CN101550918B - 垂直风力发电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种垂直风力发电机，包括塔柱、发电机和两片以上的叶片；所述塔柱为空心，在所述塔柱上设有一个以上的发电装置；所述发电装置由设置于塔柱上的第一下法兰盘和第一上法兰盘、第一轴承座、第一轴承、第一发电机、第一励磁机、发电机中心柱、第二轴承、第二轴承座、第二下法兰盘和第二上法兰盘组成；在塔柱顶部设有吊架，在塔柱内部设有升降电梯。本发明结构简单安全、占地面积少、成本低，对风能的利用率相当高，另外该结构便于维修和检测。

Description

垂直风力发电机

技术领域

本发明涉及风力发电机，尤其是一种垂直风力发电机。

背景技术

现代风力发电机主要有以下两种设计：水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机，在垂直轴风力发电机中，转轴安装在垂直轴上，与地面垂直。与水平轴式的同类产品不同，垂直轴风力发电机始终与风向保持一致，因此当风向改变时无需调整；它通常使用拉索而不是塔架进行支撑，因此转子高度较低。其中，Darrieus涡轮机是属于垂直风力发电机的一种，该涡轮机包括垂直转轴、位于转轴顶部的顶部转子中心、叶片、位于转轴底部的底部转子中心、与转轴连接的变速箱、与变速箱连接的发电机组成。叶片的上端连接在顶部转子中心，叶片下端连接在底部中心上，叶片旋转起来后带动垂直转轴旋转，转轴经过底部设有的变速箱后将动力传递到发电机，从而使发电机发电。由于该种风力发电机比较巨大，转轴一般比较高，为了加强其稳固性，从转轴顶部拉索至底面，虽然转轴得到了加固，但是其占地面积比较大，不利于土地的有效利用。另外，该风力发电过程中动力传动链过于长，由风力带动叶片，叶片带动垂直转轴，转轴带动变速箱内部变速齿轮，变速箱带动发电机转子，动力有传递就必然有损失，这样一来，动力在传递过程中损失比较大，不利于能量的有效利用。再者，发电装置中包括了变速箱、发电机、传动轴等多套部件才能完成发电，结构较为复杂，一旦发电装置发生故障，在检修和修理方面有一定的难度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种垂直风力发电机，不仅占地面积少、结构简单安全、成本低和易于维修，而且对风能的转化率高。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种垂直风力发电机，包括塔柱、发电机和两片以上的叶片，其特征在于：所述塔柱为空心，在所述塔柱上设有一个以上的发电装置；

所述发电装置由设置于塔柱上的第一下法兰盘和第一上法兰盘、第一轴承座、第一轴承、第一发电机、发电机中心柱、第二轴承、第二轴承座、第二下法兰盘和第二上法兰盘组成；

所述第一下法兰盘与塔柱相固定，所述第一上法兰盘位于第一下法兰盘上且与第一下法兰盘固定连接，所述第一轴承座固定在第一上法兰盘上，所述第一轴承由第一外圈、第一钢珠组和第一内圈构成，所述第一外圈固定在第一轴承座上，所述第一内圈和第一钢珠组可绕第一外圈转动；

所述第一发电机包括第一内转子、第一外定子和第一励磁机，所述第一内转子位于第一内圈上且与第一内圈固定连接，所述第一外定子位于第一外圈上且与第一外圈固定连接；

所述发电机中心柱为空心，所述发电机中心柱设置于第一内转子内；

所述第一励磁机包括第一励磁机定子和第一励磁机转子，所述第一励磁机定子与第一外定子连接，所述第一励磁机转子与第一内转子连接；

在所述发电机中心柱上方依次设有第二轴承、第二轴承座、第二下法兰盘和第二上法兰盘，所述第二上法兰盘与塔柱相固定，所述第二下法兰盘位于第二上法兰盘下方且与第二上法兰盘固定连接，所述第二轴承座位于第二下法兰盘下方且与第二下法兰盘固定连接，所述第二轴承由第二外圈、第二钢珠组和第二内圈构成，所述第二外圈位于第二轴承座下方且与第二轴承座固定连接，所述第二内圈和第二钢珠组可绕第二外圈转动。

垂直风力发电机的支撑主要依靠中心的塔柱，发电装置安装在塔柱上，大大减少了垂直风力发电机的占地面积。本发明中的发电装置由两个轴承、叶片和发电机组成，该结构简单，传动方式亦变得简单；并且叶片、轴承的内圈和发电机的内转子之间相互固定成一整体结构，使得发电机的内转子相当于叶片的一部分，叶片的转速就是发电机内转子的转速，对风能的利用率相当高。

作为改进，所述第一励磁机转子和叶片的下端之间设有第一连接法兰，所述叶片的下端通过第一连接法兰与第一励磁机转子固定连接；所述第二内圈和叶片的上端之间设有第二连接法兰，所述叶片的上端通过第二连接法兰与第二内圈固定连接。

作为改进，所述第二轴承下方设有第二发电机，所述第二发电机包括第二内转子和第二外定子，所述第二内转子位于第二内圈下方且与第二内圈固定连接，所述第二外定子位于第二外圈下方且与第二外圈固定连接；

所述第二发电机设有第二励磁机，所述第二励磁机包括第二励磁机定子和第二励磁机转子，所述第二励磁机转子与第二内转子连接，所述第一励磁机定子与第一外定子连接。

作为改进，所述第一励磁机转子和叶片的下端之间设有第一连接法兰，所述叶片的下端通过第一连接法兰与第一励磁机转子固定连接；所述第二励磁机转子和叶片的上端之间设有第二连接法兰，所述叶片的上端通过第二连接法兰与第二励磁机转子固定连接。

作为改进，所述第一轴承或第二轴承上设有降低第一内圈或第二内圈转速的减速装置。

作为改进，所述叶片包括一个以上的叶片单元，所述叶片单元的横截面为中间大两端小的橄榄形，且两小端中的其中一端为圆端，另一端为尖端；所述的叶片单元包括骨架及叶身，叶身安装在骨架上，在叶片单元的径向方向上，叶身的一端设有第一叶尖，叶身的另一端设有第二叶尖，第一叶尖的尾部为所述叶片单元的圆端，第二叶尖的尾部为所述叶片单元的尖端，第一叶尖的头部伸入到叶身内，第二叶尖的头部伸入到叶身内；所述骨架和第一叶尖之间设有带动第一叶尖沿叶片单元径向方向运动的第一运动装置，骨架和第二叶尖之间设有带动第二叶尖沿叶片单元径向方向运动的第二运动装置；所述的第一叶尖与叶身之间设有第一导轨组，第二叶尖与叶身之间设有第二导轨组，所述的叶片单元连接后呈弧形。

这种结构，由于在第一叶尖和骨架之间设有第一运动装置，在第二叶尖和骨架之间设有第二运动装置，在第一叶尖与叶身之间设有第一导轨组，在第二叶尖与叶身之间设有第二导轨组，因此，叶片能根据风力的大小调节迎风面的大小，这样，能自动调整风力发电机的功率，防止风速过大而引起垂直风力发电机的失效；由于叶片单元的横截面为中间大两端小的橄榄形，且两小端中的其中一端为圆端，另一端为尖端，所述的叶片单元连接后呈弧形，因此，这种结构的叶片对风能的利用率高。

作为本发明的具体化，所述的第一运动装置为第一液压系统，第二运动装置为第二液压系统；所述的第一液压系统包括第一液压泵、第一液压阀、第一液压管及第一液压缸；所述的第一液压缸包括第一液压缸体、第一活塞、第一活塞杆及第一密封装置，所述的第一液压缸体远离第一活塞杆的一端与骨架连接，第一活塞杆远离第一液压缸体的一端与第一叶尖连接；所述的第二液压系统包括第二液压泵、第二液压阀、第二液压管及第二液压缸；所述的第二液压缸包括第二液压缸体、第二活塞、第二活塞杆及第二密封装置，所述的第二液压缸体远离第二活塞杆的一端与骨架连接，第二活塞杆远离第二液压缸体的一端与第二叶尖连接。

采用液压系统作为运动系统，其传动的平稳性好，能使用在大功率的运动件上，且能实现无极调速。

作为改进，所述塔柱顶部设有吊架，所述吊架与塔柱顶部相枢接，所述吊架上设有起重装置和吊钩。

作为改进，所述塔柱内部设有升降电梯，所述升降电梯包括轿厢和轿厢升降机构。

本发明与现有技术相比所带来的有益效果是：

I、较以往使用拉索固定发电装置，本发明仅依靠塔柱支撑发电装置，使得整个垂直风力发电机所占用的地面积更少。II、整个发电装置由两个轴承、叶片和发电机组成，该结构简单，传动方式亦变得简单。III、较以往通过复杂的传动机构以及使用巨大的垂直转轴来传动能量，本发明设计的叶片、轴承的内圈和发电机的内转子相互固定成一整体的结构，使得发电机内转子相当于叶片的一部分，叶片的转速就是发电机转子的转速，极大降低了能量在传输过程中的损耗，对风能的利用率相当高。IV、较现有的塔架式垂直风力发电机，本发明由空心的塔柱支承发电装置，既保证了风力发电机的稳固，又降低了钢材的用量；并且本发明有效简化了以往复杂的传动机构，极大降低了垂直风力发电机的生产成本和风电的成本。VI、由于本发明的塔柱为空心，并且在塔柱内部设有升降电梯以及在塔柱顶部设有吊架，使得对垂直风力发电机的维修和检测变得简单安全。VII、本发明的叶片结构，能调节叶片迎风面的大小，以便自动调整风力发电机的功率，防止因风速过大引起风力发电机的失效，并且风能的利用率高。

附图说明

图1为实施例1中垂直风力发电机主视图；

图2为图1的剖视图；

图3为实施例2中垂直风力发电机主视图；

图4为图3的剖视图；

图5为实施例3中垂直风力发电机主视图；

图6为图5的剖视图；

图7为本发明的叶片之立体视图；

图8为本发明的叶片之剖面结构视图；

图9为本发明中叶片的叶尖打开时叶片单元截面图；

图10为本发明中叶片的叶尖收缩时叶片单元截面图；

图11为图9中A的局部放大图；

图12为第一液压缸的结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。

实施例1

如图1至2所示，一种垂直风力发电机，包括塔柱1、发电机和两片叶片9；所述塔柱1为空心，在所述塔柱1上设有发电装置。所述发电装置由设置于塔柱1上的第一下法兰盘2a和第一上法兰盘2b、第一轴承座3、第一轴承44、第一发电机5、发电机中心柱20、第二轴承7、第二轴承座8、第二下法兰盘11a和第二上法兰盘11b组成。所述第一下法兰盘2a与塔柱1相固定，所述第一上法兰盘2b位于第一下法兰盘2a上且与第一下法兰盘2a固定连接，所述第一轴承座3固定在第一上法兰盘2b上，所述第一轴承4由第一外圈41、第一钢珠组42和第一内圈43构成，所述第一外圈41固定在第一轴承座3上，所述第一内圈43和第一钢珠组42可绕第一外圈41转动；所述第一发电机5包括第一内转子51、第一外定子52和第一励磁机21，所述第一内转子51位于第一内圈43上且与第一内圈43固定连接，所述第一外定子52位于第一外圈41上且与第一外圈41固定连接；所述发电机中心柱20为空心，所述发电机中心柱20设置于第一内转子51内，所述发电机中心柱20分别与第一轴承座3和第二轴承座8固定连接。所述第一励磁机21包括第一励磁机定子211和第一励磁机转子212，所述第一励磁机定子211与第一外定子52连接，所述第一励磁机转子212与第一内转子51连接。在所述发电机中心柱20上方依次设有第二轴承7、第二轴承座8、第二下法兰盘11a和第二上法兰盘11b，所述第二上法兰盘11b与塔柱1相固定，所述第二下法兰盘11a位于第二上法兰盘11b下方且与第二上法兰盘11b固定连接，所述第二轴承座8位于第二下法兰盘11a下方且与第二下法兰盘11a固定连接，所述第二轴承7由第二外圈71、第二钢珠组72和第二内圈73构成，所述第二外圈71位于第二轴承座8下方且与第二轴承座8固定连接，所述第二内圈73和第二钢珠组72可绕第二外圈71转动。所第一励磁机转子212和叶片9的下端之间设有第一连接法兰6a，所述叶片9的下端通过第一连接法兰6a与第一励磁机转子212固定连接；所述第二内圈73和叶片9的上端之间设有第二连接法兰6b，所述叶片9的上端通过第二连接法兰6b与第二内圈73固定连接。在本实施例中，在所述第二轴承7上设有降低第二内圈73转速的减速装置(未示出)，减速装置(未示出)直接作用在第二轴承7的第二内圈73上。在所述塔柱1顶部设有吊架10，所述吊架10与塔柱1顶部相枢接，所述吊架10上设有吊臂101、起重装置(未示出)和吊钩102，起重装置(未示出)与吊钩102相连接，通过起重装置(未示出)实现对吊钩102的升降。在所述塔柱1内部设有升降电梯，所述升降电梯包括轿厢12a和轿厢升降机构12b，轿厢12a由轿厢升降机构12b实现升降。

如图7至12所示，所述的叶片9由三个叶片单元91组成；叶片单元91的横截面为中间大两端小的橄榄形，且两小端中其中一端为圆端，另一端为尖端，叶片单元91采用这种横截面结构，对风能的利用率高。所述的叶片单元91包括骨架911、叶身912、第一叶尖913及第二叶尖914；叶身912安装在骨架911上，骨架911处在叶身912内；所述的第一叶尖913设在叶身912沿叶片单元91的径向方向上的一端，第一叶尖913的尾部9131为所述的圆端，第一叶尖913的头部9132伸入到叶身912内；所述的第二叶尖914设在叶身912沿叶片单元91的径向方向上与第一叶尖913相对的一端，第二叶尖914的尾部9141为所述的尖端，第二叶尖914的尾头部9142伸入到叶身912内；如图9至图12，在叶身912和第一叶尖913之间设有第一导轨组(未示出)，在叶身912和第二叶尖914之间设有第二导轨组92；在骨架911和第一叶尖913之间设有第第一液压系统93，骨架911和第二叶尖914之间设有第二液压系统94，所述的第第一液压系统93包括第一液压泵(未示出)、第一液压阀(未示出)、第一液压管(未示出)及第一液压缸9301，如图7所示，所述的第一液压缸9301包括第第一液压缸体9302、第一活塞9303、第一活塞杆9304及第一密封装置9305，第一活塞9303安装在第第一液压缸体9302内，第一活塞杆9304的一端与第一活塞9303相连接，另一端与第一叶尖913连接在一起，第第一液压缸体9302固定在骨架911上，第一密封装置9305安装在第第一液压缸体9302的两端，所述的第二液压系统94包括第二液压泵(未示出)、第二液压阀(未示出)、第二液压管(未示出)及第二液压缸9401，所述的第二液压缸9401包括第二液压缸体9402、第二活塞(未示出)、第二活塞杆9403及第一密封装置(未示出)，第二活塞安装在第一液压缸体9402内，第二活塞杆9403的一端与第二活塞相连接，另一端与第二叶尖914连接在一起，第二液压缸体9402固定在骨架911上，第一密封装置安装在第一液压缸体9402的两端；采用液压系统作为运动装置，能够使用在大功率的设备上，其传动的平稳性好，在运动时，能进行无极变速，并且由于液压缸体内的介质是液压油，能进行自动润滑，这样，液压系统的使用寿命长，因此，叶片的使用寿命也长。在骨架911和叶身912之间还安装有加强筋95，这样，能增大骨架911和叶身912之间的连接强度；在叶身912的靠近第一叶尖913的一端部安装有第一密封条96，在叶身912的靠近第二叶尖914的一端部安装有第一密封条97，这样，能防止雨水、尘埃进入到叶片单元内，垂直风力发电机在工作时，能防止在叶片单元横截面两端形成对流而影响垂直风力发电机的工作效率。

如图9所示，当风力小时，第一叶尖913和第二叶尖914为打开状态，这样，叶片迎风面的面积大，因此，垂直风力发电机的功率大；如图10，当风力变大时，第一叶尖913在第第一液压系统93的作用下沿第一导轨组向骨架911方向上运动，第一叶尖913收缩，同时，第二叶尖914在第二液压系统94的作用下沿第二导轨组92向骨架911方向运动，第二叶尖914收缩，此时，叶片的迎风面的面积减小，垂直发电机的功率得到自动的调整，采用这种结构，能防止因风速过大而引起垂直风力发电机失效。

垂直风力发电机的工作原理如下：

第一外圈41、第二外圈71则分别与第一轴承座3和第二轴承座8相固定，第一外定子52与第一外圈41固定，发电机中心柱20分别与第一轴承座3和第二轴承座8相固定。风力推动叶片9，叶片9受力而开始旋转，由于叶片9通过第一连接法兰6a和第二连接法兰6b与第一励磁机转子212和第二内圈73固定连接，第一励磁机转子212和第一内转子51相连接，叶片9会带着第一励磁机转子212、第一内转子51和第二内圈73一起转动，进而第一励磁机21向第一发电机5的励磁绕阻(未示出)输出电流，第一发电机5获得励磁电流后开始发电工作。在本实施例中，叶片9、第一励磁机转子212、第一内转子51、第一内圈43和第二内圈73成为一整体结构，具有相同的转速，叶片9转得越快，第一发电机5转子就转得越快。由于其动力传动链简单，能量的损失少，对风能的利用率高。为了防止第一发电机5转子转速过高，减速装置(未示出)可以对第二轴承7的第二内圈73进行减速，从而达到对第一发电机5的第一内转子51和第一励磁机21的第一励磁机转子212减速的目的。对于垂直风力第一发电机5的检测与维修，维修管理人员可通过乘坐升降电梯的轿厢12a进行对风力发电机的检测和维修。另外，维修或更换部件时可使用吊架10起吊部件和维修人员，使得维修变得更为方便。

实施例2

如图3至4所示，一种垂直风力发电机，包括塔柱1、发电机和两片叶片9；所述塔柱1为空心，在所述塔柱1上设有发电装置。所述发电装置由设置于塔柱1上的第一下法兰盘2a和第一上法兰盘2b、第一轴承座3、第一轴承4、第一发电机5、发电机中心柱20、第二轴承7、第二轴承座8、第二下法兰盘11a和第二上法兰盘11b组成。所述第一下法兰盘2a与塔柱1相固定，所述第一上法兰盘2b位于第一下法兰盘2a上且与第一下法兰盘2a固定连接，所述第一轴承座3固定在第一上法兰盘2b上，所述第一轴承4由第一外圈41、第一钢珠组42和第一内圈43构成，所述第一外圈41固定在第一轴承座3上，所述第一内圈43和第一钢珠组42可绕第一外圈41转动；所述第一发电机5包括第一内转子51、第一外定子52和第一励磁机21，所述第一内转子51位于第一内圈43上且与第一内圈43固定连接，所述第一外定子52位于第一外圈41上且与第一外圈41固定连接。所述第一励磁机21包括第一励磁机定子211和第一励磁机转子212，所述第一励磁机定子211与第一外定子52连接，所述第一励磁机转子212与第一内转子51连接。所述发电机中心柱20为空心，所述发电机中心柱20设置于第一内圈43、第一内转子51和第一励磁机转子212内，所述发电机中心柱20分别与第一轴承座3和第二轴承座8固定连接。在所述发电机中心柱20上方依次为第二轴承7、第二轴承座8、第二下法兰盘11a和第二上法兰盘11b，所述第二上法兰盘11b与塔柱1相固定，所述第二下法兰盘11a位于第二上法兰盘11b下方且与第二上法兰盘11b固定连接，所述第二轴承座8位于第二下法兰盘11a下方且与第二下法兰盘11a固定连接，所述第二轴承7由第二外圈71、第二钢珠组72和第二内圈73构成，所述第二外圈71位于第二轴承座8下方且与第二轴承座8固定连接，所述第二内圈73和第二钢珠组72可绕第二外圈71转动。在所述第二轴承7下方设有第二发电机13，所述第二发电机13包括第二内转子131、第二外定子132和第二励磁机22；所述第二内转子131位于第二内圈73下方且与第二内圈73固定连接；所述第二外定子132位于第二外圈71下方且与第二外圈71固定连接。所述第二励磁机22包括第二励磁机定子221和第二励磁机转子222，所述第二励磁机定子221与第二外定子132连接，所述第二励磁机转子222与第二内转子131连接。发电机中心柱20位于第二内圈73、第二内转子131和第二励磁机转子222内。所述第一励磁机转子212和叶片9的下端之间设有第一连接法兰6a，所述叶片9的下端通过第一连接法兰6a与第一励磁机转子212固定连接；所述第二励磁机转子222和叶片9的上端之间设有第二连接法兰6b，所述叶片9的上端通过第二连接法兰6b与第二励磁机转子222固定连接。在本实施例中，在所述第二轴承7上设有降低第二内圈73转速的减速装置(未示出)，减速装置(未示出)直接作用在第二轴承7的第二内圈73上。在所述塔柱1顶部设有吊架10，所述吊架10与塔柱1顶部相枢接，所述吊架10上设有吊臂101、起重装置(未示出)和吊钩102，起重装置(未示出)与吊钩102相连接，通过起重装置(未示出)实现对吊钩102的升降。在所述塔柱1内部设有升降电梯，所述升降电梯包括轿厢12a和轿厢升降机构12b，轿厢12a由轿厢升降机构12b实现升降。

如图7至12所示，所述的叶片9由三个叶片单元91组成；叶片单元91的横截面为中间大两端小的橄榄形，且两小端中其中一端为圆端，另一端为尖端，叶片单元91采用这种横截面结构，对风能的利用率高。所述的叶片单元91包括骨架911、叶身912、第一叶尖913及第二叶尖914；叶身912安装在骨架911上，骨架911处在叶身912内；所述的第一叶尖913设在叶身912沿叶片单元91的径向方向上的一端，第一叶尖913的尾部9131为所述的圆端，第一叶尖913的头部9132伸入到叶身912内；所述的第二叶尖914设在叶身912沿叶片单元91的径向方向上与第一叶尖913相对的一端，第二叶尖914的尾部9141为所述的尖端，第二叶尖914的尾头部9142伸入到叶身912内；如图9至图12，在叶身912和第一叶尖913之间设有第一导轨组(未示出)，在叶身912和第二叶尖914之间设有第二导轨组92；在骨架911和第一叶尖913之间设有第第一液压系统93，骨架911和第二叶尖914之间设有第二液压系统94，所述的第第一液压系统93包括第一液压泵(未示出)、第一液压阀(未示出)、第一液压管(未示出)及第一液压缸9301，如图7所示，所述的第一液压缸9301包括第第一液压缸体9302、第一活塞9303、第一活塞杆9304及第一密封装置9305，第一活塞9303安装在第第一液压缸体9302内，第一活塞杆9304的一端与第一活塞9303相连接，另一端与第一叶尖913连接在一起，第第一液压缸体9302固定在骨架911上，第一密封装置9305安装在第第一液压缸体9302的两端，所述的第二液压系统94包括第二液压泵(未示出)、第二液压阀(未示出)、第二液压管(未示出)及第二液压缸9401，所述的第二液压缸9401包括第二液压缸体9402、第二活塞(未示出)、第二活塞杆9403及第一密封装置(未示出)，第二活塞安装在第一液压缸体9402内，第二活塞杆9403的一端与第二活塞相连接，另一端与第二叶尖914连接在一起，第二液压缸体9402固定在骨架911上，第一密封装置安装在第一液压缸体9402的两端；采用液压系统作为运动装置，能够使用在大功率的设备上，其传动的平稳性好，在运动时，能进行无极变速，并且由于液压缸体内的介质是液压油，能进行自动润滑，这样，液压系统的使用寿命长，因此，叶片的使用寿命也长。在骨架911和叶身912之间还安装有加强筋95，这样，能增大骨架911和叶身912之间的连接强度；在叶身912的靠近第一叶尖913的一端部安装有第一密封条96，在叶身912的靠近第二叶尖914的一端部安装有第一密封条97，这样，能防止雨水、尘埃进入到叶片单元内，垂直风力发电机在工作时，能防止在叶片单元横截面两端形成对流而影响垂直风力发电机的工作效率。

如图9所示，当风力小时，第一叶尖913和第二叶尖914为打开状态，这样，叶片迎风面的面积大，因此，垂直风力发电机的功率大；如图10，当风力变大时，第一叶尖913在第第一液压系统93的作用下沿第一导轨组向骨架911方向上运动，第一叶尖913收缩，同时，第二叶尖914在第二液压系统94的作用下沿第二导轨组92向骨架911方向运动，第二叶尖914收缩，此时，叶片的迎风面的面积减小，垂直发电机的功率得到自动的调整，采用这种结构，能防止因风速过大而引起垂直风力发电机失效。

在本实施例，叶片9通过带动第一励磁机转子212转动，进而带动第一内转子51和第一内圈43转动；与此同时，叶片9还通过带动第二励磁机转子222带动转动，进而带动第二内转子131和第二内圈73转动，该结构使得发电装置的发电效率更高。

实施例3

如图5至6所示，与实施例2所不同的是：塔柱11上设有两个的发电装置，位于下层的发电装置中包括第一下法兰盘2a和第一上法兰盘2b、第一轴承座3、第一轴承4、第一发电机5、第一励磁机21、发电机中心柱20、第二轴承7、第二轴承座8、第二下法兰盘11a和第二上法兰盘11b组成；并且在第二轴承7下方设有第二发电机13，所述第二发电机13包括第二内转子131、第二外定子132和第二励磁机22。位于上层的发电装置与下层的发电装置在结构上完全相同。两个发电装置的发电原理与实施例2所述的发电装置的发电原理一样，这里不再详细说明。

Claims (9)

1.一种垂直风力发电机，包括塔柱、发电机和两片以上的叶片，其特征在于：所述塔柱为空心，在所述塔柱上设有一个以上的发电装置；

所述发电装置由设置于塔柱上的第一下法兰盘和第一上法兰盘、第一轴承座、第一轴承、第一发电机、发电机中心柱、第二轴承、第二轴承座、第二下法兰盘和第二上法兰盘组成；

所述第一下法兰盘与塔柱相固定，所述第一上法兰盘位于第一下法兰盘上且与第一下法兰盘固定连接，所述第一轴承座固定在第一上法兰盘上，所述第一轴承由第一外圈、第一钢珠组和第一内圈构成，所述第一外圈固定在第一轴承座上，所述第一内圈和第一钢珠组可绕第一外圈转动；

所述第一发电机包括第一内转子、第一外定子和第一励磁机，所述第一内转子位于第一内圈上且与第一内圈固定连接，所述第一外定子位于第一外圈上且与第一外圈固定连接；

所述发电机中心柱为空心，所述发电机中心柱设置于第一内转子内；

所述第一励磁机包括第一励磁机定子和第一励磁机转子，所述第一励磁机定子与第一外定子连接，所述第一励磁机转子与第一内转子连接；

在所述发电机中心柱上方依次设有第二轴承、第二轴承座、第二下法兰盘和第二上法兰盘，所述第二上法兰盘与塔柱相固定，所述第二下法兰盘位于第二上法兰盘下方且与第二上法兰盘固定连接，所述第二轴承座位于第二下法兰盘下方且与第二下法兰盘固定连接，所述第二轴承由第二外圈、第二钢珠组和第二内圈构成，所述第二外圈位于第二轴承座下方且与第二轴承座固定连接，所述第二内圈和第二钢珠组可绕第二外圈转动。

2.根据权利要求1所述的垂直风力发电机，其特征在于：所述第一励磁机转子和叶片的下端之间设有第一连接法兰，所述叶片的下端通过第一连接法兰与第一励磁机转子固定连接；所述第二内圈和叶片的上端之间设有第二连接法兰，所述叶片的上端通过第二连接法兰与第二内圈固定连接。

3.根据权利要求1所述的垂直风力发电机，其特征在于：所述第二轴承下方设有第二发电机，所述第二发电机包括第二内转子和第二外定子，所述第二内转子位于第二内圈下方且与第二内圈固定连接，所述第二外定子位于第二外圈下方且与第二外圈固定连接；

所述第二发电机设有第二励磁机，所述第二励磁机包括第二励磁机定子和第二励磁机转子，所述第二励磁机转子与第二内转子连接，所述第一励磁机定子与第一外定子连接。

4.根据权利要求3所述的垂直风力发电机，其特征在于：所述第一励磁机转子和叶片的下端之间设有第一连接法兰，所述叶片的下端通过第一连接法兰与第一励磁机转子固定连接；所述第二励磁机转子和叶片的上端之间设有第二连接法兰，所述叶片的上端通过第二连接法兰与第二励磁机转子固定连接。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的垂直风力发电机，其特征在于：所述第一轴承或第二轴承上设有降低第一内圈或第二内圈转速的减速装置。

6.根据权利要求5所述的垂直风力发电机，其特征在于：所述叶片包括一个以上的叶片单元，所述叶片单元的横截面为中间大两端小的橄榄形，且两小端中的其中一端为圆端，另一端为尖端；所述的叶片单元包括骨架及叶身，叶身安装在骨架上，在叶片单元的径向方向上，叶身的一端设有第一叶尖，叶身的另一端设有第二叶尖，第一叶尖的尾部为所述叶片单元的圆端，第二叶尖的尾部为所述叶片单元的尖端，第一叶尖的头部伸入到叶身内，第二叶尖的头部伸入到叶身内；所述骨架和第一叶尖之间设有带动第一叶尖沿叶片单元径向方向运动的第一运动装置，骨架和第二叶尖之间设有带动第二叶尖沿叶片单元径向方向运动的第二运动装置；所述的第一叶尖与叶身之间设有第一导轨组，第二叶尖与叶身之间设有第二导轨组，所述的叶片单元连接后呈弧形。

7.根据权利要求6所述的垂直风力发电机，其特征在于：所述的第一运动装置为第一液压系统，第二运动装置为第二液压系统；所述的第一液压系统包括第一液压泵、第一液压阀、第一液压管及第一液压缸；所述的第一液压缸包括第一液压缸体、第一活塞、第一活塞杆及第一密封装置，所述的第一液压缸体远离第一活塞杆的一端与骨架连接，第一活塞杆远离第一液压缸体的一端与第一叶尖连接；所述的第二液压系统包括第二液压泵、第二液压阀、第二液压管及第二液压缸；所述的第二液压缸包括第二液压缸体、第二活塞、第二活塞杆及第二密封装置，所述的第二液压缸体远离第二活塞杆的一端与骨架连接，第二活塞杆远离第二液压缸体的一端与第二叶尖连接。

8.根据权利要求1所述的垂直风力发电机，其特征在于：所述塔柱顶部设有吊架，所述吊架与塔柱顶部相枢接，所述吊架上设有起重装置和吊钩。

9.根据权利要求1所述的垂直风力发电机，其特征在于：所述塔柱内部设有升降电梯，所述升降电梯包括轿厢和轿厢升降机构。

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