CN109838348A - 一种贯流型垂直轴风光发电机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种贯流型垂直轴风光发电机，其包括安装支架、中心轴、太阳能电力供应装置、风力驱动涡轮装置、齿轮传动装置以及双发电机；其中，所述中心轴竖直枢接在安装支架的中央；所述太阳能电力供应装置枢接在中心轴的上部；所述风力驱动涡轮装置连接在中心轴的中部，其带动中心轴转动；所述齿轮传动装置连接至中心轴的底部，其连接并驱动双发电机。本发明的贯流型垂直轴风光发电机具有发电效率高，成本低，适应环境能力强且安装方便等诸多优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种发电机，具体涉及一种贯流型垂直轴风光发电机，属于风光发电技术领域。
背景技术
目前的风力发电机有两大类，一类是水平轴的风力发电机， 另一类为垂直轴的风力发电机。水平轴风力发电机技术成熟，容量日趋大型化，多在兆瓦级以上，结构複杂，设置维护费用高昂，而且专利多掌握在外商手中。垂直轴风力发电机，尤其是容量小於 20千瓦的小型垂直轴风力发电机，具有不须对準风向，结构紧凑，容易搬运与安装，适合偏远，电力网无法到达的地区，或独立型社区。在技术上，尚在萌芽发展阶段。是我国内企业，在新能源领域，值得开发的项目。尤其是整合风力与太阳能发电为一体的小型风光发电机，更是值得关注。
现有的垂直轴的风力发电机，风能利用率不高，不耐严酷氣侯，风况，易故障，维护难，安装费时。且在弱风、静风期不能发电利用，适用时间短，因此实用性差，市场评价不高，普及性低。
因此，为解决上述问题，确有必要提供一种创新的贯流型垂直轴风光发电机，以克服现有技术中的所述缺陷。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种发电效率高，成本低，适应环境能力强且安装方便的贯流型垂直轴风光发电机。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种贯流型垂直轴风光发电机，其包括安装支架、中心轴、太阳能电力供应装置、风力驱动涡轮装置、齿轮传动装置以及双发电机；其中，所述中心轴竖直枢接在安装支架的中央；所述太阳能电力供应装置枢接在中心轴的上部；所述风力驱动涡轮装置连接在中心轴的中部，其带动中心轴转动；所述齿轮传动装置连接至中心轴的底部，其连接并驱动双发电机。
本发明的贯流型垂直轴风光发电机进一步设置为：所述太阳能电力供应装置包括旋转叶轮框、矩形叶片、八字形旋转叶轮框、太阳能电池板、三角形叶片以及回转集电环；其中，所述旋转叶轮框通过一对锥形轴承枢接至中心轴上；所述矩形叶片设置在旋转叶轮框内；所述八字形旋转叶轮框固设在旋转叶轮框上，并随旋转叶轮框联动；所述太阳能电池板和三角形叶片分别固定安装于八字形旋转叶轮框上；所述三角形叶片位于太阳能电池板的背面，且和太阳能电池板相垂直；所述回转集电环枢接在中心轴上，其位于太阳能电池板的顶部。
本发明的贯流型垂直轴风光发电机进一步设置为：所述中心轴的顶部设有避雷针，底部设有连接法兰。
本发明的贯流型垂直轴风光发电机进一步设置为：所述矩形叶片、三角形叶片均设有4片。
本发明的贯流型垂直轴风光发电机进一步设置为：所述中心轴呈中空结构，其内部能穿过电源线，电源线和回转集电环电性连接。
本发明的贯流型垂直轴风光发电机进一步设置为：所述风力驱动涡轮装置包括叶轮板框、导流板框、叶片以及导流板；其中，所述导流板框设置在叶轮板框外；所述叶片竖直安装于叶轮板框上；所述导流板枢接在导流板框上，其位于叶片的外侧，并能调节角度。
本发明的贯流型垂直轴风光发电机进一步设置为：所述叶片具体设有6片，其为铝合金材质，其外边缘与内边缘的距离为叶轮板框半径的45% 至50%。
本发明的贯流型垂直轴风光发电机进一步设置为：所述导流板具体设有9片。
本发明的贯流型垂直轴风光发电机进一步设置为：所述齿轮传动装置包括底座、油盘、齿轮以及保温圈；其中，所述底座上设有一轴承座；所述中心轴竖直枢接于轴承座上；所述油盘安装于轴承座上；所述齿轮安装于中心轴上，其收容于油盘内；所述保温圈套设在油盘外，其和油盘之间填充有真空保温材料层。
本发明的贯流型垂直轴风光发电机还设置为：所述底座的顶部包括一台面板，所述保温圈支承于台面板上。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：1.减少材料费用，降低制造成本。2.提高每单位重量的发电量。3.缩短投资成本回收期间。4.发电，供电，控制一体化，即放即用，免安装。5.风光发电一体化，兼容並蓄，互补相乘，效果倍增。6.三种不同传动方式，可适应不同风场环境。7.定置中心轴的两端固定，四角支撑方式，坚固耐用。8. 外围的挡风板装置，在强风时，可遥控关闭，缩减流入氣流，继续发电。
附图说明
图1是本发明的贯流型垂直轴风光发电机的立体图。
图2是本发明的贯流型垂直轴风光发电机的主视图。
图3是图1中的太阳能电力供应装置的结构示意图。
图4是图1中的风力驱动涡轮装置的俯视图。
图5是图1中的齿轮传动装置的结构示意图。
具体实施方式
请参阅说明书附图1至附图5所示，本发明为一种贯流型垂直轴风光发电机，其由安装支架1、中心轴2、太阳能电力供应装置3、风力驱动涡轮装置4、齿轮传动装置5以及双发电机6等几部分组成。
其中，所述中心轴2竖直枢接在安装支架1的中央。所述太阳能电力供应装置3枢接在中心轴2的上部，其能进行太阳能发电，并传动中心轴2。所述风力驱动涡轮装置4连接在中心轴2的中部，其带动中心轴2转动。所述齿轮传动装置5连接至中心轴2的底部，其连接并驱动双发电机6，使双发电机6发电。
所述太阳能电力供应装置3由旋转叶轮框32、矩形叶片33、八字形旋转叶轮框34、太阳能电池板35、三角形叶片36以及回转集电环37等几部分组成。
其中，所述旋转叶轮框32通过一对锥形轴承38枢接至中心轴2上。所述矩形叶片33设置在旋转叶轮框32内。
所述八字形旋转叶轮框34固设在旋转叶轮框32上，并随旋转叶轮框32联动，这样旋转叶轮框32在八字形旋转叶轮框34的下方，使装置重心降低后，整机稳固性提高，也大有利于后续维护。
所述太阳能电池板35和三角形叶片36分别固定安装于八字形旋转叶轮框34上。所述太阳能电池板35安装时不再向外凸出，完全平贴，锁固于八字形旋转叶轮框34上的抗风力强。所述三角形叶片36位于太阳能电池板35的背面，且和太阳能电池板35相垂直。
所述回转集电环37枢接在中心轴2上，其位于太阳能电池板35的顶部。将原来复杂的旋转电路板，导线组，控制器，改用一组市售，量产的高性能防水回转集电环37，将太阳能电池板35所汇流的电力直接通到地面基座之太阳能控制器，大幅简化安装，提高性能，降低成本。
进一步的，所述中心轴2为单轴结构，从而提高了坚固性，其顶部设有避雷针39，底部设有连接法兰310。该中心轴2呈中空结构，其内部能穿过电源线（未图书），电源线和回转集电环37电性连接。
所述矩形叶片33、三角形叶片36均设有4片，其承受风力转动，而使整个装置无须藉电动马达及电力。
所述风力驱动涡轮装置4由叶轮板框41、导流板框42、叶片43以及导流板44等几部分组成。
其中，所述导流板框42设置在叶轮板框41外，且两者同轴设置。
所述叶片43竖直安装于叶轮板框41上。所述叶片43具体设有6片，其为铝合金材质，其加工方便，结构牢固，成本低。所述叶片43的外边缘与内边缘的距离为叶轮板框41半径的45% 至50%。
所述导流板44枢接在导流板框42上，其位于叶片43的外侧，并能调节角度。所述导流板44具体设有9片。所述导流板44可将任意方向的风，按固定角度引导，压缩后，作用在叶片43，叶片43的形状及排列位置所产生的限流作用，使风能贯穿通过叶轮中心后，理论上能降速为 1/3 ，以汲取最大的风能为目标，提高效率。同时，导流板44可活动，风速过强时，可关闭，使气流缩减2/3，仍可继续安全运转发电。
所述齿轮传动装置5由底座51、油盘53、齿轮54以及保温圈55等几部分组成。
其中，所述底座51上设有一轴承座57。所述底座57的顶部包括一台面板59。
所述中心轴2竖直枢接于轴承座57上。该中心轴2的底端连接至双发电机6，通过中心轴2的转动驱动双发电机6发电。
所述油盘53安装于轴承座57上，其内装有润滑油，其容量较大。
所述齿轮54安装于中心轴52上，其收容于油盘53内，全部齿轮54皆浸入油液面，能提高润滑与散热效果。
所述保温圈55套设在油盘53外，并支承于台面板59上。所述保温圈55和油盘53之间填充有真空保温材料层58，该真空保温材料层58热传导率 0.006 ~ 0.007 w/mk。具有优异的抗冻隔热及防沙效果。
综上所述，本发明的贯流型垂直轴风光发电机的异于现有技术的垂直轴风力发电装置的导风及出风方式，以提高其发电效率。2. 叶片43提供一种气流压缩通道，使出口气流减速三分之二，达到理轮之最佳效率值。3. 叶片43数较少，铝合金加工容易。4. 提供三种不同的传动方式及发电机配置，以适应不同的风场须求。5. 导流板44可活动，风速过强时，可关闭闭，使氣流缩减2/3，仍可继续安全运转发电。6. 齿轮传动装置5采用油浴润滑，保温防沙，以延长齿轮组之寿命。7. 采用太阳能，风力整合供电，即放即用，免安装。8.免电力驱动，只靠风力转动之太阳能集电框架。9.简单实用低成本之太阳能集电装置及控制系统。10.太阳能板固定方式及风动框架结构牢固。11. 叶轮两端支撑，轴不转，只转叶轮方式，提高整机之稳定性。12。挡风板框架采用固定连结方式，强固性得以提高，並有利于吊装。
以上的具体实施方式仅为本创作的较佳实施例，并不用以限制本创作，凡在本创作的精神及原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本创作的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种贯流型垂直轴风光发电机，其特征在于：包括安装支架、中心轴、太阳能电力供应装置、风力驱动涡轮装置、齿轮传动装置以及双发电机；其中，所述中心轴竖直枢接在安装支架的中央；所述太阳能电力供应装置枢接在中心轴的上部；所述风力驱动涡轮装置连接在中心轴的中部，其带动中心轴转动；所述齿轮传动装置连接至中心轴的底部，其连接并驱动双发电机。
2.如权利要求1所述的贯流型垂直轴风光发电机，其特征在于：所述太阳能电力供应装置包括旋转叶轮框、矩形叶片、八字形旋转叶轮框、太阳能电池板、三角形叶片以及回转集电环；其中，所述旋转叶轮框通过一对锥形轴承枢接至中心轴上；所述矩形叶片设置在旋转叶轮框内；所述八字形旋转叶轮框固设在旋转叶轮框上，并随旋转叶轮框联动；所述太阳能电池板和三角形叶片分别固定安装于八字形旋转叶轮框上；所述三角形叶片位于太阳能电池板的背面，且和太阳能电池板相垂直；所述回转集电环枢接在中心轴上，其位于太阳能电池板的顶部。
3.如权利要求2所述的贯流型垂直轴风光发电机，其特征在于：所述中心轴的顶部设有避雷针，底部设有连接法兰。
4.如权利要求2所述的贯流型垂直轴风光发电机，其特征在于：所述矩形叶片、三角形叶片均设有4片。
5.如权利要求2所述的贯流型垂直轴风光发电机，其特征在于：所述中心轴呈中空结构，其内部能穿过电源线，电源线和回转集电环电性连接。
6.如权利要求1所述的贯流型垂直轴风光发电机，其特征在于：所述风力驱动涡轮装置包括叶轮板框、导流板框、叶片以及导流板；其中，所述导流板框设置在叶轮板框外；所述叶片竖直安装于叶轮板框上；所述导流板枢接在导流板框上，其位于叶片的外侧，并能调节角度。
7.如权利要求6所述的贯流型垂直轴风光发电机，其特征在于：所述叶片具体设有6片，其为铝合金材质，其外边缘与内边缘的距离为叶轮板框半径的45% 至50%。
8.如权利要求6所述的贯流型垂直轴风光发电机，其特征在于：所述导流板具体设有9片。
9.如权利要求1所述的贯流型垂直轴风光发电机，其特征在于：所述齿轮传动装置包括底座、油盘、齿轮以及保温圈；其中，所述底座上设有一轴承座；所述中心轴竖直枢接于轴承座上；所述油盘安装于轴承座上；所述齿轮安装于中心轴上，其收容于油盘内；所述保温圈套设在油盘外，其和油盘之间填充有真空保温材料层。
10.如权利要求9所述的贯流型垂直轴风光发电机，其特征在于：所述底座的顶部包括一台面板，所述保温圈支承于台面板上。
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