[发明专利]带双聚风罩的大型垂直轴风力发电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种垂直轴风力发电机，属于风力发电机行业。

背景技术

现有技术多数用水平轴风力发电机，风能利用率低，极难大型化。现有技术5兆瓦的水平轴风力发电机在塔柱上的叶轮和发电机舱就重达430吨。设备复杂，维修量大。再做大风叶加长，受材料和技术制约很难做大；发电机舱内的发电机、增速机、轴承、刹车系统、冷却系统、润滑系统等装备全部需要重新设计和研制。水平轴风力发电机做到10Mw几乎是不可能的。

现有垂直轴风力发电机的发电效率低，多制造的是小型的垂直轴风力发电机，没有兆瓦级的大型垂直轴风力发电机。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种几十兆瓦级的大型垂直轴风力发电机，为人类高效利用风能资源提供全新的解决方案。

具体来说，本发明提供了一种带双聚风罩的大型垂直轴风力发电机，垂直轴上的风叶转笼的周边设有多个塔柱，塔柱上的横梁中心设有轴承和向心磁悬浮轴承以保证风叶转笼的旋转稳定。由于风是向一个方向运动，垂直轴的风叶有一半是顺风区，一半是逆风区，为使垂直轴风力发电机发电效率提高，就需要极大地减少逆风造成的负功，又要提高顺风的正功。本发明用聚风罩挡住逆风区的风减少逆风的负功，将风引向正功面积，增加正风量；将右侧的风叶转笼面积外的风也挡进正功的风叶上，提高风量，发出更大的电来。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种带双聚风罩的大型垂直轴风力发电机，垂直旋转的风叶转笼的周边有多个塔柱，每个塔柱上安装三层链轮，链条上安装左聚风罩和右聚风罩，增加进风量；所述的大型垂直轴风力发电机的风叶转笼顶端固定在多个塔柱顶端横梁中心的轴承及铷铁硼磁悬浮向心轴承上，底端固定在底面的轴承和平面铷铁硼磁悬浮上旋转，带动发电机发电，风叶转笼的旋转摩擦力极小；所述风叶转笼的周边设有多个独立而顶端相连的塔柱，以保证风叶转笼的中心稳定旋转；所述每个塔柱上安装有三个及三个以上的链轮，链轮由多排链条带动旋转，每个相对应的塔柱上的链轮等高，其中一个是主动链轮，主动链轮由蜗轮减速机或其他类型减速机带动，经多层链条使被动链轮转动，链轮旋转由风向仪和控制装置来开启或停止，被动链轮可以是短轴支撑，同一塔柱上的被动链轮必须保证是同轴；所述的左聚风罩和右聚风罩分别安装在多层链条上，左聚风罩向左挡住旋转半径的一半以上，将风叶转笼左方的风挡向顺风区，右聚风罩向右方伸出，将风叶转笼右方的风挡向顺风区，增加来风量；所述的聚风罩的其风挡支架间用斜十字支承杆支撑以保证风挡支架成水平状态，三个风挡支架在同一垂直平面上；所述聚风罩上用超高强聚乙烯机织布固定在风挡支架上，组成能改变风向的聚风罩；所述聚风罩上的布可以在强风时卷起，展开时由绳索拉出。

本发明提供的带双聚风罩的大型垂直轴风力发电机的风叶转笼的面积大，可利用风能大，左聚风罩和右聚风罩将逆风区的风能和旁边的风能全部引向做功的风叶上，产生超过一倍的风的动能来发电。风力发电机旋转轴稳定，加铷铁硼磁悬浮使旋转摩擦力很小，发电能力更大。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

图1显示的是根据本发明的一个具体实施例的俯视剖面示意图。

图2显示的是根据本发明的聚风罩的安装示意图。

图1中(1)是风叶转笼，图1中(2)是外立柱，图1中(3)是链轮轴支撑轴承，图1中(4)是被动链轮，图1中(5)是双排链条，图1中(6)是风挡支撑，图1中(7)是右风挡架，图1中(8)是右风挡伸缩支撑管，图1中(9)是右风挡布，图1中(10)是右风挡布卷，图1中(11)是左风挡布，图1中(12)是左风挡架，图1中(13)是左风挡伸缩支撑管，图1中(14)是主动链轮。

图2中(15)是风挡架，图2中(16)是风挡十字支撑杆，图2中(17)是双排链条，图2中(18)是双排链轮，图2中(19)是轴支架，图2中(20)是链轮轴，图2中(21)是外立柱。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

根据本发明的一个具体实施例的风叶转笼直径80米，高100米，外设6个或8个外立柱，立柱顶端的横梁中心安装向心铷铁硼磁悬浮轴承和轴承，使风叶转笼顶端稳定旋转，风叶转笼下端安装圆环式轴向铷铁硼磁悬浮轴承承重。每个外立柱上安装3层双排链轮，链轮上的链条上安装聚风罩，左聚风罩将风叶转笼逆风面的风引向顺风面，右聚风罩将风叶转笼外侧的风引向顺风面，使顺风面的风叶的风量增大一倍以上。上述装置可制造50Mw的垂直轴风力发电机。