[实用新型]一种垂直轴叶轮模块及发电装置

说明书

本实用新型公开一种垂直轴叶轮模块和发电装置，所述叶轮模块包括支撑架和叶轮机构，所述叶轮机构包括一垂直转轴及呈辐射状均布安装在所述垂直转轴上的多个叶片组件；所述叶片组件包括组件框架，所述组件框架上设置有多个单元框，每个单元框上均安装有框门，所述框门仅能够沿顺时针方向开启或所述框门仅能够沿逆时针方法开启；所述垂直转轴竖直安装在所述支撑架上，所述垂直转轴顶端设置有上连接端，所述垂直转轴底部设置有下连接端。所述发电装置包括所述垂直轴叶轮模块。本实用新型垂直轴叶轮模块采用模块式设计，可以因地制宜的进行拼装，为高功率发电提供技术基础保证。叶片组件的设计，确保叶片受力面积更大，启动风速更小。

技术领域

本实用新型属于发电设备领域，涉及垂直轴发电装置用的垂直轴叶轮模块，以及使用该模块的发电装置。

背景技术

垂直轴风力发电机在风向改变的时候无需对风，相对于水平轴风力发电机是一大优势。垂直轴风力发电机以其受力情况合理、工作稳定、方便维修等优点在风力发电领域迅速推广，而发展大功率、超大功率风力发电机已经成为风力发电的趋势。

在浅海、海峡、海湾或河口一带，涨潮与退潮会引起较强的潮流，水流速度较高，可直接利用潮流前进的动能来推动水轮机发电，方法类似于风力发电机。风力机可用的形式基本上都可用于潮汐动能发电，比较典型的的是采用与水平轴风力机相似的结构与原理。

现有技术中，垂直轴风力发电机包括塔柱、套设在塔柱上的风轮以及置于塔柱上位于塔柱和风轮之间的发电机，所述风轮包括支撑轮及叶片，支撑轮由若干支撑杆组成，叶片与该支撑杆连接，支撑杆与发电机的转动件连接。风轮转动带动固定在塔柱上的发电机的转子转动发电。增大垂直轴风力发电机的发电功率的常规措施是增大风轮直径和增加风轮高度即增大叶片的长度，这些做法都有较大的局限性。风轮的直径越大，连接叶片的支撑杆长度也就需要做得越长，由于带有叶片的支撑杆为悬臂梁，支撑杆长度越长，使得叶片位置越容易偏斜，为了避免叶片的过度倾斜，就要将支撑杆的截面尺寸做得越来越大，而这会影响到风轮的气动性能，增大风阻力，也使得风轮的制造成本和制造难度大大提高，并且单纯增大风轮半径会降低风场面积的有效利用率，降低风力发电机装机密度，不能充分利用垂直轴风力发电机在高度方向上可以任取截风面积的优势；而增加叶片的长度，由于自然风具有高处较低处更大的特点，叶片过长使得叶片上下承受的风扭矩差增大，这会导致叶片承受较大的扭矩，很容易损坏，并且对发电机的配置也会带来很大困难。

发明内容

鉴于此，本实用新型目的在于提供一种受风面积大、有利于提高发电功率的垂直轴叶轮模块。本实用新型的另一目的在于提供一种受风面积大、发电功率高的发电机。

本实用新型的发明人通过长期的探索和尝试，以及多次的实验和努力，不断的改革创新，为解决以上技术问题，本实用新型提供的技术方案是，提供一种垂直轴叶轮模块，所述叶轮模块包括支撑架和叶轮机构，所述叶轮机构包括一垂直转轴及呈辐射状均布安装在所述垂直转轴上的多个叶片组件；所述叶片组件包括组件框架，所述组件框架上设置有多个单元框，每个单元框上均安装有框门，所述框门仅能够沿顺时针方向开启或所述框门仅能够沿逆时针方法开启；所述垂直转轴竖直安装在所述支撑架上，所述垂直转轴顶端设置有上连接端，所述垂直转轴底部设置有下连接端。

根据本实用新型垂直轴叶轮模块的一个实施方式，所述单元框为矩形框，由两竖框和两横框围合构成；所述单元框内安装有框门安装轴；所述框门包括轴管和分别位于轴管两侧的第一叶片和第二叶片，所述第一叶片和第二叶片之间的夹角为钝角；所述轴管套设在所述框门安装轴上。

根据本实用新型垂直轴叶轮模块的一个实施方式，所述框门安装轴平行于所述横框，并靠近上横框；所述横框上设置有前封闭部和后封闭部；所述第二叶片与所处单元框中下横框的前封闭部接触式配合，所述第一叶片与所处单元框中的上横框的后封闭部接触式配合。

根据本实用新型垂直轴叶轮模块的一个实施方式，所述框门安装轴与所述轴管之间还安装有轴套。