[实用新型]巨型垂直轴风力发电机组

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种风力发电机组，特别是巨型、大功率、低成本、稳定输出电能的垂直轴风力发电机组。

背景技术

风力发电机的其中一种分类方式是以驱动轴的方向来划分，分为水平轴和垂直轴驱动方式两大类。目前在大型风电设备市场上是以水平轴风力发电机为主导产品。但是，大型水平轴风力发电机发展到5MW或以上功率时，已经接近现有材料水平和经济性价比的设计和制造极限。如：大型水平轴风力发电机安装高度超过100米，设备制造、工程施工和维护的成本巨大。它需要昂贵的精准动平衡的叶片、精确的偏航系统、受力巨大的变桨距调速系统和消耗大量材料的塔架等。由于安装高度很高，使得设备抗风能力很差，安装难度很大，安装成本很高；由于尖速比的要求而使设备的工作噪音很大。与水平轴风力发电机相比较，垂直轴风力发电机不需要昂贵的叶片、精确的偏航系统、受力巨大的变桨距调速和消耗大量材料的塔架等系统，而且可以适应任何风向，安装高度低，工作噪音小，起动风速要求低(约2m/s)。所以近年来垂直轴风力发电机越来越受到各国的重视。

垂直轴风力发电机的叶片旋转速度较慢，常规方法是采用增大叶片面积来满足采集风能的要求。为了获得更大的功率，就要将叶片的旋转半径增大，以获得更大的扭矩，才可以获取合适的风压动能。但是，随着功率的增大，用垂直轴来承载叶片的依靠材料本身强度来支撑部件的方法，或者是用滚轮来支撑单个叶片的方法，都无法承受增大的重量和满足悬臂增大的结构强度要求。必须用结构体的方法才能解决。同时，现有技术中用叶片旋转轴直接驱动发电机的方法，使得输出的电能质量不高。

综上所述，在保证有足够的受风面积的条件下，如何保证垂直轴风力发电机能够大功率而又能够稳定输出电能，是至今还没有较好解决的问题。

发明内容

本实用新型克服了现有技术的缺点，提供一种在支撑框架里面安装转盘，在转盘上安装支架、阻风板和其他零部件的新型风机的结构和方法，使风机的受风半径和承载重量大幅度提高；将采集到的风能转换为液压能，通过流体蓄能稳定系统，推动发电机输出稳定合格的电能。

本实用新型通过以下技术方案来实施：

一种巨型垂直轴风力发电机组，包括支撑框架(1)、转盘(2)、支架(3)、阻风板(4)、转盘轴(5)、导风板(6)、轮子(7)、发电机(8)、液压马达(9)、蓄能器(10)、油管阀门组合(11)、液压泵(12)、齿轮箱(13)、油箱(14)。所述支撑框架(1)是一个结构物，承载着所有设备并使设备在里面运行。转盘(2)及其承载在其中的支架(3)、阻风板(4)、转盘轴(5)、轮子(7)是一个结构物的整体，转盘(2)整体置于支撑框架(1)的支撑面上，在风载的作用下旋转。支撑框架(1)设置多层结构。在每一层的支撑框架(1)的支撑面上，都设置一个转盘(2)整体。转盘(2)中心有一条垂直的转盘轴(5)。转盘轴(5)连接有齿轮箱(13)。支架(3)之间、支架(3)和转盘(2)之间是通过结构件来定位固定的，不是仅仅依靠材料的强度来支撑的。转盘(2)下面有轮子(7)、侧面或者其他位置安装有定位辅助轮子(7)、中心有轴，阻风板(4)置于支架(3)上，支架(3)安装在转盘(2)上，转盘轴(5)与齿轮箱(13)连接，液压泵(12)的旋转轴与转盘(2)中心的转盘轴(5)通过齿轮箱连接，所述蓄能器(10)通过油管(11)与液压泵(12)、油箱(14)、液压马达(9)等连接，通过蓄能器(10)蓄能稳压后输送给液压马达(9)稳定的能量。发电机(8)连接有液压马达(9)，液压马达(9)驱动发电机(8)稳定旋转而发电。转盘(2)安装至少二个支架(3)阻风板(4)；在所述转盘(2)的下面至少安装有3个对称轮子(7)，以便支持转盘(2)及其所载物的重量，在轮子(7)下面对应的位置有支撑框架(1)的承载平面，转盘(2)以转盘轴(5)为圆心，在风载的作用下旋转。导风板(6)内含有风向风力感应引导系统及驱动电机，由风向感应引导系统检测到风向和风力，向驱动电机发出指令，调整导风板(6)移动到支撑框架(1)边缘的适当位置，展开不同的面积，调节转盘(2)上阻风板(4)的受风条件。

在上述巨型垂直轴风力发电机组中，所述支撑框架(1)是有一定强度材料的结构物，可以多层设置安装设备，承载设备和结构重量，抵御恶劣环境影响。

在上述巨型垂直轴风力发电机组中，所述导风板(6)是有一定强度材料的结构物，可以调整转盘(2)上阻风板(4)的受风条件，使转盘(2)在最佳风压下旋转。还可以在恶劣气候下，在正面挡住强风对设备的破坏。