[发明专利]用于垂直轴涡轮风力发电装置的多功能中心支撑轴

说明书

本发明提供一种用于垂直轴涡轮风力发电装置的多功能中心支撑轴，包括支撑轴体、中心支撑轴底板、连接体安装件、斜拉杆、顶部双翼连接板加强吊架；中心支撑轴底板设置在支撑轴体的底端；连接体安装件设置在支撑轴体侧壁上；顶部双翼连接板加强吊架设置在支撑轴体的顶端；斜拉杆一端与支撑轴体的侧壁固定连接，另一端适于与涡轮转子连接体固定连接，斜拉杆为刚性杆。本发明提供的用于垂直轴涡轮风力发电装置的多功能中心支撑轴，能够将涡轮转子的各层悬吊在支撑轴体的四周，保证涡轮转子的垂直度，能够给风力发电机组带来高效，大功率，稳定运行的保证，并且具有易于生产、运输和安装的优点。它是一个名副其实的多功能中心支撑轴。

技术领域

本发明涉及风力发电设备技术领域，尤其涉及一种用于垂直轴涡轮风力发电装置的多功能中心支撑轴。

背景技术

由于近几年三叶式水平轴风力发电装置的快速向低风速区域的转移，适应低风速风资源状况，并同时向着大功率化，海上风电的方向快速推进，使之三叶式水平轴风力机的发展已接近极限，并受着贝茨定律的风能转换系数的最大极限值的限制，很难再继续往大功率方向突进。

而垂直轴涡轮风力发电冲出了贝茨定律的束缚，以一种新型的透平理论模式在快速发展。它相对三叶式水平轴风力发电具有很多优势：发电机、齿轮箱等大重量的设备置于整个机组的最下层，使之机组重心下移，运行平稳而安全度高；可接受任何方向来风，无需偏航装置，降低了“对风损失”和“疲劳损耗”，采用了动叶和导向叶片的紧密配合的最佳运转模式，风能转换系数高；采用变桨集风机构可制造大功率机组等等，因此，垂直轴涡轮风力发电发展迅速。

但是，在垂直轴涡轮风力机向大功率发展，必然地要加大垂直轴涡轮风力发电的涡轮转子的受风直径，如果垂直轴涡轮风力的发电机组大到50MWh，其转子直径要达到近50m。这个庞大的涡轮转子需要一个强大的支撑体，同时还要解决强大的功率如何传递给发电机组，这就需要设置强大的功率传递轴系，这个传递功率的轴系将涡轮转子发出的机械功率传递给发电机，将机械能转换成电能，所以这个轴系是一个和涡轮转子同步转动体。

随着垂直轴涡轮风力发电机组单机功率的加大，涡轮转子的高度也在快速增高，要想使涡轮转子能够平稳安全运行，必须保证涡轮转子的垂直度，也需要一个保证涡轮转子垂直度的中心支撑轴。

发明内容

本发明提供一种用于垂直轴涡轮风力发电装置的多功能中心支撑轴，用以解决现有技术中如何保证涡轮转子的功率安全平稳传输的问题。

本发明提供一种用于垂直轴涡轮风力发电装置的多功能中心支撑轴，包括：支撑轴体、中心支撑轴底板、连接体安装件、斜拉杆、顶部双翼连接板加强吊架；

所述中心支撑轴底板设置在所述支撑轴体的底端，所述中心支撑轴底板适于与中心滚轮支撑推力轴承的上盖板固定连接；

所述连接体安装件设置在所述支撑轴体侧壁上，用于与涡轮转子连接体固定连接；

所述顶部双翼连接板加强吊架设置在所述支撑轴体的顶端，且适于与靠近所述支撑轴体的顶端的所述涡轮转子连接体连接；

所述斜拉杆一端与所述支撑轴体的侧壁固定连接，另一端适于与所述涡轮转子连接体固定连接，所述斜拉杆为刚性杆。

根据本发明提供的一种用于垂直轴涡轮风力发电装置的多功能中心支撑轴，所述支撑轴体包括至少两个轴体段，所述轴体段一端设置有下内连接法兰，另一端设置有上内连接法兰，所述支撑轴体之间首尾相接，且相邻支撑轴体之间通过所述下内连接法兰、上内连接法兰相互连接。

根据本发明提供的一种用于垂直轴涡轮风力发电装置的多功能中心支撑轴，所述连接体安装件包括上部双层法兰连接板和底部单层法兰连接板；所述上部双层法兰连接板和所述底部单层法兰连接板分别设置在所述支撑轴体上，所述上部双层法兰连接板适于连接双层结构的所述涡轮转子连接体，所述底部单层法兰连接板适于连接单层结构的所述涡轮转子连接体。