一种节能助力的垂直轴风力发电系统技术方案

本发明专利技术公开了一种节能助力的垂直轴风力发电系统。本发明专利技术包括基座(1)、风机塔立柱(2)、风机塔重檐(3)、风机塔顶(4)并构成风机塔，最下层为发电机室(10)，其余层为风机层(20)，还包括发电机冷却液储罐(90)、冷却液泵(91)、散热器(92)依次连接形成冷却液循环回路，各风机层(20)设有垂直轴风力发电系统风叶组件(5)，各风机层(20)底面设有通风口(21)，散热器(92)设置于发电机室(10)的顶部，发电机(15)产生的热量通过冷却液携带至散热器(92)处散发，将此处的空气加热，空气受热后形成向上的升力，并依次经过各风机层(20)形成向上的气流对流循环，助力各组垂直轴风力发电系统风叶组件(5)的运转。本发明专利技术广泛应用于风力发电领域。

A vertical axis wind power generation system with energy saving and assistance

【技术实现步骤摘要】
一种节能助力的垂直轴风力发电系统
本专利技术涉及一种垂直轴风力发电系统。
技术介绍
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系统。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系统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。垂直轴风力发电系统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系统效率相对低。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。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种发电效率高的节能助力的垂直轴风力发电系统。本专利技术所采用的技术方案是：本专利技术包括基座、至少一组风机塔立柱、至少一个风机塔重檐、风机塔顶并构成具有至少两层的风机塔，其中最下层为发电机室，其余层为风机层，所述发电机室内设有至少一个发电机，各所述风机层均设有一组垂直轴风力发电系统风叶组件，各所述风机层的底面均设有通风口，所述节能助力的垂直轴风力发电系统还包括发电机冷却液储罐、冷却液泵、散热器，所述散热器设置于所述发电机室的顶部，所述发电机冷却液储罐、所述冷却液泵、所述散热器依次相连接形成冷却液循环回路，所述垂直轴风力发电系统风叶组件带动所述发电机发电，所述发电机产生的热量通过冷却液携带至所述散热器处散发，将此处的空气加热，空气受热后形成向上的升力，并依次经过各所述风机层形成向上的气流对流循环，助力各组所述垂直轴风力发电系统风叶组件的运转。所述风机层至少有两层，各组所述垂直轴风力发电系统风叶组件自下向上通过风机主轴组件依次相连接形成多层式风叶，所述多层式风叶带动所述发电机发电。所述风机主轴组件包括若干个分段主轴、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。所述垂直轴风力发电系统风叶组件包括若干组风叶支架、若干个风机风叶，所述风叶支架与所述分段主轴相固定连接并沿周向均布，所述风机风叶纵向布设并与所述风叶支架相固定连接。所述分段主轴上设有若干组T型沟槽，所述风叶支架包括支架本体、支架连接板，所述支架连接板上设有螺栓孔，若干个T型螺栓设置于所述T型沟槽内，并穿过螺栓孔后连接固定。所述风机风叶上设有皮膜风兜，以增大兜风面积。所述节能助力的垂直轴风力发电系统还包括风机齿轮盘，所述风机齿轮盘位于所述发电机室中心，并与所述风机主轴组件相固定连接，位于所述发电机室内的各所述风机塔立柱上均设有指向中心方向的齿轮盘承载臂，所述齿轮盘承载臂上设有齿轮盘轨道轮、前端设有齿轮盘承载轮，所述齿轮盘轨道轮的转轴竖置设置，所述齿轮盘轨道轮与所述风机齿轮盘的外缘侧壁适配转动，以对所述风机齿轮盘进行周向限位，所述齿轮盘承载轮的转轴水平设置指向中心，所述齿轮盘承载轮与所述风机齿轮盘的外缘底部适配转动，以对所述风机齿轮盘进行承托。所述风机齿轮盘的底部设有环形齿轮，各所述发电机均依次连接发电机变速箱、发电机离合器、发电机传导齿轮，所述发电机传导齿轮与所述环形齿轮相啮合传动，在受到风力时，各组所述垂直轴风力发电系统风叶受力转动，通过所述风机主轴组件带动所述风机齿轮盘转动，通过所述环形齿轮使得各所述发电机传导齿轮依次通过所述发电机离合器、所述发电机变速箱将动力传递到各所述发电机，使得所述发电机运转发出电能。所述风机塔重檐、所述风机塔顶的上表面敷设琉璃瓦式光伏发电组件。所述风机塔顶上设有避雷针、用于传送和接收移动通信信号的通讯天线、高度警示灯。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：由于本专利技术包括基座、至少一组风机塔立柱、至少一个风机塔重檐、风机塔顶并构成具有至少两层的风机塔，其中最下层为发电机室，其余层为风机层，所述发电机室内设有至少一个发电机，各所述风机层均设有一组垂直轴风力发电系统风叶组件，各所述风机层的底面均设有通风口，所述节能助力的垂直轴风力发电系统还包括发电机冷却液储罐、冷却液泵、散热器，所述散热器设置于所述发电机室的顶部，所述发电机冷却液储罐、所述冷却液泵、所述散热器依次相连接形成冷却液循环回路，所述垂直轴风力发电系统风叶组件带动所述发电机发电，所述发电机产生的热量通过冷却液携带至所述散热器处散发，将此处的空气加热，空气受热后形成向上的升力，并依次经过各所述风机层形成向上的气流对流循环，助力各组所述垂直轴风力发电系统风叶组件的运转；本专利技术突破了本领域现有技术的固有思维，克服了现有技术的缺陷和不足，将发电机的冷却液系统的容量与空气进行热交换来加热所述发电机室顶部区域的空气，此区域的空气受热后会形成一个向上的升力，通过各所述通风口向上，该升力可以助力风机的运转，有助于发电机热量尽快散失，提高总体发电效率，而且还具有节能效果，提高系统效率、效益和收益；故本专利技术的发电效率高，是一种风、光一体互补的节能助力的垂直轴风力发电系统。附图说明图1是本专利技术实施例的整体结构示意图；图2是本专利技术实施例的发电机室内的平面布置结构示意图；图3是本专利技术实施例的风机齿轮盘的安装组件的结构示意图；图4是本专利技术实施例的分段主轴的结构示意图；图5是本专利技术实施例的分段主轴在风机层间分段连接的结构示意图；图6是本专利技术实施例的风叶支架与分段主轴连接的侧面结构示意图；图7是本专利技术实施例的风叶支架与分段主轴连接的俯视断面结构示意图；图8是本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种节能助力的垂直轴风力发电系统，其特征在于：包括基座(1)、至少一组风机塔立柱(2)、至少一个风机塔重檐(3)、风机塔顶(4)并构成具有至少两层的风机塔，其中最下层为发电机室(10)，其余层为风机层(20)，所述发电机室(10)内设有至少一个发电机(15)，各所述风机层(20)均设有一组垂直轴风力发电系统风叶组件(5)，各所述风机层(20)的底面均设有通风口(21)，所述节能助力的垂直轴风力发电系统还包括发电机冷却液储罐(90)、冷却液泵(91)、散热器(92)，所述散热器(92)设置于所述发电机室(10)的顶部，所述发电机冷却液储罐(90)、所述冷却液泵(91)、所述散热器(92)依次相连接形成冷却液循环回路，所述垂直轴风力发电系统风叶组件(5)带动所述发电机(15)发电，所述发电机(15)产生的热量通过冷却液携带至所述散热器(92)处散发，将此处的空气加热，空气受热后形成向上的升力，并依次经过各所述风机层(20)形成向上的气流对流循环，助力各组所述垂直轴风力发电系统风叶组件(5)的运转。/n

【技术特征摘要】
1.一种节能助力的垂直轴风力发电系统，其特征在于：包括基座(1)、至少一组风机塔立柱(2)、至少一个风机塔重檐(3)、风机塔顶(4)并构成具有至少两层的风机塔，其中最下层为发电机室(10)，其余层为风机层(20)，所述发电机室(10)内设有至少一个发电机(15)，各所述风机层(20)均设有一组垂直轴风力发电系统风叶组件(5)，各所述风机层(20)的底面均设有通风口(21)，所述节能助力的垂直轴风力发电系统还包括发电机冷却液储罐(90)、冷却液泵(91)、散热器(92)，所述散热器(92)设置于所述发电机室(10)的顶部，所述发电机冷却液储罐(90)、所述冷却液泵(91)、所述散热器(92)依次相连接形成冷却液循环回路，所述垂直轴风力发电系统风叶组件(5)带动所述发电机(15)发电，所述发电机(15)产生的热量通过冷却液携带至所述散热器(92)处散发，将此处的空气加热，空气受热后形成向上的升力，并依次经过各所述风机层(20)形成向上的气流对流循环，助力各组所述垂直轴风力发电系统风叶组件(5)的运转。


2.根据权利要求1所述的节能助力的垂直轴风力发电系统，其特征在于：所述风机层(20)至少有两层，各组所述垂直轴风力发电系统风叶组件(5)自下向上通过风机主轴组件(11)依次相连接形成多层式风叶，所述多层式风叶带动所述发电机(15)发电。


3.根据权利要求2所述的节能助力的垂直轴风力发电系统，其特征在于：所述风机主轴组件(11)包括若干个分段主轴(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；所述分段连接轴(50)的周边设有支撑梁(53)，所述支撑梁(53)通过锥形轴承(51)将所述分段连接轴(50)支撑固定。


4.根据权利要求3所述的节能助力的垂直轴风力发电系统，其特征在于：所述垂直轴风力发电系统风叶组件(5)包括若干组风叶支架(60)、若干个风机风叶(80)，所述风叶支架(60)与所述分段主轴(30)相固定连接并沿周向均布，所述风机风叶(80)纵向布设并与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙士清，尹宏文，
申请(专利权)人：珠海德光源新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44