CN102297092A - 一种垂直轴多段式风力发电机组连接结构 - Google Patents

一种垂直轴多段式风力发电机组连接结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种垂直轴多段式风力发电机组连接结构，包括多组多段式风力发电机，还包括垂直轴风车，该垂直轴风车的输出转轴通过传动机构带动多组多段式风力发电机转动而发电。本发明所述的垂直轴多段式风力发电机组连接结构中，通过垂直轴风车的传动轴和传动齿轮，带动多个被动轮转动，以提供了足够的能量带动多组多段式风力发电机发电，解决了平行轴小发电机不能组合成大发电机的工艺和技术上的问题。本发明所述的连接结构形成了多台发电机的串接结构，减轻了重量，并且不用大型设备就能制造出大发电量的发电机，使得发电机的效率在同一台风车带动下成倍提高。

Description

一种垂直轴多段式风力发电机组连接结构
技术领域
本发明涉及一种风力发电机组连接结构，尤其涉及一种垂直轴多段式风力发电机组的连接结构。
背景技术
目前，小型风力发电机都为离网式，同时又大都为平行轴风力发电机。由于平行轴发电机的工艺特点，不能组合成多段式风力发电机。
平行轴风车由于需启动风速高，启动力矩大，获取风能的能量小，不适合带动多组多段式风电机发电。特别是在传动机构上，由于平行轴发电机风叶小，利用风能迎面少，动能性能不够，风车必须同发电机紧密连接。而垂直轴风电机的风车则可低速启动，低速发电，转速在300转/秒内即可达到发电的指标。
发明内容
本发明针对现有技术的缺点，提供一种由垂直轴风车的传动轴带动多组多段式风力发电机进行发电的连接结构。
本发明所述的垂直轴多段式风力发电机组连接结构，包括多组多段式风力发电机，还包括垂直轴风车，该垂直轴风车的输出转轴通过传动机构带动多组多段式风力发电机转动而发电。
本发明所述的垂直轴多段式风力发电机组连接结构中，所述垂直轴风车包括垂直设置的中心轴及分布于该中心轴圆周方向的多个扇叶；所述扇叶通过支杆结构连接于所述中心轴。
本发明所述的垂直轴多段式风力发电机组连接结构中，所述中心轴的上、下两端分别设置上、下法兰；所述支杆结构包括主支杆和副支杆，其中，所述主支杆为上、下两组，上组主支杆设置于扇叶上端与中心轴的上法兰之间，下组主支杆设置于扇叶下端与中心轴的下法兰之间；所述副支杆则设置于扇叶上端与中心轴的下法兰之间。
本发明所述的垂直轴多段式风力发电机组连接结构中，所述上组主支杆包括两根等长上连杆，所述两根上连杆的一端分别连接于扇叶，另一端则共同连接于中心轴的上法兰；所述下组主支杆包括两根等长下连杆，所述两根下连杆的一端分别连接于扇叶，另一端则共同连接于中心轴的下法兰。
本发明所述的垂直轴多段式风力发电机组连接结构中，所述多组多段式风力发电机设置于一箱体内，所述垂直轴风车设置于箱体的顶部。
本发明所述的垂直轴多段式风力发电机组连接结构中，所述传动机构包括设置于输出转轴端部的主动齿轮、以及各组多段式风力发电机上设置的从动齿轮，所述主动齿轮与从动齿轮啮合。
本发明所述的垂直轴多段式风力发电机组连接结构中，所述从动齿轮沿主动齿轮圆周均布。
本发明所述的垂直轴多段式风力发电机组连接结构中，所述箱体顶部设置有塔架，所述塔架内设置有固定外套，所述输出转轴穿过该固定外套。
本发明所述的垂直轴多段式风力发电机组连接结构中，所述多段式风力发电机包括上机壳、中间机壳、以及下机壳，所述上机壳与从动齿轮固定连接，所述中间机壳设置于上机壳与下机壳之间，并同上机壳、下机壳连接，所述下机壳同多段式风力发电机下部的底座上的上法兰连接；在上机壳、中机壳、以及下机壳内分别装有磁石盘；所述磁石盘中间分别装有定子。
本发明所述的垂直轴多段式风力发电机组连接结构中，所述多段式风力发电机下部的底座上的上法兰中设置有推力轴承，所述底座上还固接有下法兰；所述多段式风力发电机的定子轴依次穿设过上法兰和推力轴承而与下法兰固接在一起。
本发明所述的垂直轴多段式风力发电机组连接结构中，所述定子通过定位销与底座固定连接。
本发明所述的垂直轴多段式风力发电机组连接结构中，通过垂直轴风车的传动轴和传动齿轮，带动多个被动轮转动，以提供了足够的能量带动多组多段式风力发电机发电，解决了平行轴小发电机不能组合成大发电机的工艺和技术上的问题。本发明所述的连接结构形成了多台发电机的串接结构，减轻了重量，并且不用大型设备就能制造出大发电量的发电机，使得发电机的效率在同一台风车带动下成倍提高。
附图说明
图1为本发明所述垂直轴多段式风力发电机组连接结构的示意图；
图2为本发明所述垂直轴多段式风力发电机组连接结构中扇叶的连接示意图；
图3为本发明所述垂直轴多段式风力发电机组连接结构中的传动机构的示意图；
图4为本发明所述垂直轴多段式风力发电机组连接结构中多段式风力发电机的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
如图1所示，本发明所述的垂直轴多段式风力发电机组连接结构，包括多组多段式风力发电机1，还包括垂直轴风车，该垂直轴风车的输出转轴18通过传动机构带动多组多段式风力发电机1转动而发电。本发明所述的垂直轴多段式风力发电机组连接结构中，采用垂直轴风车带动多组多段式风力发电机发电，解决了平行轴小发电机不能组合成大发电机的工艺和技术上的问题。本发明所述的连接结构形成了多台发电机的串接结构，减轻了重量，并且不用大型设备就能制造出大发电量的发电机，使得发电机的效率在同一台风车带动下成倍提高。
具体而言，如图1、图2所示，所述垂直轴风车包括垂直设置的中心轴23及分布于该中心轴23圆周方向的多个扇叶19；所述扇叶19通过支杆结构连接于所述中心轴23。所述扇叶19可采用宽1米以上、高度10米以上的长方体流线型结构，其旋转半径可达6米以上。该扇叶19的形状类似于机翼形，具有捕风能力强、启动力矩小等优点。在所述中心轴23的上、下两端分别设置上法兰、下法兰25；所述支杆结构则包括主支杆22和副支杆24，其中，所述主支杆22为上、下两组，上组主支杆设置于扇叶19上端(以距离扇叶19顶端距离为扇叶全长的1/3为宜)与中心轴23的上法兰之间，下组主支杆设置于扇叶19下端(以距离扇叶19底端距离为扇叶全长的1/3为宜)与中心轴23的下法兰25之间；所述副支杆24则设置于扇叶19上端与中心轴23的下法兰25之间。如图2所示，所述上组主支杆可具体包括两根等长上连杆26，所述两根上连杆26的一端分别连接于扇叶19，另一端则共同连接于中心轴23的上法兰，即两根等长上连杆26与扇叶19呈等腰三角形分布；所述下组主支杆同样包括两根等长下连杆，所述两根下连杆的一端分别连接于扇叶19，另一端则共同连接于中心轴23的下法兰25，所述两根等长下连杆与扇叶19同样呈等腰三角形分布。此种主支杆的等腰三角形分布、以及主支杆、副支杆24与扇叶19的三角形分布可大大增强扇叶的连接强度。
如图1所示，所述多组多段式风力发电机1设置于一箱体2内，所述垂直轴风车则设置在该箱体2的顶部。在该垂直轴风车的叶片组的下部设置有法兰，所述输出转轴18的上端也设置有对应的法兰，所述叶片组与输出转轴18通过上述两个法兰对接而固定连接。
所述传动机构包括了设置于垂直轴风车的输出转轴18端部的主动齿轮10、以及设置于各组多段式风力发电机1上的从动齿轮4，所述主动齿轮10与从动齿轮4啮合，从而令垂直轴风车的输出转轴18的转动可以带动各组多段式风力发电机1发电。本发明中，所述各从动齿轮4是沿主动齿轮10的圆周方向均布的，也就是说，各组多段式风力发电机1沿垂直轴风车的输出转轴18的圆周方向均布，使得一台垂直轴风车可驱动多组多段式风力发电机1。如图1所示，本实施例中，设置了两组多段式风力发电机1，这两组多段式风力发电机1是沿垂直轴风车的输出转轴18对称分布的。
本发明中，所述的多段式风力发电机1包括上机壳、中间机壳、以及下机壳，所述上机壳通过发电机上机壳连接轴及法兰3与从动齿轮4固定连接。所述中间机壳设置于上机壳与下机壳之间，并同上机壳、下机壳连接；所述下机壳同多段式风力发电机1下部的底座8上的上法兰5连接；在上机壳、中机壳、以及下机壳内分别装有磁石盘；所述磁石盘中间分别装有定子。在所述多段式风力发电机1下部的底座8上的上法兰5中设置有推力轴承7，所述底座8上还固接有下法兰6；所述多段式风力发电机1的定子轴依次穿设过上法兰5和推力轴承7而与下法兰6固接在一起。所述定子则通过定位销9与底座8固定连接。所述底座8则与箱体2固定连接。所述的多段式风力发电机1的每一段均引出三相导线，各段发电机均通过各自的三相导线分别输出电源。
本发明中，所述箱体2的顶部设置了塔架15，该塔架15内设置了固定外套13，所述垂直轴风车的输出转轴18穿过该固定外套13，从而实现垂直轴风车的平稳运转。具体而言，如图1所示，所述输出转轴18的上端设置有上法兰11和轴承，所述输出转轴18的下端设置有下法兰12和轴承，所述上法兰11和下法兰12之间则为固定外套13。
所述塔架15为管式，该塔架15的下端通过下法兰16与箱体2的顶部固定连接。在塔架15的上端设置有梯形帽14，该梯形帽14与上法兰11固定连接，所述塔架15的下法兰16与输出转轴18的下法兰12固定连接。
本发明中，所述输出转轴18的下部设置有活接连接套20，该活接连接套20上设置有刹车制动器17，通过控制该刹车控制器17可实现对垂直轴风车的制动，以便于危急情况时确保本发明所述风力发电机组的安全。所述的刹车控制器17是离心式的，当风车超过一定转速，通过弹簧开关，刹车片自动落下摩擦，以减慢转速；当转速逐步升高时，则通过自动控制弹簧收回，不再摩擦降速。本发明中，所述主动齿轮10的一端与活接连接套20连接，而其另一端则与底座推力轴承21连接，此结构可确保主动齿轮10的平稳转动，也即保证了从动齿轮4的平稳转动。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (11)

1.一种垂直轴多段式风力发电机组连接结构，包括多组多段式风力发电机，其特征在于，还包括垂直轴风车，该垂直轴风车的输出转轴通过传动机构带动多组多段式风力发电机转动而发电。
2.如权利要求1所述的风力发电机组连接结构，其特征在于，所述垂直轴风车包括垂直设置的中心轴及分布于该中心轴圆周方向的多个扇叶；所述扇叶通过支杆结构连接于所述中心轴。
3.如权利要求2所述的风力发电机组连接结构，其特征在于，所述中心轴的上、下两端分别设置上、下法兰；所述支杆结构包括主支杆和副支杆，其中，所述主支杆为上、下两组，上组主支杆设置于扇叶上端与中心轴的上法兰之间，下组主支杆设置于扇叶下端与中心轴的下法兰之间；所述副支杆则设置于扇叶上端与中心轴的下法兰之间。
4.如权利要求3所述的风力发电机组连接结构，其特征在于，所述上组主支杆包括两根等长上连杆，所述两根上连杆的一端分别连接于扇叶，另一端则共同连接于中心轴的上法兰；所述下组主支杆包括两根等长下连杆，所述两根下连杆的一端分别连接于扇叶，另一端则共同连接于中心轴的下法兰。
5.如权利要求1所述的风力发电机组连接结构，其特征在于，所述多组多段式风力发电机设置于一箱体内，所述垂直轴风车设置于箱体的顶部。
6.如权利要求1所述的风力发电机组连接结构，其特征在于，所述传动机构包括设置于输出转轴端部的主动齿轮、以及各组多段式风力发电机上设置的从动齿轮，所述主动齿轮与从动齿轮啮合。
7.如权利要求6所述的风力发电机组连接结构，其特征在于，所述从动齿轮沿主动齿轮圆周均布。
8.如权利要求5所述的风力发电机组连接结构，其特征在于，所述箱体顶部设置有塔架，所述塔架内设置有固定外套，所述输出转轴穿过该固定外套。
9.如权利要求6所述的风力发电机组连接结构，其特征在于，所述多段式风力发电机包括上机壳、中间机壳、以及下机壳，所述上机壳与从动齿轮固定连接，所述中间机壳设置于上机壳与下机壳之间，并同上机壳、下机壳连接，所述下机壳同多段式风力发电机下部的底座上的上法兰连接；在上机壳、中机壳、以及下机壳内分别装有磁石盘；所述磁石盘中间分别装有定子。
10.如权利要求9所述的风力发电机组连接结构，其特征在于，所述多段式风力发电机下部的底座上的上法兰中设置有推力轴承，所述底座上还固接有下法兰；所述多段式风力发电机的定子轴依次穿设过上法兰和推力轴承而与下法兰固接在一起。
11.如权利要求10所述的风力发电机组连接结构，其特征在于，所述定子通过定位销与底座固定连接。
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