[发明专利]垂直轴风力发电结构

说明书

技术领域

本发明涉及风能发电领域，具体地说是一种垂直轴风力发电结构。

背景技术

风的产生是由于太阳将地表的空气加温，空气受热膨胀变轻而往上升，热空气上升后，低温的里空气就从四周横向流入，因而形成空气的流动，这就是风。风力发电是由空气流动时产生的风压，借由空气的气动力作用(包括升力及阻力)，推动风力机的叶片旋转，进而带动发电机转动进而转换成电能。尽管风力发电机多种多样，但归纳起来可分为两类：①水平轴风力发电机，风轮的旋转轴与风向平行；②垂直轴风力发电机，风轮的旋转轴垂直于地面或者气流的方向。

水平轴风力发电机由风叶轮、变速箱、加速齿轮箱、发电机、偏移装置、控制系统、塔架等部件所组成。风叶轮的作用是将风能转换为机械能，它是由气体流动性能良好的叶片装在轮轴上所组成，低速转动的风叶轮通过传动系统经由加速齿轮箱来增速，将动力传导给发电机。上述这些组件都安装在机舱内，整个机舱由高大的塔架支撑，由于风向会经常改变，为了有效地利用风能，必须要有自动迎风的装置，根据风向感测仪测得的风向信号，再由控制器来控制偏移电机，驱动小齿轮去推动塔架上的大齿轮，使整个机舱借由此自动控制的系统，来保持正确的迎风面。

水平式风机的发电机轴承平行于风向，也就表示其叶片与风向垂直，所以采用升力型叶片，能比垂直轴风机的推力型叶片撷取更大风能，因此水平风力发电机就必须能360度旋转以追逐风向。其叶片形式有单叶、双叶、三叶及四叶。单叶及双叶的转速通常较快，齿轮比较低，但是叶片在上下区域的变动较大，容易衍生疲劳负荷，且动态视觉、叶片平衡及输出效率较差。四叶虽然输出效率最高，但是在成本考量上仍是以三叶片最佳，因此三叶片形式的水平风机为目前最常见机种。另以其旋翼座向又可分为上风型及下风型两种。

水平式风机的最大优点为输出效率高，但缺点为扫风面积(叶片动态360度垂直投影面积)大、成本及维修费用高及噪音大。

垂直轴风力发电机具有不用对风向，无噪音，安全性高等诸多优点，是未来风力发电机发展的一个重要方向。现有的垂直轴风力发电机一般都是由叶片、传动系统、发电机等关键部件组成，通过传动系统将风力发电机叶片上的转矩输入到发电机的主轴上，带动发电机主轴转动，进而发电。整个发电机系统的效率不高，整机的结构也不够紧凑。

申请号为2014102026684的发明专利公开了一种垂直轴风力发电机，包括支撑架，设置在支撑架上的中心轴，安装在中心轴上的风轮，风轮是内、外叶片嵌套的双层结构，并以中心轴为圆心同心设置，内叶片置于外叶片围成的中心腔内，内叶片为升力型，外叶片为阻力型，内叶片通过超越离合器和中心轴连接，内叶片上设有线圈，外叶片上固定有永磁铁，内、外叶片绕中心轴沿相反的方向相对转动。该垂直轴风力发电机结构复杂，需要转动方向相反的内、外叶片双层结构来提高发电机效率，造价高的同时，为了防止风力发电机运行过程中内、外叶片发生同向转动，用超越离合器来连接内叶片和中心轴，保证风力发电机在正常工作时内叶片只能单向转动。为了防止风速高于设计风速时，风力发电机遭到破坏，还需要另外设置电磁离合器和转速传感器。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种风能利用率高、抗强风的垂直轴风力发电结构。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：垂直轴风力发电结构，包括风轮，所述风轮包括固定主轴、活动主轴、加强板和叶片轴组；

所述活动主轴套设在固定主轴外；

所述加强板为圆盘状，所述活动主轴穿过所述加强板的圆心，所述加强板固定在活动主轴上；

所述加强板设有两个以上，每两个加强板之间可转动地连接有多组叶片轴组，所述叶片轴组均匀环绕在活动主轴周围；

所述叶片轴组包括叶轮片和叶轮片轴，所述叶轮片固定在所述叶轮片轴上，所述叶轮片轴与加强板可转动地连接。

本发明的有益效果在于：在风力推动下，不仅叶片轴组绕着固定主轴转动，叶轮片也绕着叶轮片轴转动，风能利用率高且结构简单、可抗强风。

附图说明

图1为本发明实施例垂直轴风力发电结构未安装最上方的加强板时的俯视图。

图2为本发明实施例垂直轴风力发电结构的立体图。

标号说明：

1、风轮；11、固定主轴；12、活动主轴；13、加强板；14、叶片轴组；141、叶轮片；142、叶轮片轴；15、压条；151、第一压条；152、第二压条；2、底座。

具体实施方式