一种大型垂直轴风力发电装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种大型垂直轴风力发电装置，它包括垂直轴风机、若干台压缩气体生产装置、储气罐、气体增压器以及汽轮发电机；本实用新型专利技术弧面叶片组受风面积大，阻力因有漏风处相对较小；叶片固定不用变桨，易于制作，可在25m/s以上的风速环境中继续发电；压缩空气只在压力恒定下发电，发电的电压电流稳定；齿轮变速盘结构技术成熟，易于生产制作；发电过程中产生的余气设计其再次吹向低端的风叶，减少能量的损耗，最大限度的利用风能资源；电加热系统能完整的保证压缩气体生产装置和储气罐在要求的压力参数下工作；因能够储存能量，可在无风情况下延时发电。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种发电装置，尤其涉及一种大型垂直轴风力发电装置。
技术介绍
中国专利文献授权公告号CN101737270B，专利权人“济南高新开发区中泰环保技术开发中心”，授权公告日：2011年9月7日，公开了“一种特大型垂直轴风力发电装置，包括固定在地面上的塔架以及稳固塔架的横梁，在上下横梁中心通过上轴承架和下轴承架垂直设置动力旋转轴，旋转轴的底端通过大盘齿轮连接发电机离合器，发电机通过电缆与变电室相连，其特征在于：围绕旋转轴设置1～10层多元一体的无阻力风轮机构，每层以旋转轴为轴心等角度、对称地设置1～5个由上横杆、下横杆和框架立撑组成的弧形框架，在每个弧形框架内的左右两翼分别通过上轴、下轴及叶片轴套安装1～5个活动风叶，弧形框架内的活动风叶偏纵向中心线安装，叶片轴线的一侧长度大于另一侧长度，在活动风叶与弧形框架接触处设有叶片挡块及叶片开启控制机构，弧形框架的外端边之间由固定杆相连接；发电机离合器连接发电量控制调节装置；本技术发电量大，阻力小，发电总量可达3000kW以上，而且自身重量比较轻，运行安全稳定，维护简单方便，使用寿命长，可以在河滩、海岸、山顶等区域安装使用”。但该专利还是存在如下问题：1、其产品在内蒙古实际运转时，由于风向不是一成不变，当高速风吹来时，旋转轴上的活动叶片很难正对风向将风兜住，没有最大化利用风能，大量的风只是用来吹动活动叶片转动，大量的风能被浪费掉；2、当瞬间巨风吹来，活动叶片会加速转动，撞向叶片挡块，瞬间的冲击力会造成叶片的损毁；3、由于其活动叶片具有特殊结构，这样的叶片制作工艺繁琐要求高，成品不易；4、该装置只是在旋转轴上被动的安装了制动限速装置，风能没有转化为电能，却被摩擦力消耗掉，使风能浪费掉，制动限速装置会对旋转轴造成损害，且制动限速装置只能在一定的风速条件下其作用，在遭遇巨风的情况下，只能彻底停止风力发电机运转，没有持续运转发电的能力；5、该装置由于在超过一定风速下不能工作，无风时也不能工作，只能靠有利的风速发电，即间续发电，工作效率低；6、该装置是直接发电，电流电压控制控制困难，当瞬间风力过大，旋转轴转速过高时，瞬间的发电机产生的电流强度和电压强度陡升，这样发出的电会对并网设备造成冲击，损坏并网设备，造成生产安全隐患；7、发电环境一般都很恶劣，常常会出现低温环境，该设备在低温环境下，发电的输出量会由于低温造成不稳定。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种大型垂直轴风力发电装置，其大幅度提高了单台机组装机容量，发电量稳定、输出电压稳定，不需要滤波、整流，可以空间交错层叠布置，更能够有效的利用风场的有限空间。为解决上述技术问题，本技术采用下述技术方案：一种大型垂直轴风力发电装置，它包括垂直轴风机、若干台压缩气体生产装置、储气罐、气体增压器以及汽轮发电机；所述垂直轴风机包括主轴、至少一个轮辐式主齿轮、至少三个从动齿轮、至少三组叶片水平限位固定装置、弧面叶片组、风机支撑底座；主轴下部套接有至少一个轮辐式主齿轮，轮辐式主齿轮下面的主轴周向通过轴承连接有风机支撑座，轮辐式主齿轮周向均匀啮合有至少三个从动齿轮，该从动轮下端固定于风机支撑座上，从主轴上端至最上端的轮辐式主齿轮之间的主轴上，均匀套接固定有至少三组叶片水平限位固定装置，弧面叶片组垂向均匀穿设固定于每组叶片水平限位固定装置中，叶片水平限位固定装置的作用是保证弧面叶片在转动过程中在长度方向不产生震动，从而损耗风能，也避免叶片震动损伤叶片；至少一台压缩气体生产装置可离合的啮合于垂直轴风机的每个从动齿轮上，压缩气体生产装置下端对应从动齿轮固定于风机支撑座上，压缩气体生产装置的作用是把风能转化为压缩空气能，储存在储气罐内，当达到设定的压力值后向汽轮发电机输出发电，由于可设置很多储气罐进行储气，即使没有风吹动风机叶片转动，由于预先存储很多压缩空气，在无风情况下，汽轮发电机依然可以延时发电；储气罐通过管路以及管路上的单向截止阀门与每台压缩气体生产装置连通，储气罐的作用是保证向汽轮发电机输出的气体达到一定输出压力值，也能达到不靠天气，在无风状态是延时发电的目的，还可达到先将风能储存，在需要发电时利用储气罐内的压力气体发电的目的，现有的风力发电设备只能靠天发电，无风或者巨风都不能发电，即使风力达到发电要求，由于电厂的种种原因，不需要发电时，就只能停机，使得风能资源白白浪费；本技术减少靠天发电可能，先储气，在无风时可延时继续发电，保持发电的连续性，在遇到电厂不需要发电时，虽不发电但可继续驱动风机利用风能，将风能转换为压缩气能储存，充分利用了风能；汽轮发电机的进气口通过管路以及管路上的单向截止阀门与储气罐连通，靠近汽轮发电机的管路上连接有气体增压器，气体增压器用以保障汽轮发电机获得足够的气体输入流量，汽轮发电机发电的优势在于，发电的电压电流稳定，不会对并网设备造成电流冲击，易于并网。所述垂直轴风机的风机支撑座包括环形支撑平面、水平支撑臂和垂向支撑桩，环形支撑平面的数量与轮辐式主齿轮的数量匹配，每个环形支撑平面设置于对应的轮辐式主齿轮下方，以支撑与该层轮辐式主齿轮对应啮合的从动齿轮以及支撑对应设置的若干压缩气体生产装置，环形支撑平面的下表面的周向和外缘的周向固定有垂向支撑桩，水平支撑臂以放射状固定于套接在主轴的轴承外侧壁周向上，水平支撑臂的另一端固定于垂向支撑桩上；所述垂直轴风机的从动齿轮，为一体构成的两层齿轮，上层齿轮直径大于下层齿轮直径，且上层齿轮为直齿，上层齿轮与轮辐式主齿轮之间为直齿圆柱齿轮传动，下层齿轮为曲线齿，下层齿轮与可离合的压缩气体生产装置的曲线齿之间为双曲面齿轮传动；所述垂直轴风机的每组叶片水平限位固定装置包括五个同心环和三至五个同心环水平连接加强筋，该五个同心环由内向外依次为第一同心环、第二同心环、第三同心环、第四同心环和第五同心环，三至五个同心环水平连接加强筋一端均匀分布固定于第一同心环外侧壁周向上，三至五个同心环水平连接加强筋另一端分别穿过第二同心环、第三同心环和第四同心环固定于第五同心环的内侧壁上，相邻的两同心环之间的间距相等；第五同心环外侧壁周向均匀开设有水平向透风斜孔，透风斜孔在水平方向是带有倾斜角度的，其本身增加了装置的受风面积，当风吹向受风孔，风叶固定连接环由于风阻从而产生转动力带动风叶转动，最大限度的吸收了大自然的风能，穿过透风孔的风向前继续吹向弧面风叶，可进一步利用风能；所述垂直轴风机的弧面叶片组包括三至五组弧面叶片，每组弧面叶片由内向外依次由第一叶片、第二叶片、第三叶片和第四叶片共四个长条形弧面叶片构成，该长条形弧面叶片均平行于主轴设置，每个长条形弧面叶片的横截面为弧形，每组长条形弧面叶片远离主轴的弧面长边均固定于每组对应的一个同心环水平连接加强筋与除第一同心环以外其余同心环的交点处，第一叶片弧面长边的另一端均固定于每组叶片水平限位固定装置的第一同心环对应的外侧壁处，第二叶片、第三叶片和第四叶片弧面长边的另一端分别固定于每组叶片水平限位固定装置的第二同心环、第三同心环和第四同心环上，且每组的第一叶片、第二叶片、第三叶片和第四叶片的靠近轴心的弧面长边的延长面均交汇于主轴的轴心处，这样结构的每组叶片增加了叶片的受风面积，兜风性能强，每组的第二、第三、第四叶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大型垂直轴风力发电装置，它包括垂直轴风机(1)、若干台压缩气体生产装置(2)、储气罐(3)、气体增压器(4)以及汽轮发电机(5)；其特征在于：所述垂直轴风机(1)包括主轴(11)、至少一个轮辐式主齿轮(12)、至少三个从动齿轮(13)、至少三组叶片水平限位固定装置(14)、弧面叶片组(15)、风机支撑底座(16)；主轴(11)下部套接有至少一个轮辐式主齿轮(12)，最上面轮辐式主齿轮(12)下面的主轴(11)周向通过轴承(111)连接有风机支撑底座(16)，每个轮辐式主齿轮(12)周向均匀啮合有至少三个从动齿轮(13)，该从动齿轮(13)下端固定于风机支撑底座(16)上，从主轴(11)上端至最上端的轮辐式主齿轮(12)之间的主轴(11)上，均匀套接固定有至少三组叶片水平限位固定装置(14)，弧面叶片组(15)垂向均匀穿设固定于每组叶片水平限位固定装置(14)中；至少一台压缩气体生产装置(2)可离合的啮合于垂直轴风机(1)的每个从动齿轮(13)上，压缩气体生产装置(2)下端对应从动齿轮(13)固定于风机支撑底座(16)上；储气罐(3)通过管路以及管路上的单向截止阀门(31)分别与每台压缩气体生产装置(2)连通；汽轮发电机(5)的进气口(51)通过管路以及管路上的单向截止阀门(31)分别与储气罐(3)连通，靠近汽轮发电机(5)的管路上连接有气体增压器(4)。...

【技术特征摘要】
1.一种大型垂直轴风力发电装置，它包括垂直轴风机(1)、若干台压缩气体生产装置(2)、储气罐(3)、气体增压器(4)以及汽轮发电机(5)；其特征在于：所述垂直轴风机(1)包括主轴(11)、至少一个轮辐式主齿轮(12)、至少三个从动齿轮(13)、至少三组叶片水平限位固定装置(14)、弧面叶片组(15)、风机支撑底座(16)；主轴(11)下部套接有至少一个轮辐式主齿轮(12)，最上面轮辐式主齿轮(12)下面的主轴(11)周向通过轴承(111)连接有风机支撑底座(16)，每个轮辐式主齿轮(12)周向均匀啮合有至少三个从动齿轮(13)，该从动齿轮(13)下端固定于风机支撑底座(16)上，从主轴(11)上端至最上端的轮辐式主齿轮(12)之间的主轴(11)上，均匀套接固定有至少三组叶片水平限位固定装置(14)，弧面叶片组(15)垂向均匀穿设固定于每组叶片水平限位固定装置(14)中；至少一台压缩气体生产装置(2)可离合的啮合于垂直轴风机(1)的每个从动齿轮(13)上，压缩气体生产装置(2)下端对应从动齿轮(13)固定于风机支撑底座(16)上；储气罐(3)通过管路以及管路上的单向截止阀门(31)分别与每台压缩气体生产装置(2)连通；汽轮发电机(5)的进气口(51)通过管路以及管路上的单向截止阀门(31)分别与储气罐(3)连通，靠近汽轮发电机(5)的管路上连接有气体增压器(4)。2.根据权利要求1所述的一种大型垂直轴风力发电装置，其特征在于：所述垂直轴风机(1)的风机支撑底座(16)包括环形支撑平面(161)、水平支撑臂(162)和垂向支撑桩(163)，环形支撑平面(161)的数量与轮辐式主齿轮(12)的数量匹配，每个环形支撑平面(161)设置于对应的轮辐式主齿轮(12)下方，环形支撑平面(161)的下表面的周向和外缘的周向固定有垂向支撑桩(163)，水平支撑臂(162)以放射状固定于套接在主轴(11)的轴承(111)外侧壁周向上，水平支撑臂(162)的另一端分别固定于一个垂向支撑桩(163)上；所述垂直轴风机(1)的从动齿轮(13)，为一体构成的两层齿轮，上层齿轮(131)直径大于下层齿轮(132)直径，且上层齿轮(131)为直齿，上层齿轮(131)与轮辐式主齿轮(12)之间为直齿圆柱齿轮传动，下层齿轮(132)为曲线齿，下层齿轮(132)与可离合的压缩气体生产装置(2)的从动曲线齿轮之间为双曲面齿轮传动；所述垂直轴风机(1)的每组叶片水平限位固定装置(14)包括五个同心环(141)和三至五个同心环水平连接加强筋(142)，该五个同心环(141)由内向外依次为第一同心环、第二同心环、第三同心环、第四同心环和第五同心环，三至五个同心环水平连接加强筋(142)一端均匀分布固定于第一同心环外侧壁周向上，三至五个同心环水平连接加强筋(142)另一端分别穿过第二同心环、第三同心环和第四同心环固定于第五同心环的内侧壁上，相邻的两同心环之间的间距相等；第五同心环外侧壁周向均匀开设有水平向透风斜孔(14...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘金怀，
申请(专利权)人：刘金怀，
类型：新型
国别省市：河北;13