[发明专利]一种高空漂浮式垂直轴风力发电装置

说明书

本发明涉及一种高空漂浮式垂直轴风力发电装置，主要包括机器舱、支撑柱，上端连接法兰、下端连接法兰、螺旋桨、悬臂及电缆托盘，由于设有螺旋桨，可以实现整个风力发电装置的上下左右移动，在高空移动可以捕捉到合适的风力，借助螺旋桨实现发电装备的移动和收回地面，开辟了风电技术新的发展方向；由于悬臂分段制造，使得制造成本大幅下降，采用多排叶片和分段悬臂可实现叶轮外径的轻松外延，为实现机器的大功率和超大功率提供了可能性，本装置也为变速箱和发电机设计了空中浮力托起气艇，在高空工作时，不会阻挡城市风道，将会大幅度减少城市上空雾霾停留。

技术领域

本发明属于风力发电设备技术领域，具体涉及一种高空漂浮式垂直轴风力发电装置。

背景技术

百年以来，人类对风力资源的利用愿望，从未停止，风力发电便是其中最重要的项目。单机功率从开始的几十千瓦一直到现今突破亿万千瓦，取得了很大的进步。

但是，风电设备的发展也遇到了很大的困难，碰到瓶颈。目前的主流技术为水平轴风电装备，根据测试，风机叶片每增加10%，其功率可增加27%左右，因此，为了最求功率的不断提高，叶片的长度目前已经超过100米，也就是其旋转直径已经超越了200米，塔柱的高度也超越了100米。不难想象，如此大的设备其制造难度和成本必将大幅攀升，相应的运输，安装和维修成本也会大幅提高。

同时，风电装备为了寻找优势风力，不得不向山区和海上进军，增加了安装和维修难度，遇到极端天气，也会对设备造成损坏。

发明内容

本发明的目的是为解决上述问题，本申请提出一种高空漂浮式垂直轴风力发电装置，采用全漂浮的叶片和悬臂，为变速箱和发电机设计了空中浮力托起气艇，采用多排叶片和分段悬臂可实现叶轮外径的轻松外延，为实现机器的大功率和超大功率提供了可能性，并借助螺旋桨实现发电装备的移动和收回地面，开辟了风电技术新的发展方向。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：一种高空漂浮式垂直轴风力发电装置，包括机器舱、支撑柱，上端连接法兰、下端连接法兰及电缆托盘，所述上端连接法兰的上方设有悬浮装置，所述机器舱的中间位置处设有下端连接法兰，所述下端连接法兰与上端连接法兰之间设有支撑柱，所述支撑柱的外侧设有套筒，所述套筒与支撑柱之间设有轴承，所述轴承位于套筒的上下两端，所述套筒的上端设有上端盖，所述套筒的外侧连接悬臂，所述套筒的底部、轴承的外侧安装有齿轮，所述齿轮外侧安装有变速箱，所述变速箱外侧安装有发电机，所述发电机通过电缆与地面电站连接，所述机器舱的外侧安装有若干连接臂，每个所述连接臂上设有均螺旋桨轴，所述螺旋桨轴上设有螺旋桨叶片，所述机器舱的下方设有若干底部支撑。

进一步的：所述悬臂设有三个且与套筒的外侧通过连接网架刚性连接，每个悬臂上设有若干叶片，且叶片数量和大小均相同，所述叶片与悬臂内部均装有轻型气体胶囊。

进一步的：所述悬臂为网架结构且分段设计，每段悬臂之间通过铰链柔性连接，每段悬臂的内外两端长度相同，并设有蒙皮。

进一步的：所述叶片分为内侧叶片和外侧叶片，叶片的形状为里侧平直外侧圆弧。

进一步的：所述螺旋桨轴与螺旋桨叶片组成螺旋桨。

进一步的：所述电缆托盘的中心轴设有弹簧，电缆托盘外围填充轻型气体。

进一步的：所述轴承为径向推力轴承。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1.由于设有螺旋桨，可以实现整个风力发电装置的上下左右移动，在高空移动可以铺捉到合适风力，甚至可以上升到平流层，以确保机器随时、长时、不间断地稳定地工作；

2.由于悬臂分段制造，使得制造成本大幅下降，借助浮力，可以实现叶轮外径的大幅延伸，为制造超大功率设备开辟了途径；