CN111412111A - V型水槽式导流双轮垂直轴风车发电机及其风力发电方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于风力发电技术领域，尤其涉及一种V型水槽式导流双轮垂直轴风车发电机及其风力发电方法，该V型水槽式导流双轮垂直轴风车发电机包括支撑装置、发电装置、双轴风车装置、传动装置和导风装置；发电装置设置在支撑装置内；双轴风车装置设置支撑装置上；传动装置设置在支撑装置上，传动装置与发电装置连接，传动装置延伸至双轴风车装置内，双轴风车装置与传动装置连接；导风装置设置在安装机构上且位于双轴风车装置的两组叶扇之间，导风装置的两端分别第一导向面和第二导向面。本发明的有益效果在于：采用具有导向面的导风装置，顺利地将空气流引导至叶扇顺风面，既能充分利用风能，又能够减小所述安装机构受到的风力，提高该风力发电机的实用性。

Description

V型水槽式导流双轮垂直轴风车发电机及其风力发电方法

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，尤其涉及一种V型水槽式导流双轮垂直轴风车发电机及其风力发电方法。

背景技术

风力发电机是将风能转换为机械功，机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备，风力发电机一般有风轮、发电机(包括装置)、调向器(尾翼)、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成。

风力发电机的工作原理比较简单，风轮在风力的作用下旋转，它把风的动能转变为风轮轴的机械能，发电机在风轮轴的带动下旋转发电。广义地说，风能也是太阳能，所以也可以说风力发电机，是一种以太阳为热源，以大气为工作介质的热能利用发电机。

目前市场上的风力发电机的品型众多，大致可分为两类：

1、水平轴风力发电机，其风轮的旋转轴与风向平行；

2、垂直轴风力发电机，其风轮的旋转轴垂直于地面或气流方向；

现有技术中，水平轴风力发电机的缺点在于，该风轮和发电机都安装在支撑柱或支撑塔的顶部位置，重心偏高，稳定抗风性能差；垂直轴风力发电机的缺点在于，风能的利用率低，风轮在顺风旋转时做功产生电能，风轮在逆风旋转时，风能对风轮产生的作用力不仅无法产生电能，还会阻碍正在顺风旋转的风轮正常做功，导致该风力发电机的做功效率降低，不利于电能的产生。

现有技术中，人们研发出具有半封闭挡体结构的垂直轴风力发电机，该半封闭挡体结构将叶扇逆风面遮挡，消除空气流对逆风旋转的叶扇所造成的阻碍，提高了电能产率，然而，随着科技的不断发展，电能需求愈发增加，单个垂直轴风力发电机的电能产率逐渐无法满足使用者的需求，人们研发出双垂直轴风力发电机，但在实际使用过程中，融合了半封闭挡体结构的双垂直轴风力发电机由于挡风面积过大，导致抗风性能差，存在一定的安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种V型水槽式导流双轮垂直轴风车发电机，旨在解决现有技术中的双垂直轴风力发电机的风能利用率低，同时存在安全隐患的技术问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供的一种V型水槽式导流双轮垂直轴风车发电机，包括支撑装置、发电装置、双轴风车装置、传动装置和导风装置；所述发电装置设置在所述支撑装置内且用于产生电能；所述双轴风车装置包括安装机构、第一风车机构和第二风车机构，所述安装机构设于所述支撑装置的上端，所述安装机构的两端分别设置有第一开口型腔和第二开口型腔，所述第一风车机构和所述第二风车机构分别设置在所述第一开口型腔和所述第二开口型腔内，所述第一风车机构和所述第二风车机构的叶扇的顺风面分别延伸至所述第一开口型腔和所述第二开口型腔的开口位置，所述第一风车机构和所述第二风车机构的叶扇的旋转方向始终相反，所述安装机构的中间位置设置有安装腔体；所述传动装置设置在所述支撑装置上，所述传动装置的一端与所述发电装置的输入端驱动连接，所述传动装置的另一端延伸至所述安装腔体内，所述第一风车机构和所述第二风车机构的输出端与所述传动装置连接；所述导风装置设置在所述安装机构的侧壁上且位于所述第一开口型腔和所述第二开口型腔之间，所述导风装置的两端分别成型有第一导风面和第二导风面，所述第一导风面和所述第二导风面的上端和下端分别与所述安装机构的上下两端接合，使所述导风该装置和所述安装机构所形成的整体结构的两端分别设有用于引导空气流移动至第一风车机构和所述第二风车机构的第一导流槽和第二导流槽。

可选地，所述支撑装置包括空心塔柱和底座；所述传动装置包括传动轴和交叉轴传动机构，所述底座设有内腔，所述发电装置设置在所述内腔中，所述空心塔柱竖直地设置在所述底座上，所述空心塔柱设有与所述内腔连通的安装槽，所述安装槽沿所述空心塔柱的长度方向设置，所述传动轴转动连接在所述安装槽内，所述传动轴的顶端延伸至所述安装槽外侧并能够到达所述安装腔体的上方，所述交叉轴传动机构设置安装机构上，所述交叉轴传动机构与所述传动轴转动连接，所述交叉轴传动机构的两端分别与所述第一风车机构和所述第二风车机构转动连接。

可选地，所述第一风车机构包括第一半封闭筒体、第一风轮组件和第一转轴，所述第一转轴转动连接在所述第一开口型腔内，所述第一风轮组件紧配连接在所述第一转轴上，所述第一半封闭筒体转动连接在所述第一开口型腔内上且用于包覆所述第一风轮组件的叶扇的逆风面；所述第二风车机构包括第二半封闭筒体、第二风轮组件和第二转轴，所述第二转轴转动连接在所述第二开口型腔内，所述第二风轮组件紧配连接在所述第二转轴上，所述第二半封闭筒体转动连接在所述第二开口型腔内上且用于包覆所述第二风轮组件的叶扇的逆风面；其中，所述第一风轮组件和所述第二风轮组件的叶扇的旋转方向始终相反；所述交叉轴传动机构的两端分别与所述第一转轴和所述第二转轴转动连接。

可选地，所述安装机构包括安装座、第一安装板和第二安装板，所述第一安装板和所述第二安装板呈上下对称地设置在所述安装座的上端和下端，所述安装座的两端均设置有半圆状柱形腔体，所述第一安装板和所述第二安装板分别与两个所述半圆状柱形腔体形成所述第一开口型腔和所述第二开口型腔；所述安装腔体成型于所述安装座的中轴线位置，所述交叉轴传动机构设置在所述第一安装板上；所述第一安装板的两端分别设置有用于避空所述第一转轴和所述第二转轴的光孔；所述交叉轴传动机构包括第三转轴、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮和第六齿轮，所述第三转轴转动连接在所述安装座上，第一齿轮紧配连接在所述第三转轴的中间位置，所述第二齿轮紧配连接在所述传动轴上，所述第一齿轮和所述第二齿轮啮合，所述第三齿轮和所述第四齿轮分别紧配连接在所述第三转轴的两端，所述第一转轴和所述第二转轴分别穿过对应的所述光孔并延伸至所述第一安装板的上方，所述第五齿轮和所述第六齿轮分别紧配连接在所述第一转轴和所述第二转轴的上端，所述第三齿轮和所述第四齿轮分别与所述第五齿轮和所述第六齿轮啮合。

可选地，所述交叉轴传动机构包括差速器传动组件、第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮和第六齿轮，所述差速器传动组件的输出端与所述传动轴驱动连接，所述第三齿轮和所述第四齿轮分别紧配连接在所述差速器传动组件的两个输入端上，所述第一转轴和所述第二转轴分别穿过对应的所述光孔并延伸至所述第一安装板的上方，所述第五齿轮和所述第六齿轮分别紧配连接在所述第一转轴和所述第二转轴的上端，所述第三齿轮和所述第四齿轮分别与所述第五齿轮和所述第六齿轮啮合。

可选地，所述第一安装板上设置有用于调节所述第一半封闭筒体和所述第二半封闭筒体位置的半封闭体调节机构，所述半封闭体调节机构包括第四转轴、驱动电机、主动齿轮和从动齿轮，所述驱动电机设置在所述第一安装板上，所述第四转轴转动连接于所述第一安装板上，所述主动齿轮紧配连接于所述第四转轴上，所述驱动电机的输出端与所述主动齿轮驱动连接，所述从动齿轮的数量为两组，两组所述从动齿轮分别紧配连接于所述第四转轴的两端，所述第一半封闭筒体和所述第二半封闭筒体的顶端周向边沿上均设置有螺纹，两组所述从动齿轮分别与对应的所述螺纹啮合，所述第一安装板上设置有用于避空所述从动齿轮的避空槽。

可选地，所述第一安装板和所述第二安装板的两端均设置朝向所述安装座的方向延伸的凸环结构，所述第一转轴和所述第二转轴分别转动连接在对应的所述凸环结构的内圈，所述第一半封闭筒体和所述第二半封闭筒体分别转动连接在对应的所述凸环结构的外圈。

可选地，该V型水槽式导流双轮垂直轴风车发电机还包括用于调节所述安装机构方朝向的尾舵，所述尾舵设置在所述安装机构的侧壁上，所述安装机构转动连接在所述支撑装置上。

可选地，所述尾舵靠近所述安装机构的端部设置有用于加强所述尾舵和所述安装机构连接强度的加强筋组件。

可选地，所述尾舵设置在所述安装机构的中轴线所在的平面上且位于所述第一风车机构和所述第二风车机构之间。

可选地，所述安装机构上端设置有太阳能聚能发电板。

可选地，所述导风装置包括第一导风板和第二导风板，所述第一导风板和所述第二导风板的一端分别与所述安装机构的侧壁连接，所述第一导风板和所述第二导风板靠近所述安装机构的端部分别位于所述传动装置的两侧，所述第一导风板和所述第二导风板远离所述安装机构的端部固定连接，使所述导风装置的径向截面呈“V”型结构，所述第一导向面和所述第二导向面分别成型于所述第一导风板和所述第二导风板的侧壁上。

本发明实施例提供的V型水槽式导流双轮垂直轴风车发电机的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一：该V型水槽式导流双轮垂直轴风车发电机的工作原理：所述尾舵受风源的空气流影响，带动所述安装机构绕所述支撑装置旋转，使所述安装机构的受风面与风向垂直；空气流经所述导风装置分割，顺着所述第一导向面和所述第二导向面往所述第一开口型腔和所述第二开口型腔的方向流动，由于第一导向面和第二导向面的上下两端分别与安装机构的上下两端接合，因此安装机构和导风装置的整体结构两端成型有顺利分割并引导空气流流动至第一开口型腔和第二开口型腔的呈水槽式结构的第一导流槽和第二导流槽；由于所述第一风车机构的叶扇和所述第二风车机构的叶扇的旋转方向始终相反，分别延伸至所述第一开口型腔和所述第二开口型腔的第一风车机构的叶扇和第二风车机构的叶扇受风开始旋转，并通过所述传动装置与所述发电装置驱动连接；所述发电装置经所述传动装置驱动将所述第一风车机构和所述第二风车机构的机械能转化为电能，实现风能发电；相较于现有技术中的双垂直轴风力发电机，本发明提供的V型水槽式导流双轮垂直轴风车发电机采用具有导向面的导风装置，其与安装机构接合形成导流效果显著的水槽式导流结构，顺利地将本应作用在所述安装机构上的空气流顺利引导至第一风车机构和第二风车机构的叶扇顺风面，既能充分利用风能，提高风能利用率和电能产率，又能够减小所述安装机构受到的风力，提高其抗风性能，消除安全隐患，提高该风力发电机的实用性。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种风力发电方法，由上述的V型水槽式导流双轮垂直轴风车发电机执行，包括以下步骤：

S100：所述尾舵受风源的空气流影响，带动所述安装机构绕所述支撑装置旋转，使所述安装机构的受风面与风向垂直；

S200：空气流经所述导风装置分割，顺着所述第一导流槽和所述第二导流槽往所述第一开口型腔和所述第二开口型腔的方向流动；

S300：由于所述第一风车机构的叶扇和所述第二风车机构的叶扇的旋转方向始终相反，分别延伸至所述第一开口型腔和所述第二开口型腔的第一风车机构的叶扇和第二风车机构的叶扇受风开始旋转，并通过所述传动装置驱动所述发电装置工作；

S400：所述发电装置经所述传动装置驱动将所述第一风车机构和所述第二风车机构的机械能转化为电能，实现风能发电。

本发明实施例提供的风力发电方法的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一：相较于现有技术中的双垂直轴风力发电方法，本发明提供的风力发电方法采用具有导向面的导风装置，其与安装机构接合形成导流效果显著的水槽式导流结构，顺利地将本应作用在所述安装机构上的空气流顺利引导至第一风车机构和第二风车机构的叶扇顺风面，既能充分利用风能，提高风能利用率和电能产率，又能够减小所述安装机构受到的风力，提高其抗风性能，消除安全隐患，提高该风力发电机的实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的V型水槽式导流双轮垂直轴风车发电机的结构示意图。

图2为图1中的V型水槽式导流双轮垂直轴风车发电机的结构爆炸图。

图3为图1中的V型水槽式导流双轮垂直轴风车发电机的后视图。

图4为沿图3中的A-A线的剖切视图。

图5为图1中的V型水槽式导流双轮垂直轴风车发电机的侧视图。

图6为图1中的V型水槽式导流双轮垂直轴风车发电机的半剖切结构示意图。

图7为图6中的B的放大图。

图8为太阳能聚能发电板和保护罩拆卸后的V型水槽式导流双轮垂直轴风车发电机结构示意图。

图9为图8中的V型水槽式导流双轮垂直轴风车发电机的正视图。

图10为本发明实施例提供的V型水槽式导流双轮垂直轴风车发电机的发电流程图。

其中，图中各附图标记：

10—支撑装置 20—发电装置 30—双轴风车装置

40—传动装置 50—尾舵 31—安装机构

32—第一风车机构 33—第二风车机构 311—第一开口型腔

312—第二开口型腔 73—第一导向面 74—第二导向面

11—底座 12—空心塔柱 41—传动轴

42—交叉轴传动机构 313—安装座 314—第一安装板

321—第一半封闭筒体 322—第一风轮组件 323—第一转轴

331—第二半封闭筒体 332—第二风轮组件 333—第二转轴

421—第三转轴 22—发电机 315—第二安装板

422—第一齿轮 423—第二齿轮 424—第三齿轮

425—第四齿轮 426—第五齿轮 427—第六齿轮

60—半封闭体调节机构 61—第四转轴 62—驱动电机

63—主动齿轮 64—从动齿轮 70—导风装置

71—第一导风板 72—第二导风板 21—变速箱

90—保护罩。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图1～10所示的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明的实施例，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和解锁，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

如图1～10所示，本发明实施例提供一种V型水槽式导流双轮垂直轴风车发电机，包括支撑装置10、发电装置20、双轴风车装置30、传动装置40和导风装置70；所述发电装置20设置在所述支撑装置10内且用于产生电能；所述双轴风车装置30包括安装机构31、第一风车机构32和第二风车机构33，所述安装机构31设于所述支撑装置10的上端，所述安装机构31设置有安装腔体，所述安装腔体的两端分别设置有第一开口型腔311和第二开口型腔312，所述第一风车机构32和所述第二风车机构33分别设置在所述第一开口型腔311和所述第二开口型腔312内，所述第一风车机构32和所述第二风车机构33的叶扇的顺风面分别延伸至所述第一开口型腔311和所述第二开口型腔312的开口位置，所述第一风车机构32和所述第二风车机构33的叶扇的旋转方向始终相反；所述传动装置40设置在所述支撑装置10上，所述传动装置40的一端与所述发电装置20的输入端驱动连接，所述传动装置40的另一端延伸至所述安装腔体内，所述第一风车机构32和所述第二风车机构33的输出端与所述传动装置40连接；所述导风装置70设置在所述安装机构31的侧壁上且位于所述第一开口型腔311和所述第二开口型腔312之间，所述导风装置70的两端分别设有用于引导空气流移动第一风车机构32和所述第二风车机构33的第一导向面73和第二导向面74，所述第一导向面73和所述第二导向面74的上下两端分别与所述安装机构31的上下两端结合，以分别形成用于进一步提高导流效果的第一导流槽和第二导流槽。

具体地，该V型水槽式导流双轮垂直轴风车发电机的工作原理：所述尾舵50受风源的空气流影响，带动所述安装机构31绕所述支撑装置10旋转，使所述安装机构31的受风面与风向垂直；空气流经所述导风装置70分割，顺着所述第一导向面73和所述第二导向面74往所述第一开口型腔311和所述第二开口型腔312的方向流动，由于第一导向面74和第二导向面75的上下两端分别与安装机构31的上下两端接合，因此安装机构31和导风装置70的整体结构两端成型有顺利分割并引导空气流流动至第一开口型腔311和第二开口型腔312的呈水槽式结构的第一导流槽和第二导流槽；由于所述第一风车机构32的叶扇和所述第二风车机构33的叶扇的旋转方向始终相反，分别延伸至所述第一开口型腔311和所述第二开口型腔312的第一风车机构32的叶扇和第二风车机构33的叶扇受风开始旋转，并通过所述传动装置40与所述发电装置20驱动连接；所述发电装置20经所述传动装置40驱动将所述第一风车机构32和所述第二风车机构33的机械能转化为电能，实现风能发电；相较于现有技术中的双垂直轴风力发电机22，本发明提供的V型水槽式导流双轮垂直轴风车发电机采用具有导向面的导风装置70，其与安装机构31接合形成导流效果显著的水槽式导流结构，顺利地将本应作用在所述安装机构31上的空气流顺利引导至第一风车机构32和第二风车机构33的叶扇顺风面，既能充分利用风能，提高风能利用率和电能产率，又能够减小所述安装机构31受到的风力，提高其抗风性能，消除安全隐患，提高该风力发电机22的实用性。

如图1～10所示，在本发明的另一个实施例中，所述支撑装置10包括空心塔柱12和底座11；所述传动装置40包括传动轴41和交叉轴传动机构42，所述底座11设置在水泥地基上，所述底座11设有内腔，所述发电装置20设置在所述内腔中，所述空心塔柱12竖直地设置在所述底座11上，所述空心塔柱12设有与所述内腔连通的安装槽，所述安装槽沿所述空心塔柱12的长度方向设置，所述传动轴41转动连接在所述安装槽内，所述传动轴41的顶端延伸至所述安装槽外侧并能够到达所述安装腔体的上方，所述交叉轴传动机构42设置在所述安装机构31上，所述交叉轴传动机构42与所述传动轴41转动连接，所述交叉轴传动机构42的两端分别与所述第一风车机构32和所述第二风车机构33转动连接；所述传动装置40还包括设置在所述安装腔体内的第一轴承，所述第一轴承的内圈与所述传动轴41紧配连接，所述第一轴承的外圈与所述安装腔体的内壁紧配连接；采用交叉轴传动机构42能够实现第一风车机构32和第二风车机构33的输出端同时输送动力至传动轴41上，结构简单，便于制作。

如图1～10所示，在本发明的另一个实施例中，所述第一风车机构32包括第一半封闭筒体321、第一风轮组件322和第一转轴323，所述第一转轴323转动连接在第一开口型腔311内，所述第一风轮组件322紧配连接在所述第一转轴323上，所述第一半封闭筒体321转动连接在所述第一开口型腔311内且用于包覆所述第一风轮组件322的叶扇的逆风面；所述第二风车机构33包括第二半封闭筒体331、第二风轮组件332和第二转轴333，所述第二转轴333转动连接在所述第二开口型腔312内，所述第二风轮组件332紧配连接在所述第二转轴333上，所述第二半封闭筒体331转动连接在所述第二开口型腔312内且用于包覆所述第二风轮组件332的叶扇的逆风面；其中，所述第一风轮组件322和所述第二风轮组件332的叶扇的旋转方向始终相反；所述交叉轴传动机构42的两端分别与所述第一转轴323和所述第二转轴333转动连接；具体地，第一风车机构32和第二风车机构33的工作原理：在需要发电时，第一半封闭筒体321和第二半封闭筒体331分别旋转至第一风轮组件322的叶扇和所述第二风轮组件332的叶扇的逆风面，使第一风轮组件322的叶扇和第二风轮组件332的叶扇的顺风面顺利暴露在空气流下，对应的叶扇受空气流影响而通过交叉轴传动机构42对传动轴41做功，实现风力发电。

如图1～10所示，在本发明的另一个实施例中，所述安装机构31包括安装座313、第一安装板314和第二安装板315，所述第一安装板314和所述第二安装板315呈上下对称地设置在所述安装座313的上端和下端，所述安装座313的两端均设置有半圆状柱形腔体，所述第一安装板314和所述第二安装板315分别与两个所述半圆状柱形腔体形成所述第一开口型腔311和所述第二开口型腔312；所述安装腔体成型于所述安装座313的中轴线位置，所述交叉轴传动机构42设置在所述第一安装板314上；在本实施例中，所述第一安装板314包括与所述安装座313的截面结构适配的第一连接板和用于适配所述导风装置70的第二连接板，所述第一连接板固定设置在所述安装座313的上端，所述第二连接板设置在所述导风装置70上且所述第二连接板的两端分别延伸至所述第一连接板的两侧，所述第二连接板的两端分别与所述第一连接板的两端固定连接；所述第二安装板315包括第三连接板和第四连接板，所述第三连接板和所述第四连接板分别与所述第一连接板和所述第二连接板的结构相同，所述第三连接板和所述第四连接板分别与所述第一连接板和所述第二连接板镜像设于所述安装座313的上下两端；所述第一安装板314的两端分别设置有用于避空所述第一转轴323和所述第二转轴333的光孔。

如图1～10所示，在本发明的另一个实施例中，所述交叉轴传动机构42包括第三转轴421、第一齿轮422、第二齿轮423、第三齿轮424、第四齿轮425、第五齿轮426和第六齿轮427，所述第三转轴421转动连接在所述第一安装板314上，第一齿轮422紧配连接在所述第三转轴421的中间位置，所述第二齿轮423紧配连接在所述传动轴41上，所述第一齿轮422和所述第二齿轮423啮合，所述第三齿轮424和所述第四齿轮425分别紧配连接在所述第三转轴421的两端，所述第一转轴323和所述第二转轴333分别穿过对应的所述光孔并延伸至所述第一安装板314的上方；所述第五齿轮426和所述第六齿轮427分别紧配连接在所述第一转轴323和所述第二转轴333上，所述第三齿轮424和所述第四齿轮425分别与所述第五齿轮426和所述第六齿轮427啮合；在本实施例中，所述第一齿轮422、第二齿轮423、第三齿轮424、第四齿轮425、第五齿轮426和第六齿轮427均为锥形齿轮，锥形齿轮为技术成型和技术成熟的结构，本实施例不再赘述，其中，所述第三齿轮424和所述第四齿轮425的锥口朝向相反。

在本发明的另一个实施例中，所述交叉轴传动机构42包括差速器传动组件、第三齿轮424、第四齿轮425、第五齿轮426和第六齿轮427，所述差速器传动组件的输出端与所述传动轴41驱动连接，所述第三齿轮424和所述第四齿轮425分别紧配连接在所述差速器传动组件的两个输入端上，所述第一转轴323和所述第二转轴333分别穿过对应的所述光孔并延伸至所述第一安装板314的上方，所述第五齿轮426和所述第六齿轮427分别紧配连接在所述第一转轴323和所述第二转轴333的上端，所述第三齿轮424和所述第四齿轮425分别与所述第五齿轮426和所述第六齿轮427啮合；差速器传动组件为技术成型和技术成熟的结构，本实施例不再赘述，采用差速器作为交叉轴传动机构42的传动换向结构，当其中一个风轮出现故障停止工作，另外一个风轮能够正常工作；同时，如果风向突然间改变，整个风车变动转动，有了差速器结构的作用，也不会损坏整个风车的动力传动系统。

如图1～10所示，在本发明的另一个实施例中，所述第一安装板314上设置有用于调节所述第一半封闭筒体321和所述第二半封闭筒体331位置的半封闭体调节机构60，所述半封闭体调节机构60包括第四转轴61、驱动电机62、主动齿轮63和从动齿轮64，所述驱动电机62设置在所述第一安装板314上，所述第四转轴61转动连接于所述第一安装板314上，所述主动齿轮63紧配连接于所述第四转轴61上，所述驱动电机62的输出端与所述主动齿轮63驱动连接，所述从动齿轮64的数量为两组，两组所述从动齿轮64分别紧配连接于所述第四转轴61的两端，所述第一半封闭筒体321和所述第二半封闭筒体331的顶端的周向边沿上均设置有螺纹，两组所述从动齿轮64分别与对应的所述螺纹啮合，所述第一安装板314上设置有用于避空所述从动齿轮64的避空槽；具体地，该半封闭体调节机构60的工作原理：当该风力发电机22停止工作时，驱动电机62的主轴旋转，主动齿轮63通过两组对应的从动齿轮64分别驱动第一半封闭筒体321和第二半封闭筒体331分别旋转至第一风车机构32和第二风车机构33的叶扇的顺风面，使第一半封闭筒体321和第二半封闭筒体331配合安装机构31将第一开口型腔311和第二开口型腔312闭合，进而保护第一风车机构32和第二风车机构33免收暴风天气影响；在本实施例中，所述从动齿轮64为锥形齿轮。

如图1～10所示，在本发明的另一个实施例中，所述第一安装板314上设置有用于保护所述交叉轴传动机构42和所述半封闭体调结构60的保护罩90。

如图1～10所示，在本发明的另一个实施例中，所述第一安装板314和所述第二安装板315的两端均设置朝向所述安装座313的方向延伸的凸环结构，所述第一转轴323和所述第二转轴333分别转动连接在对应的所述凸环结构的内圈，所述第一半封闭筒体321和所述第二半封闭筒体331分别转动连接在对应的所述凸环结构的外圈，如此一来，分别实现转轴和半封闭筒体旋转的轴承并非同时安装在轴芯上，没有互相干扰的损耗，有助于提高工作效率。

如图1～10所示，在本发明的另一个实施例中，该V型水槽式导流双轮垂直轴风车发电机还包括用于调节所述安装机构31方朝向的尾舵50，所述尾舵50设置在所述安装机构31的侧壁上，所述安装机构31转动连接在所述支撑装置10上，尾舵50为技术成型和技术成熟的结构，本实施例不在赘述，将其设置在所述安装机构31的侧壁上，其中，尾舵50的尾板高于安装机构31的水平之上，使尾舵50能够更加顺利的受空气流驱动，进而保证安装机构31能够旋转至最佳迎风面上并让第一风车机构32和第二风车机构33处于向风口，提高该风力发电机22的电能产率。

如图1～10所示，在本发明的另一个实施例中，所述尾舵50靠近所述安装机构31的端部设置有用于加强所述尾舵50和所述安装机构31连接强度的加强筋组件，有利于延长尾舵50的使用寿命，同时，确保尾舵50能够顺利带动安装机构31受风力推动而旋转。

如图1～10所示，在本发明的另一个实施例中，所述尾舵50设置在所述安装机构31的中轴线所在的平面上且位于所述第一风车机构32和所述第二风车机构33之间，尾舵50设置在该中轴线所在的平面上能够进一步提高第一风车机构32和第二风车机构33的风能采集效果。

如图1～10所示，在本发明的另一个实施例中，所述导风装置70包括第一导风板71和第二导风板72，所述第一导风板71和所述第二导风板72的一端分别与所述安装机构31的侧壁连接，所述第一导风板71和所述第二导风板72靠近所述安装机构31的端部分别位于所述传动装置40的两侧，所述第一导风板71和所述第二导风板72远离所述安装机构31的端部固定连接，使所述导风装置70的径向截面呈“V”型结构，所述第一导向面73和所述第二导向面74分别成型于所述第一导风板71和所述第二导风板72的侧壁上；具体地，所述第一导风板71和所述第二导风板72均设置在所述安装机构31远离所述尾舵50的侧壁上，所述第一导向面73和所述第二导向面74分别指向所述第一开口型腔311和所述第二开口型腔312；当空气流往安装机构31的方向流动时，本应直接撞击安装机构31的侧壁的空气流经第一导风板71和第二导风板72引导而分流并流经所述第一开口型腔311和第二开口型腔312，使分流后的空气流顺利作用在第一风车机构32和第二风车机构33的叶扇的顺风面上，进一步提高风能利用率，提高电能产率。

如图1～10所示，在本发明的另一个实施例中，所述发电装置20包括变速箱21和发电机22，所述变速箱21的输入端与所述传动轴41连接，所述变速箱21的输出端与所述发电机22的输入端连接。

如图1～10所示，在本发明的另一个实施例中，所述安装机构31上端设置有太阳能聚能发电板80；在风源欠佳、风力较弱的情况下，该V型水槽式导流双轮垂直轴风车发电机可通过该太阳能聚能发电板产电，有效地提高自然能源利用率，提高该V型水槽式导流双轮垂直轴风车发电机的实用性。

如图10所示，本发明的另一个实施例提供一种风力发电方法，由上述的V型水槽式导流双轮垂直轴风车发电机执行，包括以下步骤：

S100：所述尾舵50受风源的空气流影响，带动所述安装机构31绕所述支撑装置10旋转，使所述安装机构31的受风面与风向垂直；

S200：空气流经所述导风装置70分割，顺着所述第一导流槽和所述第二导流槽往所述第一开口型腔311和所述第二开口型腔312的方向流动；

S300：由于所述第一风车机构32的叶扇和所述第二风车机构33的叶扇的旋转方向始终相反，分别延伸至所述第一开口型腔311和所述第二开口型腔312的第一风车机构32的叶扇和第二风车机构33的叶扇受风开始旋转，并通过所述传动装置40驱动所述发电装置20工作；

S400：所述发电装置20经所述传动装置40驱动将所述第一风车机构32和所述第二风车机构33的机械能转化为电能，实现风能发电。

具体地，相较于现有技术中的双垂直轴风力发电机22，本发明提供的V型水槽式导流双轮垂直轴风车发电机采用具有导向面的导风装置70，其与安装机构31接合形成导流效果显著的水槽式导流结构，顺利地将本应作用在所述安装机构31上的空气流顺利引导至第一风车机构32和第二风车机构33的叶扇顺风面，既能充分利用风能，提高风能利用率和电能产率，又能够减小所述安装机构31受到的风力，提高其抗风性能，消除安全隐患，提高该风力发电机22的实用性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种V型水槽式导流双轮垂直轴风车发电机，其特征在于，包括：

支撑装置；

发电装置，设置在所述支撑装置内且用于产生电能；

双轴风车装置，包括安装机构、第一风车机构和第二风车机构，所述安装机构设于所述支撑装置的上端，所述安装机构的两端分别设置有第一开口型腔和第二开口型腔，所述第一风车机构和所述第二风车机构分别设置在所述第一开口型腔和所述第二开口型腔内，所述第一风车机构和所述第二风车机构的叶扇的顺风面分别延伸至所述第一开口型腔和所述第二开口型腔的开口位置，所述第一风车机构和所述第二风车机构的叶扇的旋转方向始终相反，所述安装机构的中间位置设置有安装腔体；

传动装置，设置在所述支撑装置上，所述传动装置的一端与所述发电装置的输入端驱动连接，所述传动装置的另一端延伸至所述安装腔体内，所述第一风车机构和所述第二风车机构的输出端与所述传动装置连接；

导风装置，设置在所述安装机构的侧壁上且位于所述第一开口型腔和所述第二开口型腔之间，所述导风装置的两端分别成型有第一导风面和第二导风面，所述第一导风面和所述第二导风面的上端和下端分别与所述安装机构的上下两端接合，使所述导风该装置和所述安装机构所形成的整体结构的两端分别设有用于引导空气流移动至第一风车机构和所述第二风车机构的第一导流槽和第二导流槽。

2.根据权利要求1所述的V型水槽式导流双轮垂直轴风车发电机，其特征在于：所述支撑装置包括空心塔柱和底座；所述传动装置包括传动轴和交叉轴传动机构，所述底座设有内腔，所述发电装置设置在所述内腔中，所述空心塔柱竖直地设置在所述底座上，所述空心塔柱设有与所述内腔连通的安装槽，所述安装槽沿所述空心塔柱的长度方向设置，所述传动轴转动连接在所述安装槽内，所述传动轴的顶端延伸至所述安装槽外侧并能够到达所述安装腔体的上方，所述交叉轴传动机构设置安装机构上，所述交叉轴传动机构与所述传动轴转动连接，所述交叉轴传动机构的两端分别与所述第一风车机构和所述第二风车机构转动连接。

3.根据权利要求2所述的V型水槽式导流双轮垂直轴风车发电机，其特征在于：所述第一风车机构包括第一半封闭筒体、第一风轮组件和第一转轴，所述第一转轴转动连接在所述第一开口型腔内，所述第一风轮组件紧配连接在所述第一转轴上，所述第一半封闭筒体转动连接在所述第一开口型腔内上且用于包覆所述第一风轮组件的叶扇的逆风面；

所述第二风车机构包括第二半封闭筒体、第二风轮组件和第二转轴，所述第二转轴转动连接在所述第二开口型腔内，所述第二风轮组件紧配连接在所述第二转轴上，所述第二半封闭筒体转动连接在所述第二开口型腔内上且用于包覆所述第二风轮组件的叶扇的逆风面；

其中，所述第一风轮组件和所述第二风轮组件的叶扇的旋转方向始终相反；所述交叉轴传动机构的两端分别与所述第一转轴和所述第二转轴转动连接。

4.根据权利要求3所述的V型水槽式导流双轮垂直轴风车发电机，其特征在于：所述安装机构包括安装座、第一安装板和第二安装板，所述第一安装板和所述第二安装板呈上下对称地设置在所述安装座的上端和下端，所述安装座的两端均设置有半圆状柱形腔体，所述第一安装板和所述第二安装板分别与两个所述半圆状柱形腔体形成所述第一开口型腔和所述第二开口型腔；所述安装腔体成型于所述安装座的中轴线位置，所述交叉轴传动机构设置在所述第一安装板上；

所述第一安装板的两端分别设置有用于避空所述第一转轴和所述第二转轴的光孔；

所述交叉轴传动机构包括第三转轴、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮和第六齿轮，所述第三转轴转动连接在所述安装座上，第一齿轮紧配连接在所述第三转轴的中间位置，所述第二齿轮紧配连接在所述传动轴上，所述第一齿轮和所述第二齿轮啮合，所述第三齿轮和所述第四齿轮分别紧配连接在所述第三转轴的两端，所述第一转轴和所述第二转轴分别穿过对应的所述光孔并延伸至所述第一安装板的上方，所述第五齿轮和所述第六齿轮分别紧配连接在所述第一转轴和所述第二转轴的上端，所述第三齿轮和所述第四齿轮分别与所述第五齿轮和所述第六齿轮啮合；或

所述交叉轴传动机构包括差速器传动组件、第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮和第六齿轮，所述差速器传动组件的输出端与所述传动轴驱动连接，所述第三齿轮和所述第四齿轮分别紧配连接在所述差速器传动组件的两个输入端上，所述第一转轴和所述第二转轴分别穿过对应的所述光孔并延伸至所述第一安装板的上方，所述第五齿轮和所述第六齿轮分别紧配连接在所述第一转轴和所述第二转轴的上端，所述第三齿轮和所述第四齿轮分别与所述第五齿轮和所述第六齿轮啮合。

5.根据权利要求4所述的V型水槽式导流双轮垂直轴风车发电机，其特征在于：所述第一安装板上设置有用于调节所述第一半封闭筒体和所述第二半封闭筒体位置的半封闭体调节机构，所述半封闭体调节机构包括第四转轴、驱动电机、主动齿轮和从动齿轮，所述驱动电机设置在所述第一安装板上，所述第四转轴转动连接于所述第一安装板上，所述主动齿轮紧配连接于所述第四转轴上，所述驱动电机的输出端与所述主动齿轮驱动连接，所述从动齿轮的数量为两组，两组所述从动齿轮分别紧配连接于所述第四转轴的两端，所述第一半封闭筒体和所述第二半封闭筒体的顶端周向边沿上均设置有螺纹，两组所述从动齿轮分别与对应的所述螺纹啮合，所述第一安装板上设置有用于避空所述从动齿轮的避空槽。

6.根据权利要求4所述的V型水槽式导流双轮垂直轴风车发电机，其特征在于：所述第一安装板和所述第二安装板的两端均设置朝向所述安装座的方向延伸的凸环结构，所述第一转轴和所述第二转轴分别转动连接在对应的所述凸环结构的内圈，所述第一半封闭筒体和所述第二半封闭筒体分别转动连接在对应的所述凸环结构的外圈。

7.根据权利要求1～6任意一项所述的V型水槽式导流双轮垂直轴风车发电机，其特征在于：该V型水槽式导流双轮垂直轴风车发电机还包括用于调节所述安装机构方朝向的尾舵，所述尾舵设置在所述安装机构的侧壁上，所述安装机构转动连接在所述支撑装置上；所述尾舵靠近所述安装机构的端部设置有用于加强所述尾舵和所述安装机构连接强度的加强筋组件；所述尾舵设置在所述安装机构的中轴线所在的平面上且位于所述第一风车机构和所述第二风车机构之间。

8.根据权利要求1～6任意一项所述的V型水槽式导流双轮垂直轴风车发电机，其特征在于：所述安装机构上端设置有太阳能聚能发电板。

9.根据权利要求1所述的V型水槽式导流双轮垂直轴风车发电机，其特征在于：所述导风装置包括第一导风板和第二导风板，所述第一导风板和所述第二导风板的一端分别与所述安装机构的侧壁连接，所述第一导风板和所述第二导风板靠近所述安装机构的端部分别位于所述传动装置的两侧，所述第一导风板和所述第二导风板远离所述安装机构的端部固定连接，使所述导风装置的径向截面呈“V”型结构，所述第一导向面和所述第二导向面分别成型于所述第一导风板和所述第二导风板的侧壁上。

10.一种风力发电方法，其特征在于，由权利要求1～9任意一项所述的V型水槽式导流双轮垂直轴风车发电机执行，包括以下步骤：

S100：所述尾舵受风源的空气流影响，带动所述安装机构绕所述支撑装置旋转，使所述安装机构的受风面与风向垂直；

S200：空气流经所述导风装置分割，顺着所述第一导流槽和所述第二导流槽往所述第一开口型腔和所述第二开口型腔的方向流动；

S300：由于所述第一风车机构的叶扇和所述第二风车机构的叶扇的旋转方向始终相反，分别延伸至所述第一开口型腔和所述第二开口型腔的第一风车机构的叶扇和第二风车机构的叶扇受风开始旋转，并通过所述传动装置驱动所述发电装置工作；

S400：所述发电装置经所述传动装置驱动将所述第一风车机构和所述第二风车机构的机械能转化为电能，实现风能发电。

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