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

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苑宾
张卫东
李琦
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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
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
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Φ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
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。
本实用新型所述问题是以下述技术方案实现的：
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。
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。
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
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型的剖视图。
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
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。
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。
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。
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.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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