一种滑轨式垂直风力发电装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种滑轨式垂直风力发电装置，包括底座、环形支架和多组发电组，所述底座和多组发电组设于所述环形支架内，多组所述发电组通过传动箱从下至上依次串接，其特征在于，所述发电组包括支撑臂、叶轮轴及固定在支撑臂上的叶片，支撑臂一端与叶轮轴固定连接，另一端设有导轮且水平延伸至环形支架上，所述支撑臂能以叶轮轴为圆心沿环形支架滑动，环形支架侧面固定有延伸至地面的支撑杆，位于底部的发电组通过轴承与底座连接，本实用新型专利技术，简化支撑臂的支撑结构，降低了支撑臂自身的重量，进而降低了制造成本，还提高了风能的转换效率。

【技术实现步骤摘要】
一种滑轨式垂直风力发电装置
本技术涉及风力发电
，具体涉及一种滑轨式垂直风力发电装置。
技术介绍
地球上的可用资源日渐减少，在环保意识日渐高涨的今日，由于再生能源洁净、低温室气体排放的特性，使得再生能源的利用与发展日渐受到各国的重视。其中，又以太阳能发电与风力发电最受重视。风力发电机以其叶轮旋转轴的方向区分，有水平轴式和垂直轴式两大类。目前国内外市场上，水平轴式风力发电机还是主流形式。但是，水平轴式风力发电机有很大的不足之处。如：水平轴式风力发电机安装高度高、占用空间大，需要迎风的偏航系统，抗风能力较差，运行时噪音大，起动风速较高(一般3.5米/秒以上)。与水平轴式风力发电机相比，垂直轴风力发电机可以适应任何风向，安装高度较低，还可连体布置，占用空间小；另外，重的部件(发电机、变速箱等)安装重心低，整体稳定性、抗风性好；运行时发电机发出的噪音小，同时起动风速低(2米/秒左右)。因此，近年来，垂直轴风力发电机越来越受到人们的重视。垂直轴风力发电机的叶片旋转速度较慢，通常需要较大的受风面积以获取足够的风的动能，所以叶片的尺寸和重量都比较大，尤其是较大功率的机组。当叶片的高度增大时，叶片的抗风能力变差，需要加大叶片的轴尺寸，还要强化轴的支撑；这样，风叶的重量和制造成本都相应提高，对支撑轴的要求也提高了，安装也较困难，再者，在多层叶片同时转动下，产生的离心力较大，容易对叶轮轴造成损坏。由以上可知：在保证足够的受风面积的条件下，如何确保垂直轴风力发电机的垂直叶片稳定的设置在垂直轴上是较大功率垂直轴风力发电机叶片设计、制造和安装所面临的关键问题，至今还没有较好的解决方案。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种滑轨式垂直风力发电装置，用以解决在增加叶片数量和迎风面的面积后，对支撑轴的强度要求提高了，需要更为复杂的支撑轴用于承受较大的竖向载荷，进而造价成本提高，特别是支撑轴边缘的受力强度更大，容易造成支撑轴断裂，在多层叶片同时作用下，离心力较大，容易对叶轮轴造成损坏的问题。为解决上述技术问题，本技术采用了以下方案：一种滑轨式垂直风力发电装置，包括底座、环形支架和多组发电组，所述底座和多组发电组设于所述环形支架内，多组所述发电组通过传动箱从下至上依次串接，所述发电组包括支撑臂、叶轮轴及固定在支撑臂上的叶片，支撑臂一端与叶轮轴固定连接，另一端设有导轮且水平延伸至环形支架上，所述支撑臂能以叶轮轴为圆心沿环形支架滑动，环形支架侧面固定有延伸至地面的支撑杆，位于最底部的发电组通过轴承与底座连接。由于采用上述技术方案，本技术的发电装置中主要包括底座、环形支架和多组发电组，所述底座和多组发电组设于所述环形支架内，最底部的发电组通过轴承与底座连接，底座用于稳固各发电组的稳定性，多组所述发电组通过传动箱从下至上依次串接，使得整体占地面积小发电效率高，所述发电组包括支撑臂、叶轮轴及固定在支撑臂上的叶片，支撑臂一端与叶轮轴固定连接，另一端设有导轮且水平延伸至环形支架上，所述支撑臂能以叶轮轴为圆心沿环形支架滑动，环形支架侧面固定有延伸至地面的支撑杆，支撑杆用于支撑稳固环形支架，支撑臂一端固定在叶轮轴上，支撑臂的另一端通过导轮放置在环形支架上，这样叶片对支撑臂的竖向载荷同时分解到叶轮轴和环形支架上，减少支撑臂的受力强度，进而减少支撑臂因叶片带来的竖向载荷过大发生断裂的风险，支撑臂的受力强度降低了，就可以简化支撑臂的整体结构和降低支撑臂的自重，节约造价成本，再者支撑臂能以叶轮轴为圆心沿环形支架滑动，这样在风力很小时，叶片也能带动支撑臂转动，实现发电功能，提高支撑臂转动的线速度，进而提高发电效率。进一步地，作为优选技术方案，所述发电组的总层数为至少两层，任意相邻两层发电组的旋向相反，所述传动箱包括箱体和设置在箱体内的传动装置，所述传动装置外围安装有发电机；相邻两发电组的叶轮轴上分别固定连接有下伞形齿轮和上伞形齿轮，所述上伞形齿轮和下伞形齿轮之间设置有同步伞形齿轮，所述同步伞形齿轮均分别与上伞形齿轮和下伞形齿轮啮合，所述同步伞形齿轮一端穿出箱体与所述发电机的输入端固定连接，若干所述同步伞形齿轮与所述箱体转动连接。由于采用上述技术方案，所述发电机组的总层数为为至少两层以上，由于任意相邻两层发电组的旋向相反，使得任意方向吹入的风都能够被收集，进一步提高发电机组在各种工况下的适应能力，同时提高了风能向电能的收集与转化效率，达到最大利用风能提高产能的目的，实现发电电流增加，奇数层和偶数层的发电组旋转方向相反，还可以抵消相互对叶轮轴产生的离心力，进而保护叶轮轴不被损坏，延长发电装置的使用寿命，位于顶部的发电组和位于底部的发电组收到的风力大小是不一样的，为了让顶部与顶部的发电组转速一致，各个发电组之间设置了传动箱，由传动箱内的传动装置进行动力的传递，使得位于顶部的发电组与位于底部的发电组之间的转速一致；该传动装置包括了分别设置在相邻两发电组的叶轮轴上的下伞形齿轮和上伞形齿轮，上伞形齿轮和下伞形齿轮之间设置有若干同步伞形齿轮，同步伞形齿轮均分别与上伞形齿轮和下伞形齿轮啮合，同步伞形齿轮一端穿出箱体与发电机的输入端固定连接，若干所述同步伞形齿轮与所述箱体转动连接；在传动箱上的发电机数量与同步伞形齿轮的数量一致，均为多个，避免其中一个发电机损坏之后设备不能正常工作。进一步地，作为优选技术方案，所述叶片为多个呈几何结构状的叶片，所述叶片与支撑臂接触的一端设有风槽；上下相邻的两发电组的叶片朝向相反设置且垂直固定在支撑臂上，叶片与地面垂直，叶片迎风面的面积沿支撑臂远离叶轮轴的方向逐渐增大。由于采用上述技术方案，叶片为多个呈几何结构状的叶片，叶片设置成半圆柱筒形，叶片垂直固定在支撑臂上，叶片与地面也是垂直设置，叶片与支撑臂接触的一端设有风槽，这样可以最大化收集风能，提高发电的效率，叶片迎风面的面积沿远离叶轮轴的方向逐渐增大，支撑臂离叶轮轴最远端的位置带动叶轮轴转动所需的动能最小，所以选择该处叶片的迎风面积最大，这样只需要很小的风能叶片就能带动叶轮轴转动，中间较小面积的叶片用于进一步提高叶轮轴的转速，进而提高发电效率，采用迎风面面积不等的叶片，可以降低整体发电组的重量，支撑臂邻近环形支架的一端由于环形支架的作用，承载能力最强，安装迎风面积最大的叶片可以同时实现支撑臂受力优化与发电机发电效率的提高。进一步地，作为优选技术方案，所述支撑臂为金属材料、高强度的碳纤维材料、高强度的合成树脂材料或高分子合成材料制成。由于采用上述技术方案，由于环形支架的受力分解，降低了支撑臂的受力强度要求，进而支撑臂可采用金属材料、高强度的碳纤维材料、高强度的合成树脂材料或高分子合成材料制成，有效的降低支撑臂的自身重量和简化其结构，节约了造价成本。进一步地，作为优选技术方案，所述环形支架上设有水平圆形轨道。由于采用上述技术方案，环形支架上表面设有水平的圆形轨道，与环形支架的外形想匹配，降低导轮在环形支架上滑动的摩擦力。进一步地，作为优选技术方案，所述轨道为凹槽轨道或凸起轨道，轨道表面涂有聚四氟本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种滑轨式垂直风力发电装置，包括底座(1)、环形支架(2)和多组发电组(3)，所述底座(1)和多组发电组(3)设于所述环形支架(2)内，多组所述发电组(3)通过传动箱(4)从下至上依次串接，其特征在于，所述发电组(3)包括支撑臂(6)、叶轮轴(5)及固定在支撑臂(6)上的叶片(7)，支撑臂(6)一端与叶轮轴(5)固定连接，另一端设有导轮(14)且水平延伸至环形支架(2)上，所述支撑臂(6)能以叶轮轴(5)为圆心沿环形支架(2)滑动，环形支架(2)侧面固定有延伸至地面的支撑杆(15)，位于最底部的发电组(3)通过轴承(16)与底座(1)连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种滑轨式垂直风力发电装置，包括底座(1)、环形支架(2)和多组发电组(3)，所述底座(1)和多组发电组(3)设于所述环形支架(2)内，多组所述发电组(3)通过传动箱(4)从下至上依次串接，其特征在于，所述发电组(3)包括支撑臂(6)、叶轮轴(5)及固定在支撑臂(6)上的叶片(7)，支撑臂(6)一端与叶轮轴(5)固定连接，另一端设有导轮(14)且水平延伸至环形支架(2)上，所述支撑臂(6)能以叶轮轴(5)为圆心沿环形支架(2)滑动，环形支架(2)侧面固定有延伸至地面的支撑杆(15)，位于最底部的发电组(3)通过轴承(16)与底座(1)连接。


2.根据权利要求1所述的一种滑轨式垂直风力发电装置，其特征在于，所述发电组(3)的总层数为至少两层，任意相邻两层发电组(3)的旋向相反，所述传动箱(4)包括箱体(8)和设置在箱体(8)内的传动装置(9)，所述传动装置(9)外围安装有发电机(13)；相邻两发电组(3)的叶轮轴(5)上分别固定连接有下伞形齿轮(11)和上伞形齿轮(10)，所述上伞形齿轮(10)和下伞形齿轮(11)之间设置有同步伞形齿轮(12)，所述同步伞形齿轮(12)均分别与上伞形齿轮(10)和下伞形齿轮(11)啮合，所述同步伞形齿轮(12)一端穿出箱体(8)与所述发电机(13)的输入端(1301)固定连接，若干所述同步伞形齿轮(12)与所述箱体(8)转动连接。


3.根据权利要求1所述的一种滑轨式垂直风力发电装置，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：高宇，
申请(专利权)人：高宇，
类型：新型
国别省市：四川;51