CN201574886U - 一种组合型垂直轴风力发电机 - Google Patents

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寇薇
苑宾
张卫东
李琦
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华北电力大学(保定)
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Abstract

一种组合型垂直轴风力发电机,用于提高能量转换效率并改善低风速启动性能。其技术方案是:它包括S型风轮、H型风轮、发电机以及固定于地基上的塔筒,所述发电机固定于塔筒内,所述H型风轮安装于塔筒的上方,其心轴与发电机的转子固定连接,所述S型风轮安装于H型风轮的上方,其心轴通过超越离合器与H型风轮的心轴连接。本实用新型较好地解决了H型风机低风速不启动和S型风机效率低的问题,实现了S型风机和H型风机的优势互补,是一种理想的风力发电设备。

Description

一种组合型垂直轴风力发电机
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种改进的垂直轴风力发电机,属风力发电技术领域。
背景技术
[0002] 随着全球化学能源的日益枯竭,风力发电作为一种洁净无污染的可再生能源,在 远期有可能成为重要的替代能源。同水平轴风力发电机相比,垂直轴风力发电机具有风 能利用率高,启动风速低,基本不产生噪音等优点,已经逐渐被人们认识和重视,具有广泛 的市场应用前景。现有的垂直轴风力发电机可分为两个主要类型,一类是利用空气动力 的阻力做功,典型的结构是S型风轮;另一类是利用翼型的升力做功,最典型的是达里厄 (Darrieus)型风力机。达里厄风力机典型的结构是①型和H型风轮。升力型风机效率高 但低风速启动困难,而阻力型风机低风速易启动但风机效率低,因此,现有垂直轴风力发电 机的性能均不理想,有必要在结构上进行改进。
实用新型内容
[0003] 本实用新型的目的在于克服现有技术的不足、提供一种效率高且低风速易启动的 组合型垂直轴风力发电机。
[0004] 本实用新型所述问题是以下述技术方案实现的:
[0005] 一种组合型垂直轴风力发电机,构成中包括S型风轮、H型风轮、发电机以及固定 于地基上的塔筒,所述发电机固定于塔筒内,所述H型风轮安装于塔筒的上方,其心轴与发 电机的转子固定连接,所述S型风轮安装于H型风轮的上方,其心轴通过超越离合器与H型 风轮的心轴连接。
[0006] 上述组合型垂直轴风力发电机,构成中还包括固定于塔筒上的风轮制动器和风轮 锁。
[0007] 本实用新型将S型风轮和H型风轮同时应用于风力发电机上,H型风轮不仅能使风 力发电机具有较高的效率,而且其叶片截面不变,也不扭曲,形状简单,可批量生产,降低了 风力发电机的制造成本;S型风轮用于在风速较低,H型风轮不能启动时通过超越离合器驱 动H型风轮和发电机旋转,改善风力发电机的低风速启动性能。超越离合器既可以在风速 较低时将S型风轮的转矩传递给H型风轮,又能保证在风速较高时S型风轮不会阻止H型 风轮的高速旋转,使二者能够协调工作,互不影响。风轮制动器和风轮锁可使风轮停止转动 并保持静止状态,为风力发电机的维护和维修提供方便。本实用新型较好地解决了 H型风 机低风速不启动和S型风机效率低的问题,实现了 S型风机和H型风机的优势互补,是一种 理想的风力发电设备。
附图说明
[0008] 下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0009] 图1是本实用新型的结构示意图;
3[0010] 图2是本实用新型的剖视图。
[0011] 图中各标号为:1、S型风轮心轴;2、S型风轮;3、超越离合器;4、三爪支架;5、H型 风轮;6、风轮锁;7、风轮制动器;8、发电机;9、塔筒;10、地基;11、H型风轮心轴;12、钢丝 绳。
具体实施方式
[0012] 参看图1、图2,S型风轮2安装在风力发电机顶部,用于低风速下启动发电。S型 风轮2由两组互差90度角的S型风叶共垂直轴叠放而成,每组叶片由两个半圆柱面型桨叶 构成。四桨叶的设计可保证不同风向的充分采集,在低风速非集中风向的情况下,S型风叶 能够自启动从而带动下部H型风叶的旋转。
[0013] H型风轮5安装在风力发电机中部,由互差120度的三个叶片组成,每个叶片的垂 直翻转角度可调,以达到最佳旋转状态。选择三叶片组可明显降低扭矩波动的影响且平衡 性较好。
[0014] 超越离合器3的型号是CY1-75,安装在S型风轮2和H型风轮5之间,在低风速的 时候,S型风轮2先开始转动,它通过超越离合器3带动H型风轮5转动。随着风速逐渐增 大,H型风轮5的转速迅速增大,超越离合器允许H型风轮5大于S型风轮2的转速,保证 了两种风轮的和谐运转。
[0015] 本实用新型设有风轮支撑装置,该装置由设在S型风轮2下部的与超越离合器3 的外壳连接的三爪支架4和一端与三爪支架4连接、另一端固定于地基10上的三根张紧的 斜拉钢丝绳12构成,其作用是保证风轮心轴处于垂直状态。

Claims (2)

  1. 一种组合型垂直轴风力发电机,其特征是,它包括S型风轮(2)、H型风轮(5)、发电机(8)以及固定于地基(10)上的塔筒(9),所述发电机(8)固定于塔筒(9)内,所述H型风轮(5)安装于塔筒(9)的上方,其心轴与发电机(8)的转子固定连接,所述S型风轮(2)安装于H型风轮(5)的上方,其心轴通过超越离合器(3)与H型风轮(5)的心轴连接。
  2. 2.根据权利要求1所述组合型垂直轴风力发电机,其特征是,在所述塔筒(9)上固定风 轮制动器(7)和风轮锁(6)。
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