CN207761879U - 一种双涵道垂直轴风力发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例涉及风力发电领域，提供了一种双涵道垂直轴风力发电机，所述一种双涵道垂直轴风力发电机主要包括：外涵道、内涵道、蝶阀舱、叶轮舱、压力舱、发电机舱、内涵道导流板、外涵道导流板，所述一种双涵道垂直轴风力发电机通过外涵道和内涵道获取并吸收风能，然后由叶轮舱内部设备叶轮将风能转换为机械能，由发电机舱设备发电机将机械能转换为电能，压力舱和蝶阀舱来控制所述一种双涵道垂直轴风力发电机启停和输出负荷的大小，内涵道导流板和外涵道导流板主要用来分割来自各个方向的气流，由于本实用新型实施例结构简单，无偏航系统、无叶片变桨系统，建造成本及后期维护成本较低、可大幅降低风力发电机度电成本。

Description

一种双涵道垂直轴风力发电机

技术领域

本实用新型涉及风力发电领域，是一种高效率低成本风力发电机组。

背景技术

随着风力发电技术的发展，常规三叶片水平轴上风向风力发电机组，由于结构复杂，风能利用率只能达到0.45左右，再加上发电机、齿轮箱、变流器等重要部件频繁损坏及更换，后期维护成本较大，因此常规风力发电机存在建造成本高，成本收回时间长，后期维护工作量大等问题，如风电场选址及机组选型稍有偏差，再加上限电等因素，风电场后期运行将会出现亏损现象。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种双涵道垂直轴风力发电机，解决现有风力发电机，风能利用率低、建造成本高、后期维护成本较大等问题。

本实用新型实施例的一个方面，提供了一种双涵道垂直轴风力发电机，包括:外涵道、内涵道、蝶阀舱、叶轮舱、压力舱、发电机舱、内涵道导流板、外涵道导流板。

所述外涵道用来吸收风能，并提升气流流速，所述外涵道外形为上底面和下底面为多边形，侧棱为直线与曲线的组合线条的类棱台，或是上底面和下底面为圆形，母线为直线与曲线的组合线条的类圆台；若干外涵道隔板将外涵道外壳、内涵道外壳、蝶阀舱外壳、叶轮舱外壳连接在一起形成若干外涵道子涵道，用来接收来自不同方向的风能；所述外涵道子涵道的集合形成所述外涵道，外涵道上底面和外涵道下底面平行于地平面，且所述外涵道下底面面积小于所述外涵道上底面面积。

所述内涵道用来吸收风能使内涵道内部产生负压，拉动所述叶轮舱气流向上排出，驱动叶轮旋转产生能量；所述内涵道外形为上底面和下底面为多边形，侧棱为直线与曲线的组合线条的类棱台，或是上底面和下底面为圆形，母线为直线与曲线的组合线条的类圆台；若干内涵道隔板将内涵道分割为若干内涵道子涵道以提升风能利用率；所述内涵道子涵道的集合为所述内涵道，内涵道上底面和内涵道下底面平行于地平面，且所述内涵道下底面面积小于所述内涵道上底面面积，所述内涵道嵌套于外涵道外壳内部；所述内涵道上底面为内涵道气流出口，所述内涵道下底面为内涵道气流进口。

所述蝶阀舱为中空柱体结构，所述蝶阀舱安装在所述内涵道下方，所述蝶阀舱上底面与所述内涵道下底面连接，所述蝶阀舱外壳与所述外涵道隔板连接。

所述叶轮舱为中空柱体结构，所述叶轮舱上底面与蝶阀舱下底面连接，所述叶轮舱外壳与所述外涵道隔板相连，所述叶轮舱中心安装有叶轮，所述叶轮将所述外涵道气流产生的能量以及所述内涵道负压产生的能量转换为机械能，所述叶轮由叶轮轴和多层叶片组成，可充分吸收叶轮舱气流流动产生的能量；所述叶轮轴为中空圆柱体结构，且垂直于地平面；所述叶轮舱上底面安装有叶轮支架，用来安装并定位叶轮，使叶轮能够长时间稳定运转。

所述压力舱为所述一种双涵道垂直轴风力发电机负荷调节装置，所述压力舱通过控制导叶的开合来控制所述一种双涵道垂直轴风力发电机的启动和停止，所述压力舱通过控制所述导叶的开合幅度来控制所述一种双涵道垂直轴风力发电机的负荷，所述导叶安装在所述压力舱侧面所述外涵道气流出口，用来控制从所述外涵道进入所述压力舱的空气流量，所述压力舱安装在所述叶轮舱下方，压力舱上底面与叶轮舱下底面连接；所述压力舱为中空结构，气流可通过所述压力舱上底面进入所述叶轮舱。

所述发电机舱位于一种双涵道垂直轴风力发电机底部，发电机舱下底面与地平面连接，发电机舱上底面为涵道底平台，所述发电机舱上底面与所述外涵道、所述压力舱相连；所述涵道底平台上开有人孔，维护检修时工作人员可通过人孔进入外涵道，完成设备的检修，其他时间所述人孔处于封闭状态；所述发电机舱安装有发电机舱门，工作人员可通过所述发电机舱门进入所述发电机舱；所述发电机舱上底面和所述发电机舱下底面为多边形或圆形。

所述内涵道导流板可将来自于不同方向的气流分割，所述内涵道导流板上方的气流经过所述内涵道上底面，所述内涵道导流板下方的气流进入外涵道；所述内涵道导流板与所述内涵道外壳连接。

所述外涵道导流板可将来自不同方向的气流分割，所述外涵道导流板上方的气流进入外涵道，所述外涵道导流板下方的气流随外部气流流走；所述外涵道导流板与所述外涵道外壳连接。

可选择地，所述叶轮舱，包括：上端面叶轮轴承，安装在所述叶轮支架中心，且所述叶轮轴套接在所述上端面叶轮轴承内，使所述叶轮可以正常旋转。

可选择地，所述蝶阀舱，包括：蝶阀，所述蝶阀的开合可连通和阻断叶轮舱气流进入所述内涵道，从而控制所述一种双涵道垂直轴风力发电机的运行或停止。

可选择地，所述外涵道，包括：外涵道子涵道压力传感器，所述外涵道子涵道压力传感器安装在所述外涵道下底面，且每个所述外涵道子涵道安装有一个外涵道子涵道压力传感器。

可选择地，所述内涵道，包括：风速仪风向标，所述风速仪风向标安装在所述内涵道上底面中心所述内涵道隔板上，用来检测当前风速和风向，并将数据传递给PLC控制系统，所述PLC控制系统通过获取到的风速、风向数据来确定每个所述外涵道子涵道处于迎风面还是背风面，以及所述一种双涵道垂直轴风力发电机是否启动或停止。

可选择地，所述内涵道，还包括包括：避雷针，所述避雷针在设备遭遇雷击时，可将雷电通过所述内涵道隔板、所述内涵道外壳、所述外涵道隔板、所述发电机舱引入大地，防止设备因雷击遭到损伤。

可选择地，所述压力舱，包括：压力舱压力传感器，用来检测压力舱空气压力，并将压力数据送至所述PLC控制系统。

可选择地，所述发电机舱，包括：发电机，安装在所述发电机舱内部，通过联轴器与所述叶轮轴相连或通过齿轮箱与所述联轴器相连，所述联轴器与所述叶轮轴相连，所述发电机可以将所述叶轮产生的能量转换为电能，所述发电机带有温度传感器，可将所述发电机温度数据上送给所述PLC控制系统；如所述发电机为直驱发电机，则所述发电机通过所述联轴器与所述叶轮轴相连，所述齿轮箱可去除，如所述发电机为非直驱发电机，则所述发电机与所述齿轮箱相连，所述齿轮箱通过所述联轴器与所述叶轮轴相连。

可选择地，所述发电机舱，包括：所述齿轮箱，安装在所述叶轮轴与所述发电机之间，用来提升所述发电机转速，所述齿轮箱根据所述发电机类型的不同，可以安装或去除，当所述发电机为直驱发电机，则所述齿轮箱可去除，当所述发电机为非直驱发电机，需要安装所述齿轮箱。

可选择地，所述发电机舱，包括：叶轮转速传感器，安装在所述涵道底平台，用来检测所述叶轮转速，并将数据传送至所述PLC控制系统。

可选择地，所述发电机舱，还包括：联轴器，安装在发电机轴与所述叶轮轴之间，或安装在所述叶轮轴与所述齿轮箱之间，用来将所述叶轮产生的扭矩传递给发电机。

可选择地，所述发电机舱，还包括：导叶油缸，安装在所述涵道底平台，所述导叶油缸与导叶力臂连接，为所述导叶的开合提供动力。

可选择地，所述发电机舱，还包括：导叶力臂，所述导叶力臂一端与所述导叶油缸连接，一端与所述导叶连接，可将所述导叶油缸产生的线性位移转换为扭矩，驱动所述导叶旋转。

可选择地，所述发电机舱，还包括：所述PLC控制系统，安装在发电机舱内，可以检测所述一种双涵道垂直轴风力发电机所有传感器信号，并控制所述一种双涵道垂直轴风力发电机正常运行；所述PLC控制系统，带有通讯接口，可对外提供数据并接收外部指令。

可选择地，所述发电机舱，还包括：液压站，安装在所述发电机舱内部，由所述PLC控制系统控制，所述液压站可以为所述导叶油缸及所述蝶阀提供压力油。

可选择地，所述发电机舱，还包括：电控柜，安装在所述发电机舱内部，由所述PLC控制系统控制，负责所述发电机的并网、励磁、并将所述发电机产生的电能转换为可并网的三项正弦交流电。

可选择地，所述发电机舱，还包括：发电机转速传感器，安装在所述发电机上，用来检测所述电机转速，并将所述发电机转速数据送至所述PLC控制系统。

可选择地，所述发电机舱，还包括：发电机舱散热器，所述发电机舱散热器冷端安装在所述发电机舱内部，所述发电机舱散热器热端安装在所述发电机舱外部，用来给所述发电机舱内的所有设备降温，保证所述发电机舱内的所有设备正常运行。

可选择地，所述发电机舱，还包括：下端面叶轮轴承，安装在所述发电机舱上底面所述涵道底平台中心，用来定位安装所述叶轮，使所述叶轮能够处于所述叶轮舱中心线，并稳定旋转。

可选择地，所述发电机舱，还包括：叶轮锁定装置，安装在所述发电机舱内部所述叶轮轴上，设备检修时，可用来锁定所述叶轮。

附图说明：

从下面结合附图对本实用新型的具体实施方式的描述中可以更好地理解本实用新型，其中：

通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其他特征、目的和优点会变得更明显，其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。

图1为一种双涵道垂直轴风力发电机三视图及相关部位剖视图；

图2为一种双涵道垂直轴风力发电机主视图；

图3为一种双涵道垂直轴风力发电机俯视图；

图4为一种双涵道垂直轴风力发电机左视图；

图5为图1中A-A剖视图；

图6为图1中B-B剖视图；

图7为图1中C-C剖视图；

图8为图1中D-D剖视图。

图中：

101、外涵道；102、外涵道外壳；103、外涵道上底面；104、外涵道气流进口；105、外涵道子涵道；106、外涵道隔板；107、外涵道下底面；108、外涵道气流出口；109、外涵道子涵道压力传感器。

201、内涵道子涵道；202、内涵道隔板；203、内涵道上底面；204、内涵道下底面；205、内涵道外壳；206、内涵道；207、内涵道气流进口；208、内涵道气流出口；209、风速仪风向标；210、避雷针。

301、蝶阀舱上底面；302、蝶阀；304、蝶阀舱；305、蝶阀舱下底面；306、蝶阀舱外壳。

401、叶轮支架；402、叶轮舱上底面；403、上端面叶轮轴承；404、叶轮舱；405、叶轮舱外壳；406、叶轮舱下底面；407、叶轮；408、叶轮轴；409、叶片。

501、压力舱上底面；502、导叶支架；503、导叶；504、压力舱下底面；505、压力舱；506、压力舱压力传感器。

601、发电机舱上底面；602、涵道底平台；603、下端面叶轮轴承；604、联轴器；605、发电机转速传感器；606、发电机舱门；607、液压站；608、发电机舱；609、发电机；610、电控柜；611、PLC控制系统；612、导叶油缸；617、人孔；618、发电机舱下底面；619、地平面；620、导叶力臂；621、发电机舱散热器；622、发电机轴；623、叶轮锁定装置；624、齿轮箱；625、叶轮转速传感器。

703、内涵道导流板。

801、外涵道导流板。

具体实施方式：

下面将详细描述本实用新型的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本实用新型的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本实用新型可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本实用新型的示例来提供对本实用新型的更好的理解。本实用新型决不限于下面所提出的任何具体配置和算法，而是在不脱离本实用新型的精神的前提下覆盖了元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以便避免对本实用新型造成不必要的模糊。

现在将参考附图更全面的描述示例实施方式。然而，示例的实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本实用新型更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中，为了清晰，可能夸大了区域和层的厚度。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本实用新型的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本实用新型的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其他的方法、组元、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本实用新型的主要技术创意。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确规定和限定，术语“安装”、“连接”、“相连”应做广义的理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型实施例中有关的技术术语：

负压：低于大气压强。

多边形：由若干直线首尾相连组成的图形或由若干曲线首尾相连组成的图形或由若干直线和若干曲线首尾相连组成的图形。

图1-图8所示，本实用新型一实施例提供的一种双涵道垂直轴风力发电机包括：

外涵道101用来吸收风能，并提升气流流速，外涵道101外形为上底面和下底面为多边形，侧棱为直线与曲线的组合线条的类棱台，或是上底面和下底面为圆形，母线为直线与曲线的组合线条的类圆台；若干外涵道隔板106将外涵道外壳102、内涵道外壳205、蝶阀舱外壳306、叶轮舱外壳405连接在一起形成若干外涵道子涵道105，用来接收来自不同方向的风能；外涵道子涵道105的集合形成外涵道101，外涵道上底面103和外涵道下底面107平行于地平面619，且外涵道下底面107的面积小于外涵道上底面103的面积。

内涵道206用来吸收风能，使内涵道206内部产生负压，拉动叶轮舱404内部的气流向上排出，驱动叶轮407旋转产生能量；内涵道206外形为上底面和下底面为多边形，侧棱为直线与曲线的组合线条的类棱台，或是上底面和下底面为圆形，母线为直线与曲线的组合线条的类圆台；若干内涵道隔板202将内涵道206分割为若干内涵道子涵道201以提升风能利用率，内涵道子涵道201的集合为内涵道206；内涵道上底面203和内涵道下底面204平行于地平面619，且内涵道下底面204的面积小于内涵道上底面203的面积；内涵道206嵌套于外涵道外壳102内部；内涵道上底面203为内涵道气流出口208，内涵道下底面204为内涵道气流进口207。

蝶阀舱304为中空柱体结构，蝶阀舱304安装在内涵道206下方，蝶阀舱上底面301与内涵道下底面204连接，蝶阀舱外壳306与外涵道隔板106连接。

叶轮舱404为中空柱体结构，叶轮舱上底面402与蝶阀舱下底面305连接，叶轮舱外壳405与外涵道隔板106相连，叶轮舱404中心安装有叶轮407，叶轮407将外涵道101内部气流产生的能量以及内涵道206内部负压产生的能量转换为机械能，叶轮407由叶轮轴408和多层叶片409组成，可充分吸收叶轮舱404内气流流动产生的能量；叶轮轴408为中空圆柱体结构，且垂直于地平面619；叶轮舱上底面402安装有叶轮支架401，用来安装并定位叶轮407，使叶轮407能够长时间稳定运转。

压力舱505为本实用新型一实施例提供的一种双涵道垂直轴风力发电机负荷调节装置，压力舱505通过控制导叶503的开合来控制本实用新型一实施例提供的一种双涵道垂直轴风力发电机的启动与停止，压力舱505通过控制导叶503的开合幅度来控制本实用新型一实施例提供的一种双涵道垂直轴风力发电机的负荷大小，导叶503安装在压力舱505侧面外涵道气流出口108，且每个外涵道子涵道105对应一个导叶503，用来控制从外涵道101进入压力舱505的气流流量，压力舱505安装在叶轮舱404下方，压力舱上底面501与叶轮舱下底面406连接；压力舱505为中空结构，气流可通过压力舱上底面501进入叶轮舱404。

发电机舱608位于本实用新型一实施例提供的一种双涵道垂直轴风力发电机底部；发电机舱下底面618与地平面619连接，发电机舱上底面601为涵道底平台602，发电机舱上底面601与外涵道101、压力舱505相连；涵道底平台602上开有人孔617维护检修时工作人员可通过人孔617进入外涵道101，完成设备的检修，其它时间人孔617处于封闭状态，涵道底平台602与外涵道101、压力舱505之间不连通且气流无法通过；发电机舱608安装有发电机舱门606，工作人员可通过发电机舱门606进入发电机舱608；发电机舱上底面601和发电机舱下底面618为多边形或圆形。

内涵道导流板703可将来自于不同方向的气流分割，内涵道导流板703上方的气流经过内涵道上底面203，内涵道导流板703下方的气流进入外涵道101；内涵道导流板703与内涵道外壳205连接。

外涵道导流板801可将来自不同方向的气流分割，外涵道导流板801上方的气流进入外涵道101，外涵道导流板801下方的气流随外部气流流走；外涵道导流板801与外涵道外壳102连接。

可选择地，本实用新型一实施例提供的一种双涵道垂直轴风力发电机中，其中叶轮舱404还包括：上端面叶轮轴承403，安装在叶轮支架401中心，且叶轮轴408套接在上端面叶轮轴承403内，使叶轮407可以正常旋转。

可选择地，本实用新型一实施例提供的一种双涵道垂直轴风力发电机中，其中蝶阀舱304还包括：蝶阀302，蝶阀302的开合可连通和阻断叶轮舱404内的气流进入内涵道206，从而控制本实用新型一实施例提供的一种双涵道垂直轴风力发电机运行或停止。

可选择地，本实用新型一实施例提供的一种双涵道垂直轴风力发电机中，其中外涵道101还包括：外涵道子涵道压力传感器109，外涵道子涵道压力传感器109安装在外涵道下底面107，且每个外涵道子涵道105安装有一个外涵道子涵道压力传感器109，用来检测每个外涵道子涵道105底部的气流压力，并将数据传递给PLC控制系统611，PLC控制系统611通过对比分析每个外涵道子涵道压力传感器109的数据，来确定那一部分外涵道子涵道105处于迎风面，那一部分外涵道子涵道105处于背风面。

可选择地，本实用新型一实施例提供的一种双涵道垂直轴风力发电机中，其中内涵道206还包括：风速仪风向标209，风速仪风向标209安装在内涵道上底面203中心处的内涵道隔板202上，用来检测当前风速和风向，并将数据传递给PLC控制系统611，PLC控制系统611通过获取到的风速、风向数据确定每个外涵道子涵道105处于迎风面还是背风面，以及本实用新型一实施例提供的一种双涵道垂直轴风力发电机是否启动或停止。

可选择地，本实用新型一实施例提供的一种双涵道垂直轴风力发电机中，其中内涵道206还包括：避雷针210，避雷针210安装在内涵道上底面203中心处的内涵道隔板202上，避雷针210在设备遭遇雷击时，可将雷电通过内涵道隔板202、内涵道外壳205、外涵道隔板106、发电机舱608引入大地，防止设备因雷击遭到损伤。

可选择地，本实用新型一实施例提供的一种双涵道垂直轴风力发电机中，其中压力舱505还包括：压力舱压力传感器506，用来检测压力舱505内的空气压力，并将压力数据送至PLC控制系统611。

可选择地，本实用新型一实施例提供的一种双涵道垂直轴风力发电机中，其中发电机舱608还包括：发电机609，安装在发电机舱608内部，通过联轴器604与叶轮轴408相连，或通过齿轮箱624与联轴器604相连，联轴器604与叶轮轴408相连，发电机609可以将叶轮407产生的能量转换为电能，发电机609内部安装有温度传感器，可以将发电机温度数据送至PLC控制系统611；如发电机609为直驱发电机，则发电机609通过联轴器604与叶轮轴408相连，齿轮箱624可去除，如发电机609为非直驱发电机，则发电机609与齿轮箱624相连，齿轮箱624通过联轴器604与叶轮轴408相连。

可选择地，本实用新型一实施例提供的一种双涵道垂直轴风力发电机中，其中发电机舱608还包括：齿轮箱624，安装在叶轮轴408与发电机609之间，用来提升发电机转速，齿轮箱624安装或去除根据发电机609类型的不同而异，当发电机609为直驱发电机，则齿轮箱624可去除，当发电机609为非直驱发电机，则需要安装齿轮箱624。

可选择地，本实用新型一实施例提供的一种双涵道垂直轴风力发电机中，其中发电机舱608还包括：叶轮转速传感器625，安装在涵道底平台602，用来检测叶轮407的转速，并将数据传送至PLC控制系统611。

可选择地，本实用新型一实施例提供的一种双涵道垂直轴风力发电机中，其中发电机舱608还包括：联轴器604，安装在发电机轴622与叶轮轴408之间，或安装在齿轮箱624与叶轮轴408之间，用来将叶轮407产生的扭矩传递给发电机609或齿轮箱624。

可选择地，本实用新型一实施例提供的一种双涵道垂直轴风力发电机中，其中发电机舱608还包括：导叶油缸612，安装在涵道底平台602，导叶油缸612与导叶力臂620连接，为导叶503的开合提供动力。

可选择地，本实用新型一实施例提供的一种双涵道垂直轴风力发电机中，其中发电机舱608还包括：导叶力臂620，导叶力臂620一端与导叶油缸612连接，一端与导叶503连接，可将导叶油缸612产生的线性位移转换为扭矩，驱动导叶503旋转。

可选择地，本实用新型一实施例提供的一种双涵道垂直轴风力发电机中，其中发电机舱608还包括：PLC控制系统611，安装在发电机舱608内，可以检测本实用新型一实施例提供的一种双涵道垂直轴风力发电机所有传感器信号，并控制本实用新型一实施例提供的一种双涵道垂直轴风力发电机正常运行。

可选择地，本实用新型一实施例提供的一种双涵道垂直轴风力发电机中，其中发电机舱608还包括：液压站607，安装在发电机舱608内部，由PLC控制系统611控制，液压站607可为导叶油缸612和蝶阀302提供压力油。

可选择地，本实用新型一实施例提供的一种双涵道垂直轴风力发电机中，其中发电机舱608还包括：电控柜610，安装在发电机舱608内部，由PLC控制系统611控制，负责发电机609的并网、励磁、并将发电机609产生的电能转换为可并网的三项正弦交流电。

可选择地，本实用新型一实施例提供的一种双涵道垂直轴风力发电机中，其中发电机舱608还包括：发电机转速传感器605，安装在发电机609上，用来检测发电机609的转速，并将发电机609的转速数据送至PLC控制系统611。

可选择地，本实用新型一实施例提供的一种双涵道垂直轴风力发电机中，其中发电机舱608还包括：发电机舱散热器621，发电机舱散热器621冷端安装在发电机舱608内部，发电机舱散热器621热端安装在发电机舱608外部，用来给发电机舱608内的所有设备降温，保证发电机舱608内的所有设备正常运行。

可选择地，本实用新型一实施例提供的一种双涵道垂直轴风力发电机中，其中发电机舱608还包括：下端面叶轮轴承603，安装在发电机舱上底面601涵道底平台602中心，用来定位安装叶轮407，使叶轮407能够稳定旋转。

可选择地，本实用新型一实施例提供的一种双涵道垂直轴风力发电机中，其中发电机舱608还包括：叶轮锁定装置623，安装在发电机舱608内部叶轮轴408上，设备检修时，可用来锁定叶轮407。

本实用新型一实施例提供的一种双涵道垂直轴风力发电机工作原理是：

根据伯努利定理，流体在某一位置的速度越小，这一位置的压强越大，反之流速越大，压强越小；当空气从外涵道气流进口104进入，由于越到外涵道下底面107，外涵道截面积越小，气流流速越小，气流压强越大，外涵道气流出口108的气流压强会大于外部空气压强；当外部空气从内涵道上底面203流过，内涵道206内部的空气处于相对静止状态，由于内涵道上底面203的空气流速大于内涵道206内部空气流速，内涵道上底面203上方的空气压强小于内涵道206内部的空气压强，因此内涵道206内部的空气会向上流动，随外部空气流走，内涵道下底面204内涵道气流进口207会产生一定负压；此时外涵道气流出口108至内涵道气流进口207会产生一定压力差，当压力舱505内部的导叶503打开后，外涵道101内部气流会加速进入内涵道206，同时气流经过叶轮舱404时，会驱动叶轮407旋转产生机械能，通过控制压力舱505内部导叶503的打开或关闭可以连通或阻断外涵道101内部的气流进入内涵道206，来控制叶轮407的旋转或停止，通过调节压力舱505内的导叶503的打开幅度，可以控制从外涵道101流入内涵道206的气流流量，从而控制叶轮407能量输出率，通过打开或关闭蝶阀舱304内部的蝶阀302，可以连通或阻断外涵道101内的气流进入内涵道206，从而达到控制叶轮407的旋转或停止。

本实用新型一实施例提供的一种双涵道垂直轴风力发电机的启动：PLC控制系统611通过采集每个外涵道子涵道压力传感器109的压力以及风速仪风向标209的数据，来确定每个外涵道子涵道105处于迎风面还是背风面，然后确定要开启的导叶503及要开启的导叶503的开启幅度，通常情况下迎风面外涵道子涵道105底部的压力要大于背风面外涵道子涵道105底部的压力，启动时会打开迎风面导叶503，关闭背风面导叶503，当叶轮407转速达到并网转速，由PLC控制系统611控制电控柜610进行并网。

本实用新型一实施例提供的一种双涵道垂直轴风力发电机的运行：当发电机609的实际功率大于发电机609的额定功率，PLC控制系统611将打开背风面导叶503，降低流经压力舱505的气流流量来降低叶轮407的输出功率，如发电机609功率无法降低，PLC控制系统611会调小迎风面导叶503的打开幅度，降低从迎风面外涵道子涵道105进入压力舱505的气流流量。

本实用新型一实施例提供的一种双涵道垂直轴风力发电机的停止：PLC控制系统611将关闭所有导叶503；外涵道101中的气流无法进入压力舱505，叶轮407和发电机609停止旋转，检修或长时间停机时PLC控制系统611会关闭蝶阀302。

Claims (7)

1.一种双涵道垂直轴风力发电机，其特征在于，包括：

内涵道（206）嵌套于外涵道外壳（102）内，内涵道外壳（205）通过外涵道隔板（106）与所述外涵道外壳（102）连接，外涵道（101）和所述内涵道（206）同时获取风能；在气流从所述外涵道（101）流出然后进入所述内涵道（206）的流动轨迹上安装能量转换装置叶轮舱（404）将风能转换为机械能；在气流从所述外涵道（101）流出然后进入所述内涵道（206）的流动轨迹上安装气流流量控制装置压力舱（505），来控制从所述外涵道（101）流出然后进入所述内涵道（206）的气流流量；在气流从所述外涵道（101）流出然后进入所述内涵道（206）的流动轨迹上安装气流控制装置蝶阀舱（304），来连通或阻断从所述外涵道（101）流出然后进入所述内涵道（206）的气流；发电机舱（608）位于所述外涵道（101）和所述压力舱（505）下方。

2.如权利要求1所述的一种双涵道垂直轴风力发电机，其特征在于：

所述外涵道（101）外形为上底面和下底面为多边形，侧棱为直线与曲线的组合线条的类棱台，或是上底面和下底面为圆形，母线为直线与曲线的组合线条的类圆台；若干所述外涵道隔板（106）将所述外涵道外壳（102）、所述内涵道外壳（205）、蝶阀舱外壳（306）、叶轮舱外壳（405）连接在一起形成若干外涵道子涵道（105）；所述外涵道子涵道（105）的集合形成所述外涵道（101），外涵道上底面（103）和外涵道下底面（107）平行于地平面（619），且所述外涵道下底面（107）的面积小于所述外涵道上底面（103）的面积；所述外涵道（101）还包括：外涵道子涵道压力传感器（109），所述外涵道子涵道压力传感器（109）安装在所述外涵道下底面（107），且每个所述外涵道子涵道（105）安装有一个所述外涵道子涵道压力传感器（109），用来检测每个所述外涵道子涵道（105）底部的气流压力，并将数据传递给PLC控制系统（611），所述PLC控制系统（611）通过对比分析每个所述外涵道子涵道压力传感器（109）的数据，来确定每个外涵道子涵道（105）处于迎风面还是处于背风面。

3.如权利要求1所述的一种双涵道垂直轴风力发电机，其特征在于：

所述内涵道（206）外形为上底面和下底面为多边形，侧棱为直线与曲线的组合线条的类棱台，或是上底面和下底面为圆形，母线为直线与曲线的组合线条的类圆台；若干内涵道隔板（202）将所述内涵道（206）分割为若干内涵道子涵道（201）以提升风能利用率，所述内涵道子涵道（201）的集合为所述内涵道（206）；内涵道上底面（203）和内涵道下底面（204）平行于地平面（619），且所述内涵道下底面（204）的面积小于所述内涵道上底面（203）的面积；所述内涵道（206）嵌套于所述外涵道外壳（102）内部；所述内涵道上底面（203）为内涵道气流出口（208），所述内涵道下底面（204）为内涵道气流进口（207）；所述内涵道（206）还包括：风速仪风向标（209），所述风速仪风向标（209）安装在内涵道上底面（203）中心处的内涵道隔板（202）上，用来检测当前风速和风向，并将数据传递给PLC控制系统（611）；所述内涵道（206）还包括：避雷针（210），所述避雷针（210）安装在所述内涵道上底面（203）中心处的内涵道隔板（202）上。

4.如权利要求1所述的一种双涵道垂直轴风力发电机，其特征在于：

所述蝶阀舱（304）为中空柱体结构，所述蝶阀舱（304）安装在所述内涵道（206）下方，蝶阀舱外壳（306）与所述外涵道隔板（106）连接；所述蝶阀舱（304）还包括：蝶阀（302），所述蝶阀（302）安装在蝶阀舱（304）中部，所述蝶阀（302）的开合可连通和阻断叶轮舱（404）内的气流进入内涵道（206）。

5.如权利要求1所述的一种双涵道垂直轴风力发电机，其特征在于：

所述叶轮舱（404）为中空柱体结构，所述叶轮舱外壳（405）与所述外涵道隔板（106）相连，所述叶轮舱（404）中心安装有叶轮（407），所述叶轮（407）由叶轮轴（408）和多层叶片（409）组成；所述叶轮轴（408）为中空圆柱体结构，且垂直于地平面（619）；叶轮舱上底面（402）安装有叶轮支架（401），用来安装并定位所述叶轮（407）；所述叶轮舱（404）还包含：上端面叶轮轴承（403），安装在叶轮支架（401）中心，且叶轮轴（408）套接在上端面叶轮轴承（403）内，使所述叶轮（407）可以正常旋转。

6.如权利要求1所述的一种双涵道垂直轴风力发电机，其特征在于：

所述压力舱（505）为中空柱体结构，压力舱上底面（501）与叶轮舱下底面（406）连接，所述压力舱上底面（501），安装有导叶支架（502）用来定位安装导叶（503），所述导叶（503）安装在所述压力舱（505）侧面外涵道气流出口（108），且每个所述外涵道子涵道（105）对应一个所述导叶（503），用来控制从所述外涵道（101）进入所述压力舱（505）的空气流量，所述压力舱（505）安装在所述叶轮舱（404）下方；所述压力舱（505）还包括：压力舱压力传感器（506），安装在压力舱下底面（504），用来检测压力舱（505）内部的空气压力，并将压力数据送至PLC控制系统（611）。

7.如权利要求1所述的一种双涵道垂直轴风力发电机，其特征在于：

所述发电机舱（608）位于所述一种双涵道垂直轴风力发电机的底部；发电机舱下底面（618）与地平面（619）连接，发电机舱上底面（601）为涵道底平台（602），所述发电机舱上底面（601）与所述外涵道（101）、所述压力舱（505）相连；所述涵道底平台（602）上开有人孔（617），所述人孔（617）只有在检修过程中才能打开，其他时间所述发电机舱（608）与外涵道（101）、压力舱（505）之间不连通且气流无法通过；所述发电机舱（608）安装有发电机舱门（606）；所述发电机舱上底面（601）和所述发电机舱下底面（618）为多边形或圆形；所述发电机舱（608）还包括：发电机（609），所述发电机（609）安装在所述发电机舱（608）内部，通过联轴器（604）与所述叶轮轴（408）相连，或通过齿轮箱（624）与所述联轴器（604）相连，所述联轴器（604）与所述叶轮轴（408）相连；所述发电机舱（608）还包括：所述联轴器（604），安装在发电机轴（622）与所述叶轮轴（408）之间，或安装在齿轮箱（624）与所述叶轮轴（408）之间；所述发电机舱（608）还包括：所述齿轮箱（624），当所述发电机（609）为直驱发电机，则所述齿轮箱（624）可去除，当所述发电机（609）为非直驱发电机，则需要将所述齿轮箱（624）安装在所述联轴器（604）与所述发电机（609）之间，所述联轴器（604）与所述叶轮轴（408）相连；所述发电机舱（608）还包括：叶轮转速传感器（625），安装在所述涵道底平台（602）；所述发电机舱（608）还包括：导叶油缸（612），安装在所述涵道底平台（602），所述导叶油缸（612）与导叶力臂（620）连接；所述发电机舱（608）还包括：所述导叶力臂（620），所述导叶力臂（620）一端与所述导叶油缸（612）连接，一端与所述导叶（503）连接；所述发电机舱（608）还包括：PLC控制系统（611），安装在所述发电机舱（608）内，可以检测所述一种双涵道垂直轴风力发电机所有传感器信号，并控制所述一种双涵道垂直轴风力发电机正常运行；所述发电机舱（608）还包括：液压站（607），安装在所述发电机舱（608）内部，由PLC控制系统（611）控制；所述发电机舱（608）还包括：电控柜（610），安装在所述发电机舱（608）内部，由PLC控制系统（611）控制；所述发电机舱（608）还包括：发电机转速传感器（605），安装在发电机（609）上；所述发电机舱（608）还包括：发电机舱散热器（621），所述发电机舱散热器（621）冷端安装在所述发电机舱（608）内，所述发电机舱散热器（621）热端安装在所述发电机舱（608）外；所述发电机舱（608）还包括：下端面叶轮轴承（603），安装在所述发电机舱上底面（601）所述涵道底平台（602）中心；所述发电机舱（608）还包括：叶轮锁定装置（623），安装在所述发电机舱（608）内叶轮轴（408）上。