[发明专利]大型垂直轴风力发电设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种垂直轴风力发电设备。

背景技术

现代使用的风力发电机大致可分为两类：风轮主轴与地面平行的发电机组称为水平轴风力发电机组；风轮主轴与地面垂直的发电机组称为垂直轴风力发电机组。风力发电机组由底座、发电机、塔架、风轮和传动系统组成。风轮的费用为风力发电机组的30％，是风力发电机组最重要、关键的部件。风轮的作用是将风的动能转换为旋转的机械能，风轮的设计及风轮直径大小关系到能量的转换效率、功率及发电成本。风轮材料的物理性能决定了水平轴风轮的最大直径，也决定了风力发电的功率及发电成本。目前兆瓦级风力发电机已经是国际市场的主流产品，每一片螺旋桨叶片的长度近百米，已接近极限。要制造更大容量的风力发电机组，必须制造更大直径的风轮，但是风轮叶片材料的物理性能已经无法满足设计要求。风力发电要取得决定性的发展，必须解决风轮材料物理性对风轮直径的制约问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种风轮叶片的长度与其材料性能基本无关的大型垂直轴风力发电设备，这样可以将风轮叶片的长度做的很长，进而最大限度的提高风能利用率，降低发电成本。

本发明的目的是这样实现的：它有发电机、塔架、风轮叶片和机械传动控制系统组成，其特征是：风轮主轴以垂直地面方向安装在塔架上，四个风轮叶片装置呈十字形安装在风轮主轴上；在风轮主轴的上端安装垂吊架，垂吊架与风轮上框架之间设有斜拉索，设置斜拉索的目的是使风轮框架的长度不受其材料物理性的制约，风轮叶片框架可以设计、制造的非常长，进而可以大幅度的提高风能利用率，降低发电成本；相邻的两个风轮框架之间设有连杆，其目的是使风轮叶片框架与主轴连接的根部应力均匀分布，连杆使四个风轮叶片框架连接成一个整体，可有效的解决了风轮框架振动、挥舞等问题；在主轴的底部设置卸载装置，使输出轴不承受轴向力。

本发明与现有技术方案相比，，具有以下效果：

1、本发明的风轮结构不受风轮材料物理性能的制约，风轮叶片的长度可以达到百米，甚至数百米，制造成本及重量比水平轴风力发电的风轮低50％，每座风力发电设备的风能利用率可以提高100％以上。

2、本发明的风轮结构具有变帆矩控制功能。结构简单、可靠、自动化程度高，通过叶片角度的改变，调节相对气流连续的变化，使风轮功率输出达到希望的范围。

附图说明

下面结合附图进一步说明本发明。

图1是本发明的主视图。

图2是图1的俯视图。

具体实施方式