[发明专利]分段式风机主轴组件及垂直轴风力发电机

说明书

本发明公开了一种制造难度及强度要求较低、制造成本低、推力易于调整、旋转顺畅、检修方便的分段式风机主轴组件及垂直轴风力发电机。分段式风机主轴组件(11)包括至少两个分段主轴(30)、A型一字联轴器(40)、分段连接轴(50)，所述分段主轴(30)的底部设有一字联轴器榫头(31)、顶部设有圆盘联轴器(32)，上下两个所述分段主轴(30)连接时，所述分段连接轴(50)下部通过B型一字联轴器(52)与位于下方的所述分段主轴(30)的所述圆盘联轴器(32)相连接，所述分段连接轴(50)上部与所述A型一字联轴器(40)的底部相连接，所述A型一字联轴器(40)上部通过一字联轴器固定销套件(41)与位于上方的所述分段主轴(30)的所述一字联轴器榫头(31)相连接。本发明广泛应用于风力发电领域。

技术领域

本发明涉及一种分段式风机主轴组件；本发明还涉及一种垂直轴风力发电机。

背景技术

风力发电是清洁能源的一种，目前在风资源多的环境应用广泛。风力发电设备从结构上分为：风轮的旋转轴与风向平行的水平轴风力发电系统，风轮的旋转轴垂直于地面或者气流的方向的垂直轴风力发电机。目前水平轴风力发电已经发展到15兆瓦，其塔架高度超过200米，叶轮直径超过180米，这对于大型风力发电的设计、安装、维护和可靠性都提出了巨大的挑战。在陆上，由于叶片过长导致运输困难，使得陆上风机功率增加受限制；对于海上风机，在台风等极端天气情况下，会对高耸的风塔与叶片造成不可逆的破坏。

由于垂直轴风力发电机在风向改变的时候无需对风，在这点上相对于水平轴风力发电系统是一大优势，它不仅使结构设计简化，而且也减少了风轮对风时的陀螺力。垂直轴风力发电机分为阻力型与升力型，阻力型对风能的利用率低，而不能用于大型风力发电的设计，升力型叶片可利用空气的升力来驱动，风能利用率高。现有的垂直轴大功率风力发电系统不如水平轴风机普及的原因之一是功率越大，叶片越大，叶片的重量使得悬臂梁结构难以大型化。因此现有的垂直轴风力发电机效率相对低。

传统的大型兆瓦级风力发电系统造型多以水平轴型为主，由于推力的要求，它的风叶就要求做的很大、很长，一般都在30～50米左右，垂直轴发电机的轴心是以风叶长度为半径的圆心，加上风叶叶尖离地面的安全留高，发电机塔座要建到50～70米高度，因此整体设备高度基本都在100米以上；而且由于风叶的旋转，对所在空域的鸟类、飞行器等造成很大的安全隐患，对环境的生态平衡造成很大威胁；另外，由于结构形式的问题，一旦系统任何部位出现故障，整体设备就要停止运行，不仅造成发电损失，而且维修非常困难，运行维护成本很高。

传统的风力发电机的主轴都是单根一体式主轴，因此需要将主轴做的尺寸很大，制造难度及强度要求高，制造成本高；而且风叶组件对主轴的推力容易不均匀，易使主轴旋转不顺畅；且检修和维护时，整体必须停机。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种制造难度及强度要求较低、制造成本低、推力易于调整、旋转顺畅、检修方便的分段式风机主轴组件。

本发明还提供一种垂直轴风力发电机。

本发明的分段式风机主轴组件所采用的技术方案是：本发明的分段式风机主轴组件包括至少两个分段主轴、A型一字联轴器、分段连接轴，所述分段主轴的底部设有一字联轴器榫头、顶部设有圆盘联轴器，上下两个所述分段主轴连接时，所述分段连接轴下部通过B型一字联轴器与位于下方的所述分段主轴的所述圆盘联轴器相连接，所述分段连接轴上部与所述A型一字联轴器的底部相连接，所述A型一字联轴器上部通过一字联轴器固定销套件与位于上方的所述分段主轴的所述一字联轴器榫头相连接。

所述分段连接轴的周边设有支撑梁，所述支撑梁通过锥形轴承将所述分段连接轴支撑固定。