向轮毂15圆周方向等角度固定设置，其另一端与其对应的导风板导向连杆14中部活动连接；

所述导风板导向连杆14两端分别活动连接关于旋转轴13对称的两块导风板在水平方向的端部，所述端部是以上所述两块导风板沿以旋转轴为中心的等半径圆圆周方向上彼此靠近的端部；

基于以上所述，需要更进一步说明的是：所述导向轮毂15和轮毂转向装置设置在中固定盘4上。

基于以上所述，需要说明的是：8块关于旋转轴13对称的导风板6两两相对称组成了四组导风板，每组导风板通过2根导风板导向连杆14相互连接，且导风板导向连杆14两两一组上下错落设置，并分别与各自对应的轮毂导向杆22活动连接，以此组成导风板转向支撑连接结构；

8块关于旋转轴对称的导风板两两相对称组成了四组导风板，每组导风板通过2根支撑连杆相互连接，且支撑连杆两两一组上下错落设置，以此组成导风板支撑连接结构；所述导风板支撑连接结构主要是为了加强8块导风板之间的连接牢固性；在本实施例中，所述导风板支撑连接结构(根据具体情况，可选择)设置在所述8块导风板的上部和(或)下部；

导风板6不是风轮机构的旋转部件，8个导风板6分别活动连接在8个支撑立柱16的外侧，即，导风板6依托在非常稳固的支撑立柱16上面，并且，水平方向的两个端部通过导风板导向连杆14两两相对连成整体，导风板导向连杆14又通过轮毂导向杆22连接稳固的导向轮毂15，导向轮毂15又连接在运行稳定的液压杆17上面，以此形成一个牢固的旋转整体，达到抵抗超强风袭击的目的，并且能有效地保护在8块导风板6包围之中的风叶和风叶架等易损部件。

所述轮毂转向装置采用与导向轮毂15的轮缘活动连接的液压机构，所述液压机构有两套，其同方向、对称活动连接在导向轮毂15的轮缘上；

在本实施例中，所述液压机构能够作正、反两向运动，它主要包括：与导向轮毂15的轮缘活动连接的液压杆17、液压杆限位开关和驱动液压杆的液压泵18，其中，所述液压泵18能够驱动液压杆17作伸、缩两个方向的动作，液压杆17和液压泵18固定在中固定盘4上；

但是将会明白的是，在其它实施例中，所述液压机构可有两套，该两套液压机构反方向、对称活动连接在导向轮毂15的轮缘上，以达到使所述导向轮毂15能够作正、反两向运动的目的。

所述轮毂转向程度控制装置连接轮毂转向装置，以便于控制轮毂转向装置的转向；

在本实施例中，轮毂转向程度控制装置采用旋转轴转速开关20，所述旋转轴转速开关20根据自身预先设定的旋转轴额定转速控制轮毂转向装置的开启和关闭(即，预先设定旋转轴额定转速的上、下限，当超过该限制，则旋转轴转速开关20自行关闭或开启)，以此达到控制导向轮毂的转向程度；

在本实施例中，旋转轴转速开关20连接以上所述的液压泵18，液压泵18驱动液压杆17以完成轮毂转向装置的转向动作；

但是将会明白的是，在其它实施例中，所述轮毂转向程度控制装置也可是其它智能控制装置。

针对本实施例，为了更清楚的说明导风板导向装置的工作过程，现结合液压泵两种工作状态下的电路图，给出进一步的描述：

如图11所示，D1是液压泵电机，K1是液压杆限位开关(设定为液压杆伸出最大值启动)，SK1是旋转轴转速开关(设定为超出额定转速上限值启动)，SD是手动开关，其中，液压泵电机D1一端连接电源，另一端分别串联液压杆限位开关K1和旋转轴转速开关SK1，然后连接电源另一端，手动开关SD并联在旋转轴转速开关SK1两端；

当风速较高，旋转轴转速达到额定转速上限时，旋转轴转速开关SK1接通，电源电流通过旋转轴转速开关SK1和液压杆限位开关K1到达液压泵电机D1，并回到电源另一端形成回路，此时，液压泵电机D1启动，使液压杆推动导向轮毂转向，从而使轮毂导向杆带动导风板导向连杆转动，此时，8块导风板在导风板导向连杆的带动下同时作正向转动，这使相邻两个导风板之间形成的进风口逐渐缩小，进风量随之减少，旋转轴转速开始下降；

当旋转轴转速下降到额定转速上限值以下时，旋转轴转速开关SK1断开，液压泵电机D1断电停止运行，导风板在液压杆作用下保持当前的偏转角度，即相邻两个导风板之间形成的进风口保持当前的开口形状，此时，风轮机构在该风速下以额定转速运行；

如遇到超强风或进风量仍旧过足，旋转轴转速没能降到额定转速上限值以下，液压泵电机D1继续工作，当液压杆到达限位位置触动液压杆限位开关K1时，液压泵电机D1断电停止运行；

如图7所示，此时，导风板6被推到最大转向角度，即8块导风板6的位置与风轮机构的切线平行，相邻两个导风板之间形成的进风口达到最小位置，在此种状态下，大部分的风被阻挡在导风板的外面，旋转轴转速会有较明显的下降；设计导风板时，在此种状态下的导风板之间留有一定的间隙不完全闭合，这样进风口可以进入少量的风，使风轮机构转速不会出现急速下降，从而达到保护发电机的目的；

在遇到其它情况时，可以人工启动手动开关SD。

如图12所示，D1是液压泵电机，K2是液压杆限位开关(设定为液压杆缩回最大值启动)，SK2是旋转轴转速开关(设定为低出额定转速下限值启动)，其中，液压泵电机D1一端连接电源，另一端分别串联液压杆限位开关K2和旋转轴转速开关SK2，然后连接电源另一端；

当风速较低或进风量较小，旋转轴转速达到额定转速下限时，旋转轴转速开关SK2接通，电源电流通过以旋转轴转速开关SK2和液压杆限位开关K2到达液压泵电机D1，并回到电源另一端形成回路，此时，液压泵电机D1启动，使液压杆拉动导向轮毂回转，此时，8块导风板作反向转动，这使相邻两个导风板之间形成的进风口逐渐张大，进风量随之增加，旋转轴转速开始上升；

当旋转轴转速上升到额定转速下限值以上时，旋转轴转速开关SK2断开，液压泵电机D1断电停止运行，导风板在液压杆作用下保持当前的偏转角度，即相邻两个导风板之间形成的进风口保持当前的开口形状，此时，风轮机构在该风速下以额定转速运行；

如遇到低速风或进风量仍旧不足，旋转轴转速没能上升到额定转速下限值以上，液压泵电机D1继续工作，当液压杆到达限位位置触动液压杆限位开关K2时，液压泵电机D1断电停止运行，此时，导风板被推到最小转向角度，即相邻两个导风板之间形成的进风口达到最大位置，在此种状态下，大部分的风被集中在导风板的里面，旋转轴转速会有较明显的上升。

Claims (7)

1、一种垂直轴风力发电装置，具有：垂直设置的旋转轴，安装在旋转轴上的风轮机构，用以支撑旋转轴和风轮机构的支撑架，连接于旋转轴下部的增速齿轮箱，连接增速齿轮箱的发电机，上固定盘，中固定盘，下固定盘，支撑立柱，导风板和导风板导向装置，其中，所述支撑立柱设置在上、下固定盘之间，所述支撑立柱等角度设置在以旋转轴为中心的等半径圆上，在每根支撑立柱上活动连接一块导风板，所述导风板导向装置连接导风板以便控制导风板转向，所述风轮机构设置在上、下固定盘之间的旋转轴上，其特征在于：所述下固定盘设置在支撑架上，在上、下固定盘之间设置有2N根支撑立柱，所述旋转轴通过其上设置的上、下两组轴承分别与上、下固定盘连接；所述中固定盘设置在上、下固定盘之间的支撑立柱上，所述风轮机构有上、下两套，其中，上风轮机构设置在上、中固定盘之间的旋转轴上，下风轮机构设置在下、中固定盘之间的旋转轴上；所述导风板导向装置包括2N根导风板导向连杆、2N根轮毂导向杆、以旋转轴为旋转中心的导向轮毂、轮毂转向装置和轮毂转向程度控制装置，其中，N为自然数，6≥N≥2，所述轮毂导向杆一端沿导向轮毂圆周方向等角度固定设置，所述轮毂导向杆另一端与自身对应的导风板导向连杆中部活动连接，所述导风板导向连杆两端分别活动连接关于旋转轴对称的两块导风板在水平方向的端部，所述端部是以上所述两块导风板沿以旋转轴为中心的等半径圆圆周方向上彼此靠近的端部，所述导向轮毂和轮毂转向装置设置在固定盘上，所述轮毂转向程度控制装置连接轮毂转向装置以便于控制轮毂转向装置的动作；所述轮毂转向程度控制装置采用旋转轴转速开关，所述旋转轴转速开关根据自身预先设定的旋转轴转速控制轮毂转向装置的启停，以此达到控制导向轮毂的转向程度。

2、根据权利要求1所述的垂直轴风力发电装置，其特征在于：所述轮毂转向装置采用与导向轮毂的轮缘活动连接的液压机构，所述液压机构有两套，该两套液压机构对称活动连接在导向轮毂的轮缘上。

3、根据权利要求2所述的垂直轴风力发电装置，其特征在于：所述液压机构包括与导向轮毂的轮缘活动连接的液压杆及驱动液压杆的液压泵，所述液压泵连接旋转轴转速开关以便于根据旋转轴转速控制自身启停。

4、根据权利要求1所述的垂直轴风力发电装置，其特征在于：该装置包括有上固定盘、中固定盘和下固定盘，所述支撑立柱有8根，所述导风板有8块，所述风轮机构有上、下两套，所述导风板导向装置包含有8根导风板导向连杆和8根轮毂导向杆，所述导向轮毂和轮毂转向装置设置在中固定盘上。

5、根据权利要求1所述的垂直轴风力发电装置，其特征在于：所述风轮机构包括：套设在旋转轴上的风轮轮毂，多个沿风轮轮毂圆周方向等角度设置的长方形风叶架，及间隔设置在风叶架上的固定风叶和活动风叶，其中，所述固定风叶的受风力面具有凹槽形面，固定风叶的受风阻力面具有可减小风阻力的弧形面，所述活动风叶设置在固定风叶或风叶架上以便于其受风力即闭合做功和受风阻力即打开减小风阻力。

6、根据权利要求5所述的垂直轴风力发电装置，其特征在于：在活动风叶上的纵向轴线A把活动风叶在水平方向上分为a、b两部分，a、b两部分在水平方向上的长度分别为a1、b1，其中，a1＜b1；所述活动风叶在风叶架上对应的该活动风叶的活动风叶框架上有纵向轴线C，所述纵向轴线C把所述活动风叶框架在水平方向上分为c、d两部分，c、d两部分在水平方向上的长度分别为c1、d1，其中，c1＜d1；所述活动风叶沿纵向轴线A活动连接在其对应活动风叶框架的纵向轴线C处，其中，a部分与风叶架的受风阻力面同侧设置，b部分与风叶架的受风力面同侧设置，且a1＞c1，b1＞d1。

7、根据权利要求5所述的垂直轴风力发电装置，其特征在于：所述活动风叶一端活动连接在固定风叶的受风阻力面，另一端穿过风叶架设置，且其水平方向长度大于其在风叶架上所对应的活动风叶框架在水平方向的长度。

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