双风轮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双风轮垂直轴风力发电装置，该装置包括内风轮总成A、外风轮总成B、塔架支承总成C和发电机组总成D；所述内风轮总成A和外风轮总成B设置在塔架支承总成C上，内风轮总成A设置在外风轮总成B里面彼此按相反方向旋转构成垂直双立轴回转体系，所述内风轮总成A上的内风轮轴套装在外风轮总成B上的外风轮轴的外面，所述内风轮轴和外风轮轴可各自沿轴向相对转动带动发电机组总成D实现发电。该装置结构简单合理、能够保证在风力机垂直轴两侧产生动力、能够保证输出的力矩平衡、能够保证风力机在微风时也能发电、风能利用率高。

【技术实现步骤摘要】
双风轮垂直轴风力发电装置
本技术涉及发电装置领域，具体的说是一种双风轮垂直轴风力发电装置，该装置是利用风力能源、江河水流力能源、海洋洋流力能源等可再生能源发电的发电装置。
技术介绍
人类面对化石燃料资源的枯竭，开发利用风力能源、江河水流力能源、海洋洋流力能源这些可再生能源发电非常必要和有效，这些能源的储量十分巨大，这些能源的利用环境友好，具有广泛的应用前景，目前世界上风力机发电的装机总量在逐年增加。现今应用的风力机风轮主要有两类，一类是水平轴风轮，一类是垂直轴风轮。这两类风力机相比较，升力型(水平轴)技术比较成熟，被广泛应用，由于此类发电装置的发电机是安装在风塔的顶部，安装和维修不方便。大型水平轴风力机的桨叶非常笨重，桨叶的制造技术要求高，制造成本大，且桨叶容易损坏，发电设备启动风速高，微风状态下不能使用。水平轴风力机必须设计迎风装置稳定其迎风功能。另一类阻力型垂直轴(竖轴)风力机主要是Φ型、H型和S型，还有一些其它型状，由于结构的限制要么是启动风速高，要么是受风面积小，要么是旋转翼的加工难度大，很难大型化。由于一般性的垂直轴风力机的风叶在迎风阻力区域阻力比较大，存在效率不高还有输出力矩不平衡的问题。但比较而言，垂直轴风力机比水平轴风力机的结构要简单，转动力矩大，生产成本、运行维护等费用要低，不需要设计迎风装置。最重要的是，垂直轴风力机可以放在建筑物的顶部，风力机和建筑物有机地结合在一起，使得风力机可以大量普及推广使用。风力机的风轮是风力机的关键部件，如何解决目前垂直轴风力机风轮存在的效率低、输出力矩不平衡的问题，这是提高风力机风能利用率的关键所在。如何设计出结构简单、加工容易、风能利用率高、输出力矩平衡的垂直轴风力机风轮，这是风电系统的一个难题，解决这个难题才可以使风能这种可再生能源得以广泛的应用。另外风力机和发电机的匹配也存在一定的问题，不能保证风力机微风时也能发电。中国专利(申请号92236222.X)公布一种名称为“风帆式风力动力装置”的在先申请，该装置是在立轴上径向均匀分布3～4个风帆组成风轮，风帆呈矩形框架，框架中间可以安装一排排百叶窗片组件，也可用钢丝纵横交叉构成网框和在网丝上穿挂的呈鱼鳞状分布的金属薄片或若干块尼龙、帆布组成。上述的“风帆式风力动力装置”缺点是风帆叶片不能升降，当风力机遭遇狂风时会损坏；而且风帆叶片在迎风区虽然迎风角度可以自由调整但其产生阻力也是比较大的，关键是在垂直轴的两侧只能一侧产生动力，并且还要被另一侧的风帆在迎风区产生阻力消耗很大一部分，所以风能利用率比较低，输出力矩不平衡，这和中国古代传统的垂直轴风力机原理是一样的，这类风力机已经不适用了。传统的垂直轴风力机装置，都是风力机风帆在垂直轴一侧顺风区产生动力，而当此风帆进入垂直轴的另一侧迎风区时会产生阻力，这既降低了风力机的效率，也使得输出力矩不平衡。
技术实现思路
为解决上述现有技术中存在的问题，本技术提供了一种双风轮垂直轴风力发电装置，该装置结构简单合理、能够保证在风力机垂直轴两侧产生动力、能够保证输出的力矩平衡、能够保证风力机在微风时也能发电、风能利用率高。本技术的目的是这样实现的，一种双风轮垂直轴风力发电装置，该装置包括内风轮总成A、外风轮总成B、塔架支承总成C和发电机组总成D；所述内风轮总成A和外风轮总成B设置在塔架支承总成C上，内风轮总成A设置在外风轮总成B里面彼此按相反方向旋转构成垂直双立轴回转体系，所述内风轮总成A上的内风轮轴套装在外风轮总成B上的外风轮轴的外面，所述内风轮轴和外风轮轴可各自沿轴向相对转动，所述内风轮轴上的内风轮轴伞形齿轮和外风轮轴上的外风轮轴伞形齿轮连接发电机组总成D。所述内风轮总成A包括内风轮轴、内风轮上圈圆周轨道、内风轮下圈圆周轨道、内风轮轴上端轴承和内风轮轴伞形齿轮；所述内风轮上圈圆周轨道和内风轮下圈圆周轨道通过径向均布设置的至少三个内风帆托架总成E与内风轮轴连接构成一个轮毂式结构，所述内风轮轴的上端设置有一个内风轮轴上端轴承、下端设置有一个内风轮轴伞形齿轮。所述内风帆托架总成E包括内风轮圈顶部支承杆、内风轮圈底部支承杆、托帆网、托帆网支承杆风帆托架、风帆叶片和升降帆绳；至少三个托帆网支承杆风帆托架设置在上下相对应的内风轮圈顶部支承杆和内风轮圈底部支承杆之间构成一个矩形框架，所述矩形框架上设置有托帆网，所述带有升降帆绳的风帆叶片设置在托帆网的一侧，升降帆绳设置在内风帆托架总成E的顶部。所述外风轮总成B包括外风轮轴、外风轮上圈、外风轮下圈、外风轮圈顶部支承杆、支承滚轮圆周轨道、外风轮轴下端轴承和外风轮轴伞形齿轮；所述外风轮上圈和外风轮下圈通过径向均布设置的至少三个外风帆托架总成F与上下两个支承滚轮圆周轨道连接，每个所述外风帆托架总成F上端的外风轮托帆网支承杆顶部横梁径向连接外风轮圈顶部支承杆，所述外风轮圈顶部支承杆的另一端与外风轮轴固连，所述外风轮上圈和每个外风轮圈顶部支承杆上倾斜连接有外风轮圈顶部斜拉索，每根所述外风轮圈顶部斜拉索的顶端与外风轮轴连接，所述外风轮轴的下面设置有外风轮轴下端轴承和外风轮轴伞形齿轮。所述外风帆托架总成F包括外风轮托帆网支承杆顶部横梁、外风轮托帆网支承杆底部横梁、外风轮圈顶部斜拉索、托帆网、托帆网支承杆风帆托架、风帆叶片和升降帆绳；至少三个所述托帆网支承杆风帆托架设置在上下相对应的外风轮托帆网支承杆顶部横梁和外风轮托帆网支承杆底部横梁之间构成一个矩形框架，所述矩形框架上设置有托帆网，所述带有升降帆绳的风帆叶片设置在托帆网的一侧。所述塔架支承总成C包括支承滚轮、支承滚轮圈梁、内风轮轴下端轴承、外风轮轴上端轴承、动力输出主轴伞形齿轮、动力输出主轴、惯性旋转轮盘室、增速器及组合发电机室、塔架顶部支承杆、塔架底部支承杆、塔架底部支承圈梁、塔架中部支承圈梁、塔架上部支承立柱、塔架支柱和塔架基础底盘；所述塔架基础底盘上呈周向均布间隔设置有至少三个塔架上部支承立柱和塔架支柱，所述塔架支柱倾斜连接在塔架上部支承立柱的下端，在四个塔架上部支承立柱之间由上至下依次间隔设置有两个支承滚轮圈梁和一个塔架中部支承圈梁，在四个塔架支柱之间设置有一个塔架底部支承圈梁，所述塔架底部支承圈梁内部通过四个径向设置的塔架底部支承杆连接一个内风轮轴下端轴承，在四个所述塔架上部支承立柱的上端分别通过径向设置的塔架顶部支承杆连接一个外风轮轴上端轴承，每个所述支承滚轮圈梁上带有至少四个支承滚轮，所述塔架基础上还设置有动力输出主轴伞形齿轮、动力输出主轴、惯性旋转轮盘室和增速器及组合发电机室，所述动力输出主轴伞形齿轮连接动力输出主轴。所述发电机组总成D包括动力输出主轴、惯性旋转轮盘室、和增速器及组合发电机室，所述内风轮轴下端的内风轮轴伞形齿轮、外风轮轴下端的外风轮轴伞形齿轮与动力输出主轴伞形齿轮相啮合，所述动力输出主轴伞形齿轮连接动力输出主轴，所述动力输出主轴上设置有惯性旋转轮盘室，所述动力输出主轴连接增速器及组合发电机室，所述增速器及组合发电机室由一级增速器、连接一级增速器的四级发电机和二级增速器、连接二级增速器的三级发电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双风轮垂直轴风力发电装置，其特征在于：该装置包括内风轮总成A、外风轮总成B、塔架支承总成C和发电机组总成D；所述内风轮总成A和外风轮总成B设置在塔架支承总成C上，内风轮总成A设置在外风轮总成B里面彼此按相反方向旋转构成垂直双立轴回转体系，所述内风轮总成A上的内风轮轴套装在外风轮总成B上的外风轮轴的外面，所述内风轮轴和外风轮轴可各自沿轴向相对转动，所述内风轮轴上的内风轮轴伞形齿轮和外风轮轴上的外风轮轴伞形齿轮连接发电机组总成D。/n

【技术特征摘要】
1.一种双风轮垂直轴风力发电装置，其特征在于：该装置包括内风轮总成A、外风轮总成B、塔架支承总成C和发电机组总成D；所述内风轮总成A和外风轮总成B设置在塔架支承总成C上，内风轮总成A设置在外风轮总成B里面彼此按相反方向旋转构成垂直双立轴回转体系，所述内风轮总成A上的内风轮轴套装在外风轮总成B上的外风轮轴的外面，所述内风轮轴和外风轮轴可各自沿轴向相对转动，所述内风轮轴上的内风轮轴伞形齿轮和外风轮轴上的外风轮轴伞形齿轮连接发电机组总成D。


2.根据权利要求1所述的一种双风轮垂直轴风力发电装置，其特征在于：所述内风轮总成A包括内风轮轴、内风轮上圈圆周轨道、内风轮下圈圆周轨道、内风轮轴上端轴承和内风轮轴伞形齿轮；所述内风轮上圈圆周轨道和内风轮下圈圆周轨道通过径向均布设置的至少三个内风帆托架总成E与内风轮轴连接构成一个轮毂式结构，所述内风轮轴的上端设置有一个内风轮轴上端轴承、下端设置有一个内风轮轴伞形齿轮。


3.根据权利要求2所述的一种双风轮垂直轴风力发电装置，其特征在于：所述内风帆托架总成E包括内风轮圈顶部支承杆、内风轮圈底部支承杆、托帆网、托帆网支承杆风帆托架、风帆叶片和升降帆绳；至少三个托帆网支承杆风帆托架设置在上下相对应的内风轮圈顶部支承杆和内风轮圈底部支承杆之间构成一个矩形框架，所述矩形框架上设置有托帆网，所述带有升降帆绳的风帆叶片设置在托帆网的一侧，升降帆绳设置在内风帆托架总成E的顶部。


4.根据权利要求1所述的一种双风轮垂直轴风力发电装置，其特征在于：所述外风轮总成B包括外风轮轴、外风轮上圈、外风轮下圈、外风轮圈顶部支承杆、支承滚轮圆周轨道、外风轮轴下端轴承和外风轮轴伞形齿轮；所述外风轮上圈和外风轮下圈通过径向均布设置的至少三个外风帆托架总成F与上下两个支承滚轮圆周轨道连接，每个所述外风帆托架总成F上端的外风轮托帆网支承杆顶部横梁径向连接外风轮圈顶部支承杆，所述外风轮圈顶部支承杆的另一端与外风轮轴固连，所述外风轮上圈和每个外风轮圈顶部支承杆上倾斜连接有外风轮圈顶部斜拉索，每根所述外风轮圈顶部斜拉索的顶端与外风轮轴连接，所述外风轮轴的下面设置有外风轮轴下端轴承和外风轮轴伞形齿轮。


5.根据权利要求4所述的一种双风轮垂直轴风力发电装置，其特征在于：所述外风帆托架总成F包括外风轮托帆网支承杆顶部横梁、外风轮托帆网支承杆底部横梁、外风轮圈顶部斜拉索、托帆网、托帆网支承杆风帆托架、风帆叶片和升降帆绳；至少三个所述托帆网支承杆风帆托架设置在上下相对应的外风轮托帆网支承杆顶部横梁和外风轮托帆网支承杆底部横梁之间构成一个矩形框架，所述矩形框架上设置有托帆网...

【专利技术属性】
技术研发人员：周济泽，周之路，徐凤芹，
申请(专利权)人：周济泽，
类型：新型
国别省市：吉林;22