專利名稱：垂直風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)，尤其是一種垂直風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要有以下兩種設(shè)計(jì)水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)和垂直軸 風(fēng)力發(fā)電機(jī)，在垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)中，轉(zhuǎn)軸安裝在垂直軸上，與地面垂 直。與水平軸式的同類產(chǎn)品不同，垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)始終與風(fēng)向保持一 致，因此當(dāng)風(fēng)向改變時(shí)無需調(diào)整；它通常使用拉索而不是塔架進(jìn)行支撐， 因此轉(zhuǎn)子高度較低。其中，Darrieus渦輪機(jī)是屬于垂直風(fēng)力發(fā)電機(jī)的一 種，該渦輪機(jī)包括垂直轉(zhuǎn)軸、位于轉(zhuǎn)軸頂部的頂部轉(zhuǎn)子中心、葉片、位 于轉(zhuǎn)軸底部的底部轉(zhuǎn)子中心、與轉(zhuǎn)軸連接的變速箱、與變速箱連接的發(fā) 電機(jī)組成。葉片的上端連接在頂部轉(zhuǎn)子中心，葉片下端連接在底部中心 上，葉片旋轉(zhuǎn)起來后帶動垂直轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)軸經(jīng)過底部設(shè)有的變速箱后 將動力傳遞到發(fā)電機(jī)，從而使發(fā)電機(jī)發(fā)電。由于該種風(fēng)力發(fā)電機(jī)比較巨 大，轉(zhuǎn)軸一般比較高，為了加強(qiáng)其穩(wěn)固性，從轉(zhuǎn)軸頂部拉索至底面，雖 然轉(zhuǎn)軸得到了加固，但是其占地面積比較大，不利于土地的有效利用。 另外，該風(fēng)力發(fā)電過程中動力傳動鏈過于長，由風(fēng)力帶動葉片，葉片帶 動垂直轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸帶動變速箱內(nèi)部變速齒輪，變速箱帶動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子， 動力有傳遞就必然有損失，這樣一來，動力在傳遞過程中損失比較大， 不利于能量的有效利用。再者，發(fā)電裝置中包括了變速箱、發(fā)電機(jī)、傳動軸等多套部件才能完成發(fā)電，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜， 一旦發(fā)電裝置發(fā)生故障， 在檢修和修理方面有一定的難度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種垂直風(fēng)力發(fā)電機(jī)，不僅占地 面積少、結(jié)構(gòu)簡單安全、成本低和易于維修，而且對風(fēng)能的轉(zhuǎn)化率高。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是 一種垂直風(fēng)力發(fā)電機(jī)， 包括塔柱、發(fā)電機(jī)和兩片以上的葉片，其特征在于所述塔柱為空心， 在所述塔柱上設(shè)有一個以上的發(fā)電裝置；
所述發(fā)電裝置由設(shè)置于塔柱上的第一下法蘭盤和第一上法蘭盤、第 一軸承座、第一軸承、第一發(fā)電機(jī)、發(fā)電機(jī)中心柱、第二軸承、第二軸 承座、第二下法蘭盤和第二上法蘭盤組成；
所述第一下法蘭盤與塔柱相固定，所述第一上法蘭盤位于第一下法 蘭盤上且與第一下法蘭盤固定連接，所述第一軸承座固定在第一上法蘭 盤上，所述第一軸承由第一外圈、第一鋼珠組和第一內(nèi)圈構(gòu)成，所述第 一外圈固定在第一軸承座上，所述第一內(nèi)圈和第一鋼珠組可繞第一外圈 轉(zhuǎn)動；
所述第一發(fā)電機(jī)包括第一內(nèi)轉(zhuǎn)子、第一外定子和第一勵磁機(jī)，所述 第一內(nèi)轉(zhuǎn)子位于第一內(nèi)圈上且與第一內(nèi)圈固定連接，所述第一外定子位 于第一外圈上且與第一外圈固定連接；
所述發(fā)電機(jī)中心柱為空心，所述發(fā)電機(jī)中心柱設(shè)置于第一內(nèi)轉(zhuǎn)子內(nèi)； 所述第一勵磁機(jī)包括第一勵磁機(jī)定子和第一勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子，所述第一勵磁機(jī)定子與第一外定子連接，所述第一勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子與第一內(nèi)轉(zhuǎn)子連接;
在所述發(fā)電機(jī)中心柱上方依次設(shè)有第二軸承、第二軸承座、第二下 法蘭盤和第二上法蘭盤，所述第二上法蘭盤與塔柱相固定，所述第二下 法蘭盤位于第二上法蘭盤下方且與第二上法蘭盤固定連接，所述第二軸 承座位于第二下法蘭盤下方且與第二下法蘭盤固定連接，所述第二軸承 由第二外圈、第二鋼珠組和第二內(nèi)圈構(gòu)成，所述第二外圈位于第二軸承 座下方且與第二軸承座固定連接，所述第二內(nèi)圈和第二鋼珠組可繞第二 外圈轉(zhuǎn)動。
垂直風(fēng)力發(fā)電機(jī)的支撐主要依靠中心的塔柱，發(fā)電裝置安裝在塔柱 上，大大減少了垂直風(fēng)力發(fā)電機(jī)的占地面積。本發(fā)明中的發(fā)電裝置由兩 個軸承、葉片和發(fā)電機(jī)組成，該結(jié)構(gòu)簡單，傳動方式亦變得簡單；并且 葉片、軸承的內(nèi)圈和發(fā)電機(jī)的內(nèi)轉(zhuǎn)子之間相互固定成一整體結(jié)構(gòu)，使得 發(fā)電機(jī)的內(nèi)轉(zhuǎn)子相當(dāng)于葉片的一部分，葉片的轉(zhuǎn)速就是發(fā)電機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子的 轉(zhuǎn)速，對風(fēng)能的利用率相當(dāng)高。
作為改進(jìn)，所述第一勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子和葉片的下端之間設(shè)有第一連接法 蘭，所述葉片的下端通過第一連接法蘭與第一勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子固定連接；所 述第二內(nèi)圈和葉片的上端之間設(shè)有第二連接法蘭，所述葉片的上端通過 第二連接法蘭與第二內(nèi)圈固定連接。
作為改進(jìn)，所述第二軸承下方設(shè)有第二發(fā)電機(jī)，所述第二發(fā)電機(jī)包括 第二內(nèi)轉(zhuǎn)子和第二外定子，所述第二內(nèi)轉(zhuǎn)子位于第二內(nèi)圈下方且與第二 內(nèi)圈固定連接，所述第二外定子位于第二外圈下方且與第二外圈固定連 接；所述第二發(fā)電機(jī)設(shè)有第二勵磁機(jī)，所述第二勵磁機(jī)包括第二勵磁機(jī) 定子和第二勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子，所述第二勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子與第二內(nèi)轉(zhuǎn)子連接，所述 第一勵磁機(jī)定子與第一外定子連接。
作為改進(jìn)，所述第一勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子和葉片的下端之間設(shè)有第一連接法
蘭，所述葉片的下端通過第一連接法蘭與第一勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子固定連接；所 述第二勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子和葉片的上端之間設(shè)有第二連接法蘭，所述葉片的上 端通過第二連接法蘭與第二勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子固定連接。
作為改進(jìn)，所述第一軸承或第二軸承上設(shè)有降低第一內(nèi)圈或第二內(nèi) 圈轉(zhuǎn)速的減速裝置。
作為改進(jìn)，所述葉片包括一個以上的葉片單元，所述葉片單元的橫 截面為中間大兩端小的橄欖形，且兩小端中的其中一端為圓端，另一端 為尖端；所述的葉片單元包括骨架及葉身，葉身安裝在骨架上，在葉片 單元的徑向方向上，葉身的一端設(shè)有第一葉尖，葉身的另一端設(shè)有第二 葉尖，第一葉尖的尾部為所述葉片單元的圓端，第二葉尖的尾部為所述 葉片單元的尖端，第一葉尖的頭部伸入到葉身內(nèi)，第二葉尖的頭部伸入 到葉身內(nèi)；所述骨架和第一葉尖之間設(shè)有帶動第一葉尖沿葉片單元徑向 方向運(yùn)動的第一運(yùn)動裝置，骨架和第二葉尖之間設(shè)有帶動第二葉尖沿葉 片單元徑向方向運(yùn)動的第二運(yùn)動裝置；所述的第一葉尖與葉身之間設(shè)有 第一導(dǎo)軌組，第二葉尖與葉身之間設(shè)有第二導(dǎo)軌組，所述的葉片單元連 接后呈弧形。
這種結(jié)構(gòu)，由于在第一葉尖和骨架之間設(shè)有第一運(yùn)動裝置，在第二 葉尖和骨架之間設(shè)有第二運(yùn)動裝置，在第一葉尖與葉身之間設(shè)有第一導(dǎo)軌組，在第二葉尖與葉身之間設(shè)有第二導(dǎo)軌組，因此，葉片能根據(jù)風(fēng)力 的大小調(diào)節(jié)迎風(fēng)面的大小，這樣，能自動調(diào)整風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率，防止
風(fēng)速過大而引起垂直風(fēng)力發(fā)電機(jī)的失效；由于葉片單元的橫截面為中間 大兩端小的橄欖形，且兩小端中的其中一端為圓端，另一端為尖端，所 述的葉片單元連接后呈弧形，因此，這種結(jié)構(gòu)的葉片對風(fēng)能的利用率高。 作為本發(fā)明的具體化，所述的第一運(yùn)動裝置為第一液壓系統(tǒng)，第二
運(yùn)動裝置為第二液壓系統(tǒng)；所述的第一液壓系統(tǒng)包括第一液壓泵、第一
液壓閥、第一液壓管及第一液壓缸；所述的第一液壓缸包括第一液壓缸
體、第一活塞、第一活塞桿及第一密封裝置，所述的第一液壓缸體遠(yuǎn)離
第一活塞桿的一端與骨架連接，第一活塞桿遠(yuǎn)離第一液壓缸體的一端與
第一葉尖連接；所述的第二液壓系統(tǒng)包括第二液壓泵、第二液壓閥、第
二液壓管及第二液壓缸；所述的第二液壓缸包括第二液壓缸體、第二活
塞、第二活塞桿及第二密封裝置，所述的第二液壓缸體遠(yuǎn)離第二活塞桿
的一端與骨架連接，第二活塞桿遠(yuǎn)離第二液壓缸體的一端與第二葉尖連接。
采用液壓系統(tǒng)作為運(yùn)動系統(tǒng)，其傳動的平穩(wěn)性好，能使用在大功率 的運(yùn)動件上，且能實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速。
作為改進(jìn)，所述塔柱頂部設(shè)有吊架，所述吊架與塔柱頂部相樞接， 所述吊架上設(shè)有起重裝置和吊鉤。
作為改進(jìn)，所述塔柱內(nèi)部設(shè)有升降電梯，所述升降電梯包括轎廂和 轎廂升降機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所帶來的有益效果是I 、較以往使用拉索固定發(fā)電裝置，本發(fā)明僅依靠塔柱支撐發(fā)電裝 置，使得整個垂直風(fēng)力發(fā)電機(jī)所占用的地面積更少。II、整個發(fā)電裝置 由兩個軸承、葉片和發(fā)電機(jī)組成，該結(jié)構(gòu)簡單，傳動方式亦變得簡單。
m、較以往通過復(fù)雜的傳動機(jī)構(gòu)以及使用巨大的垂直轉(zhuǎn)軸來傳動能量， 本發(fā)明設(shè)計(jì)的葉片、軸承的內(nèi)圈和發(fā)電機(jī)的內(nèi)轉(zhuǎn)子相互固定成一整體的 結(jié)構(gòu)，使得發(fā)電機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子相當(dāng)于葉片的一部分，葉片的轉(zhuǎn)速就是發(fā)電機(jī) 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，極大降低了能量在傳輸過程中的損耗，對風(fēng)能的利用率相 當(dāng)高。iv、較現(xiàn)有的塔架式垂直風(fēng)力發(fā)電機(jī)，本發(fā)明由空心的塔柱支承
發(fā)電裝置，既保證了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的穩(wěn)固，又降低了鋼材的用量；并且本
發(fā)明有效簡化了以往復(fù)雜的傳動機(jī)構(gòu)，極大降低了垂直風(fēng)力發(fā)電機(jī)的生 產(chǎn)成本和風(fēng)電的成本。vi、由于本發(fā)明的塔柱為空心，并且在塔柱內(nèi)部 設(shè)有升降電梯以及在塔柱頂部設(shè)有吊架，使得對垂直風(fēng)力發(fā)電機(jī)的維修 和檢測變得簡單安全。vn、本發(fā)明的葉片結(jié)構(gòu)，能調(diào)節(jié)葉片迎風(fēng)面的大 小，以便自動調(diào)整風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率，防止因風(fēng)速過大引起風(fēng)力發(fā)電機(jī) 的失效，并且風(fēng)能的利用率高。


圖1為實(shí)施例1中垂直風(fēng)力發(fā)電機(jī)主視圖； 圖2為圖1的剖視圖3為實(shí)施例2中垂直風(fēng)力發(fā)電機(jī)主視圖； 圖4為圖3的剖視圖5為實(shí)施例3中垂直風(fēng)力發(fā)電機(jī)主視圖； 圖6為圖5的剖視圖；圖7為本發(fā)明的葉片之立體視圖8為本發(fā)明的葉片之剖面結(jié)構(gòu)視圖9為本發(fā)明中葉片的葉尖打開時(shí)葉片單元截面圖IO為本發(fā)明中葉片的葉尖收縮時(shí)葉片單元截面圖11為圖9中A的局部放大圖12為第一液壓缸的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
實(shí)施例1
如圖1至2所示， 一種垂直風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括塔柱1、發(fā)電機(jī)和兩片 葉片9;所述塔柱1為空心，在所述塔柱1上設(shè)有發(fā)電裝置。所述發(fā)電裝 置由設(shè)置于塔柱1上的第一下法蘭盤2a和第一上法蘭盤2b、第一軸承座 3、第一軸承44、第一發(fā)電機(jī)5、發(fā)電機(jī)中心柱20、第二軸承7、第二軸 承座8、第二下法蘭盤lla和第二上法蘭盤lib組成。所述第一下法蘭盤 2a與塔柱1相固定，所述第一上法蘭盤2b位于第一下法蘭盤2a上且與 第一下法蘭盤2a固定連接，所述第一軸承座3固定在第一上法蘭盤2b 上，所述第一軸承4由第一外圈41、第一鋼珠組42和第一內(nèi)圈43構(gòu)成， 所述第一外圈41固定在第一軸承座3上，所述第一內(nèi)圈43和第一鋼珠 組42可繞第一外圈41轉(zhuǎn)動；所述第一發(fā)電機(jī)5包括第一內(nèi)轉(zhuǎn)子5K第 一外定子52和第一勵磁機(jī)21，所述第一內(nèi)轉(zhuǎn)子51位于第一內(nèi)圈43上且 與第一內(nèi)圈43固定連接，所述第一外定子52位于第一外圈41上且與第一外圈41固定連接；所述發(fā)電機(jī)中心柱20為空心，所述發(fā)電機(jī)中心柱 20設(shè)置于第一內(nèi)轉(zhuǎn)子51內(nèi)，所述發(fā)電機(jī)中心柱20分別與第一軸承座3 和第二軸承座8固定連接。所述第一勵磁機(jī)21包括第一勵磁機(jī)定子211 和第一勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子212，所述第一勵磁機(jī)定子211與第一外定子52連接, 所述第一勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子212與第一內(nèi)轉(zhuǎn)子51連接。在所述發(fā)電機(jī)中心柱20 上方依次設(shè)有第二軸承7、第二軸承座8、第二下法蘭盤lla和第二上法 蘭盤llb，所述第二上法蘭盤lib與塔柱1相固定，所述第二下法蘭盤 lla位于第二上法蘭盤lib下方且與第二上法蘭盤lib固定連接，所述第 二軸承座8位于第二下法蘭盤lla下方且與第二下法蘭盤lla固定連接， 所述第二軸承7由第二外圈71、第二鋼珠組72和第二內(nèi)圈73構(gòu)成，所 述第二外圈71位于第二軸承座8下方且與第二軸承座8固定連接，所述 第二內(nèi)圈73和第二鋼珠組72可繞第二外圈71轉(zhuǎn)動。所第一勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子 212和葉片9的下端之間設(shè)有第一連接法蘭6a，所述葉片9的下端通過 第一連接法蘭6a與第一勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子212固定連接；所述第二內(nèi)圈73和 葉片9的上端之間設(shè)有第二連接法蘭6b，所述葉片9的上端通過第二連 接法蘭6b與第二內(nèi)圈73固定連接。在本實(shí)施例中，在所述第二軸承7 上設(shè)有降低第二內(nèi)圈73轉(zhuǎn)速的減速裝置(未示出)，減速裝置(未示出) 直接作用在第二軸承7的第二內(nèi)圈73上。在所述塔柱1頂部設(shè)有吊架10， 所述吊架10與塔柱1頂部相樞接，所述吊架10上設(shè)有吊臂101、起重裝 置(未示出)和吊鉤102，起重裝置(未示出)與吊鉤102相連接，通過 起重裝置(未示出)實(shí)現(xiàn)對吊鉤102的升降。在所述塔柱1內(nèi)部設(shè)有升 降電梯，所述升降電梯包括轎廂12a和轎廂升降機(jī)構(gòu)12b，轎廂12a由轎廂升降機(jī)構(gòu)12b實(shí)現(xiàn)升降。
如圖7至12所示，所述的葉片9由三個葉片單元91組成；葉片單 元91的橫截面為中間大兩端小的橄欖形，且兩小端中其中一端為圓端， 另一端為尖端，葉片單元91采用這種橫截面結(jié)構(gòu)，對風(fēng)能的利用率高。 所述的葉片單元91包括骨架911、葉身912、第一葉尖913及第二葉尖 914;葉身912安裝在骨架911上，骨架911處在葉身912內(nèi)；所述的第 一葉尖913設(shè)在葉身912沿葉片單元91的徑向方向上的一端，第一葉尖 913的尾部9131為所述的圓端，第一葉尖913的頭部9132伸入到葉身 912內(nèi)；所述的第二葉尖914設(shè)在葉身912沿葉片單元91的徑向方向上 與第一葉尖913相對的一端，第二葉尖914的尾部9141為所述的尖端， 第二葉尖914的尾頭部9142伸入到葉身912內(nèi)；如圖9至圖12，在葉身 912和第一葉尖913之間設(shè)有第一導(dǎo)軌組(未示出)，在葉身912和第二 葉尖914之間設(shè)有第二導(dǎo)軌組92;在骨架911和第一葉尖913之間設(shè)有 第第一液壓系統(tǒng)93，骨架911和第二葉尖914之間設(shè)有第二液壓系統(tǒng)94， 所述的第第一液壓系統(tǒng)93包括第一液壓泵(未示出)、第一液壓閥(未 示出)、第一液壓管(未示出)及第一液壓缸9301，如圖7所示，所述的 第一液壓缸9301包括第第一液壓缸體9302、第一活塞9303、第一活塞 桿9304及第一密封裝置9305 ，第一活塞9303安裝在第第一液壓缸體9302 內(nèi)，第一活塞桿9304的一端與第一活塞9303相連接，另一端與第一葉 尖913連接在一起，第第一液壓缸體9302固定在骨架911上，第一密封 裝置9305安裝在第第一液壓缸體9302的兩端，所述的第二液壓系統(tǒng)94 包括第二液壓泵(未示出)、第二液壓閥(未示出)、第二液壓管(未示 出)及第二液壓缸9401 ，所述的第二液壓缸9401包括第二液壓缸體9402、 第二活塞(未示出)、第二活塞桿9403及第一密封裝置(未示出)，第二 活塞安裝在第一液壓缸體9402內(nèi)，第二活塞桿9403的一端與第二活塞 相連接，另一端與第二葉尖914連接在一起，第二液壓缸體9402固定在骨架911上，第一密封裝置安裝在第一液壓缸體9402的兩端；采用液壓 系統(tǒng)作為運(yùn)動裝置，能夠使用在大功率的設(shè)備上，其傳動的平穩(wěn)性好， 在運(yùn)動時(shí)，能進(jìn)行無極變速，并且由于液壓缸體內(nèi)的介質(zhì)是液壓油，能 進(jìn)行自動潤滑，這樣，液壓系統(tǒng)的使用壽命長，因此，葉片的使用壽命 也長。在骨架911和葉身912之間還安裝有加強(qiáng)筋95，這樣，能增大骨 架911和葉身912之間的連接強(qiáng)度；在葉身912的靠近第一葉尖913的 一端部安裝有第一密封條96，在葉身912的靠近第二葉尖914的一端部 安裝有第一密封條97，這樣，能防止雨水、塵埃進(jìn)入到葉片單元內(nèi)，垂 直風(fēng)力發(fā)電機(jī)在工作時(shí)，能防止在葉片單元橫截面兩端形成對流而影響 垂直風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作效率。
如圖9所示，當(dāng)風(fēng)力小時(shí)，第一葉尖913和第二葉尖914為打開狀
態(tài)，這樣，葉片迎風(fēng)面的面積大，因此，垂直風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率大；如
圖10，當(dāng)風(fēng)力變大時(shí)，第一葉尖913在第第一液壓系統(tǒng)93的作用下沿第
一導(dǎo)軌組向骨架911方向上運(yùn)動，第一葉尖913收縮，同時(shí)，第二葉尖
914在第二液壓系統(tǒng)94的作用下沿第二導(dǎo)軌組92向骨架911方向運(yùn)動，
第二葉尖914收縮，此時(shí)，葉片的迎風(fēng)面的面積減小，垂直發(fā)電機(jī)的功
率得到自動的調(diào)整，采用這種結(jié)構(gòu)，能防止因風(fēng)速過大而引起垂直風(fēng)力
發(fā)電機(jī)失效。
垂直風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作原理如下
第一外圈41、第二外圈71則分別與第一軸承座3和第二軸承座8 相固定，第一外定子52與第一外圈41固定，發(fā)電機(jī)中心柱20分別與第 一軸承座3和第二軸承座8相固定。風(fēng)力推動葉片9，葉片9受力而開始 旋轉(zhuǎn)，由于葉片9通過第一連接法蘭6a和第二連接法蘭6b與第一勵磁 機(jī)轉(zhuǎn)子212和第二內(nèi)圈73固定連接，第一勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子212和第一內(nèi)轉(zhuǎn)子
1451相連接，葉片9會帶著第一勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子212、第一內(nèi)轉(zhuǎn)子51和第二內(nèi) 圈73 —起轉(zhuǎn)動，進(jìn)而第一勵磁機(jī)21向第一發(fā)電機(jī)5的勵磁繞阻(未示 出)輸出電流，第一發(fā)電機(jī)5獲得勵磁電流后開始發(fā)電工作。在本實(shí)施 例中，葉片9、第一勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子212、第一內(nèi)轉(zhuǎn)子51、第一內(nèi)圈43和第 二內(nèi)圈73成為一整體結(jié)構(gòu)，具有相同的轉(zhuǎn)速，葉片9轉(zhuǎn)得越快，第一發(fā) 電機(jī)5轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)得越快。由于其動力傳動鏈簡單，能量的損失少，對風(fēng) 能的利用率高。為了防止第一發(fā)電機(jī)5轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速過高，減速裝置(未示 出)可以對第二軸承7的第二內(nèi)圈73進(jìn)行減速，從而達(dá)到對第一發(fā)電機(jī) 5的第一內(nèi)轉(zhuǎn)子51和第一勵磁機(jī)21的第一勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子212減速的目的。 對于垂直風(fēng)力第一發(fā)電機(jī)5的檢測與維修，維修管理人員可通過乘坐升 降電梯的轎廂12a進(jìn)行對風(fēng)力發(fā)電機(jī)的檢測和維修。另外，維修或更換 部件時(shí)可使用吊架IO起吊部件和維修人員，使得維修變得更為方便。
如圖3至4所示， 一種垂直風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括塔柱1、發(fā)電機(jī)和兩
片葉片9;所述塔柱1為空心，在所述塔柱1上設(shè)有發(fā)電裝置。所述發(fā)電
裝置由設(shè)置于塔柱1上的第一下法蘭盤2a和第一上法蘭盤2b、第一軸承
座3、第一軸承4、第一發(fā)電機(jī)5、發(fā)電機(jī)中心柱20、第二軸承7、第二
軸承座8、第二下法蘭盤lla和第二上法蘭盤llb組成。所述第一下法蘭
盤2a與塔柱1相固定，所述第一上法蘭盤2b位于第一下法蘭盤2a上且
與第一下法蘭盤2a固定連接,所述第一軸承座3固定在第一上法蘭盤2b
上，所述第一軸承4由第一外圈41、第一鋼珠組42和第一內(nèi)圈43構(gòu)成，
所述第一外圈41固定在第一軸承座3上，所述第一內(nèi)圈43和第一鋼珠 組42可繞第一外圈41轉(zhuǎn)動；所述第一發(fā)電機(jī)5包括第一內(nèi)轉(zhuǎn)子51、第一外定子52和第一勵磁機(jī)21，所述第一內(nèi)轉(zhuǎn)子51位于第一內(nèi)圈43上且 與第一內(nèi)圈43固定連接，所述第一外定子52位于第一外圈41上且與第 一外圈41固定連接。所述第一勵磁機(jī)21包括第一勵磁機(jī)定子211和第 一勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子212，所述第一勵磁機(jī)定子211與第一外定子52連接，所 述第一勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子212與第一內(nèi)轉(zhuǎn)子51連接。所述發(fā)電機(jī)中心柱20為 空心，所述發(fā)電機(jī)中心柱20設(shè)置于第一內(nèi)圈43、第一內(nèi)轉(zhuǎn)子51和第一 勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子212內(nèi)，所述發(fā)電機(jī)中心柱20分別與第一軸承座3和第二軸 承座8固定連接。在所述發(fā)電機(jī)中心柱20上方依次為第二軸承7、第二 軸承座8、第二下法蘭盤lla和第二上法蘭盤llb，所述第二上法蘭盤lib 與塔柱1相固定，所述第二下法蘭盤lla位于第二上法蘭盤lib下方且 與第二上法蘭盤lib固定連接，所述第二軸承座8位于第二下法蘭盤lla 下方且與第二下法蘭盤lla固定連接，所述第二軸承7由第二外圈71、 第二鋼珠組72和第二內(nèi)圈73構(gòu)成，所述第二外圈71位于第二軸承座8 下方且與第二軸承座8固定連接，所述第二內(nèi)圈73和第二鋼珠組72可 繞第二外圈71轉(zhuǎn)動。在所述第二軸承7下方設(shè)有第二發(fā)電機(jī)13，所述第 二發(fā)電機(jī)13包括第二內(nèi)轉(zhuǎn)子131、第二外定子132和第二勵磁機(jī)22;所 述第二內(nèi)轉(zhuǎn)子131位于第二內(nèi)圈73下方且與第二內(nèi)圈73固定連接；所 述第二外定子132位于第二外圈71下方且與第二外圈71固定連接。所 述第二勵磁機(jī)22包括第二勵磁機(jī)定子221和第二勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子222，所述 第二勵磁機(jī)定子221與第二外定子132連接，所述第二勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子222 與第二內(nèi)轉(zhuǎn)子131連接。發(fā)電機(jī)中心柱20位于第二內(nèi)圈73、第二內(nèi)轉(zhuǎn)子 131和第二勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子222內(nèi)。所述第一勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子212和葉片9的下端 之間設(shè)有第一連接法蘭6a，所述葉片9的下端通過第一連接法蘭6a與第 一勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子212固定連接；所述第二勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子222和葉片9的上端 之間設(shè)有第二連接法蘭6b，所述葉片9的上端通過第二連接法蘭6b與第 二勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子222固定連接。在本實(shí)施例中，在所述第二軸承7上設(shè)有
16降低第二內(nèi)圈73轉(zhuǎn)速的減速裝置(未示出)，減速裝置(未示出)直接 作用在第二軸承7的第二內(nèi)圈73上。在所述塔柱1頂部設(shè)有吊架10，所 述吊架10與塔柱1頂部相樞接，所述吊架10上設(shè)有吊臂101、起重裝置 (未示出)和吊鉤102，起重裝置(未示出)與吊鉤102相連接，通過起 重裝置(未示出)實(shí)現(xiàn)對吊鉤102的升降。在所述塔柱1內(nèi)部設(shè)有升降 電梯，所述升降電梯包括轎廂12a和轎廂升降機(jī)構(gòu)12b，轎廂12a由轎廂 升降機(jī)構(gòu)12b實(shí)現(xiàn)升降。
如圖7至12所示，所述的葉片9由三個葉片單元91組成；葉片單 元91的橫截面為中間大兩端小的橄欖形，且兩小端中其中一端為圓端， 另一端為尖端，葉片單元91采用這種橫截面結(jié)構(gòu)，對風(fēng)能的利用率高。 所述的葉片單元91包括骨架911、葉身912、第一葉尖913及第二葉尖 914;葉身912安裝在骨架911上，骨架911處在葉身912內(nèi)；所述的第 一葉尖913設(shè)在葉身912沿葉片單元91的徑向方向上的一端，第一葉尖 913的尾部9131為所述的圓端，第一葉尖913的頭部9132伸入到葉身 912內(nèi)；所述的第二葉尖914設(shè)在葉身912沿葉片單元91的徑向方向上 與第一葉尖913相對的一端，第二葉尖914的尾部9141為所述的尖端， 第二葉尖914的尾頭部9142伸入到葉身912內(nèi)；如圖9至圖12，在葉身 912和第一葉尖913之間設(shè)有第一導(dǎo)軌組(未示出)，在葉身912和第二 葉尖914之間設(shè)有第二導(dǎo)軌組92;在骨架911和第一葉尖913之間設(shè)有 第第一液壓系統(tǒng)93，骨架911和第二葉尖914之間設(shè)有第二液壓系統(tǒng)94， 所述的第第一液壓系統(tǒng)93包括第一液壓泵(未示出)、第一液壓閥(未 示出)、第一液壓管(未示出)及第一液壓缸9301，如圖7所示，所述的 第一液壓缸9301包括第第一液壓缸體9302、第一活塞9303、第一活塞 桿9304及第一密封裝置9305 ，第一活塞9303安裝在第第一液壓缸體9302 內(nèi)，第一活塞桿9304的一端與第一活塞9303相連接，另一端與第一葉 尖913連接在一起，第第一液壓缸體9302固定在骨架911上，第一密封裝置9305安裝在第第一液壓缸體9302的兩端，所述的第二液壓系統(tǒng)94 包括第二液壓泵(未示出)、第二液壓閥(未示出)、第二液壓管(未示 出)及第二液壓缸9401 ，所述的第二液壓缸9401包括第二液壓缸體9402、 第二活塞(未示出)、第二活塞桿9403及第一密封裝置(未示出)，第二 活塞安裝在第一液壓缸體9402內(nèi)，第二活塞桿9403的一端與第二活塞 相連接，另一端與第二葉尖914連接在一起，第二液壓缸體9402固定在 骨架911上，第一密封裝置安裝在第一液壓缸體9402的兩端；采用液壓 系統(tǒng)作為運(yùn)動裝置，能夠使用在大功率的設(shè)備上，其傳動的平穩(wěn)性好， 在運(yùn)動時(shí)，能進(jìn)行無極變速，并且由于液壓缸體內(nèi)的介質(zhì)是液壓油，能 進(jìn)行自動潤滑，這樣，液壓系統(tǒng)的使用壽命長，因此，葉片的使用壽命 也長。在骨架911和葉身912之間還安裝有加強(qiáng)筋95，這樣，能增大骨 架911和葉身912之間的連接強(qiáng)度；在葉身912的靠近第一葉尖913的 一端部安裝有第一密封條96，在葉身912的靠近第二葉尖914的一端部 安裝有第一密封條97，這樣，能防止雨水、塵埃進(jìn)入到葉片單元內(nèi)，垂 直風(fēng)力發(fā)電機(jī)在工作時(shí)，能防止在葉片單元橫截面兩端形成對流而影響 垂直風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作效率。
如圖9所示，當(dāng)風(fēng)力小時(shí)，第一葉尖913和第二葉尖914為打開狀
態(tài)，這樣，葉片迎風(fēng)面的面積大，因此，垂直風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率大；如
圖10，當(dāng)風(fēng)力變大時(shí)，第一葉尖913在第第一液壓系統(tǒng)93的作用下沿第
一導(dǎo)軌組向骨架911方向上運(yùn)動，第一葉尖913收縮，同時(shí)，第二葉尖
914在第二液壓系統(tǒng)94的作用下沿第二導(dǎo)軌組92向骨架911方向運(yùn)動，
第二葉尖914收縮，此時(shí)，葉片的迎風(fēng)面的面積減小，垂直發(fā)電機(jī)的功
率得到自動的調(diào)整，采用這種結(jié)構(gòu)，能防止因風(fēng)速過大而引起垂直風(fēng)力
發(fā)電機(jī)失效。在本實(shí)施例，葉片9通過帶動第一勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子212轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動 第一內(nèi)轉(zhuǎn)子51和第一內(nèi)圈43轉(zhuǎn)動；與此同時(shí)，葉片9還通過帶動第二 勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子222帶動轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動第二內(nèi)轉(zhuǎn)子131和第二內(nèi)圈73轉(zhuǎn)動， 該結(jié)構(gòu)使得發(fā)電裝置的發(fā)電效率更高。
實(shí)施例3
如圖5至6所示，與實(shí)施例2所不同的是塔柱ll上設(shè)有兩個的發(fā) 電裝置，位于下層的發(fā)電裝置中包括第一下法蘭盤2a和第一上法蘭盤 2b、第一軸承座3、第一軸承4、第一發(fā)電機(jī)5、第一勵磁機(jī)21、發(fā)電機(jī) 中心柱20、第二軸承7、第二軸承座8、第二下法蘭盤lla和第二上法蘭 盤llb組成；并且在第二軸承7下方設(shè)有第二發(fā)電機(jī)13，所述第二發(fā)電 機(jī)13包括第二內(nèi)轉(zhuǎn)子131、第二外定子132和第二勵磁機(jī)22。位于上層 的發(fā)電裝置與下層的發(fā)電裝置在結(jié)構(gòu)上完全相同。兩個發(fā)電裝置的發(fā)電 原理與實(shí)施例2所述的發(fā)電裝置的發(fā)電原理一樣，這里不再詳細(xì)說明。
權(quán)利要求
1、一種垂直風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括塔柱、發(fā)電機(jī)和兩片以上的葉片，其特征在于所述塔柱為空心，在所述塔柱上設(shè)有一個以上的發(fā)電裝置；所述發(fā)電裝置由設(shè)置于塔柱上的第一下法蘭盤和第一上法蘭盤、第一軸承座、第一軸承、第一發(fā)電機(jī)、發(fā)電機(jī)中心柱、第二軸承、第二軸承座、第二下法蘭盤和第二上法蘭盤組成；所述第一下法蘭盤與塔柱相固定，所述第一上法蘭盤位于第一下法蘭盤上且與第一下法蘭盤固定連接，所述第一軸承座固定在第一上法蘭盤上，所述第一軸承由第一外圈、第一鋼珠組和第一內(nèi)圈構(gòu)成，所述第一外圈固定在第一軸承座上，所述第一內(nèi)圈和第一鋼珠組可繞第一外圈轉(zhuǎn)動；所述第一發(fā)電機(jī)包括第一內(nèi)轉(zhuǎn)子、第一外定子和第一勵磁機(jī)，所述第一內(nèi)轉(zhuǎn)子位于第一內(nèi)圈上且與第一內(nèi)圈固定連接，所述第一外定子位于第一外圈上且與第一外圈固定連接；所述發(fā)電機(jī)中心柱為空心，所述發(fā)電機(jī)中心柱設(shè)置于第一內(nèi)轉(zhuǎn)子內(nèi)；所述第一勵磁機(jī)包括第一勵磁機(jī)定子和第一勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子，所述第一勵磁機(jī)定子與第一外定子連接，所述第一勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子與第一內(nèi)轉(zhuǎn)子連接；在所述發(fā)電機(jī)中心柱上方依次設(shè)有第二軸承、第二軸承座、第二下法蘭盤和第二上法蘭盤，所述第二上法蘭盤與塔柱相固定，所述第二下法蘭盤位于第二上法蘭盤下方且與第二上法蘭盤固定連接，所述第二軸承座位于第二下法蘭盤下方且與第二下法蘭盤固定連接，所述第二軸承由第二外圈、第二鋼珠組和第二內(nèi)圈構(gòu)成，所述第二外圈位于第二軸承座下方且與第二軸承座固定連接，所述第二內(nèi)圈和第二鋼珠組可繞第二外圈轉(zhuǎn)動。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于所述第一勵磁 機(jī)轉(zhuǎn)子和葉片的下端之間設(shè)有第一連接法蘭，所述葉片的下端通過第 一連接法蘭與第一勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子固定連接；所述第二內(nèi)圈和葉片的上端 之間設(shè)有第二連接法蘭，所述葉片的上端通過第二連接法蘭與第二內(nèi) 圈固定連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于所述第二軸承下方設(shè)有第二發(fā)電機(jī)，所述第二發(fā)電機(jī)包括第二內(nèi)轉(zhuǎn)子和第二外定 子，所述第二內(nèi)轉(zhuǎn)子位于第二內(nèi)圈下方且與第二內(nèi)圈固定連接，所述第二外定子位于第二外圈下方且與第二外圈固定連接； 所述第二發(fā)電機(jī)設(shè)有第二勵磁機(jī)，所述第二勵磁機(jī)包括第二勵磁機(jī)定 子和第二勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子，所述第二勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子與第二內(nèi)轉(zhuǎn)子連接，所述 第一勵磁機(jī)定子與第一外定子連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的垂直風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于所述第一勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子和葉片的下端之間設(shè)有第一連接法蘭，所述葉片的下端通過第一連接法蘭與第一勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子固定連接；所述第二勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子和葉片 的上端之間設(shè)有第二連接法蘭，所述葉片的上端通過第二連接法蘭與 第二勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子固定連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)所述的垂直風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于-所述第一軸承或第二軸承上設(shè)有降低第一內(nèi)圈或第二內(nèi)圈轉(zhuǎn)速的減 速裝置。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1至5任意一項(xiàng)所述的垂直風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于-所述葉片包括一個以上的葉片單元，所述葉片單元的橫截面為中間大 兩端小的橄欖形，且兩小端中的其中一端為圓端，另一端為尖端；所述的葉片單元包括骨架及葉身，葉身安裝在骨架上，在葉片單元的徑 向方向上，葉身的一端設(shè)有第一葉尖，葉身的另一端設(shè)有第二葉尖， 第一葉尖的尾部為所述葉片單元的圓端，第二葉尖的尾部為所述葉片 單元的尖端，第一葉尖的頭部伸入到葉身內(nèi)，第二葉尖的頭部伸入到 葉身內(nèi)；所述骨架和第一葉尖之間設(shè)有帶動第一葉尖沿葉片單元徑向 方向運(yùn)動的第一運(yùn)動裝置，骨架和第二葉尖之間設(shè)有帶動第二葉尖沿葉片單元徑向方向運(yùn)動的第二運(yùn)動裝置；所述的第一葉尖與葉身之間 設(shè)有第一導(dǎo)軌組，第二葉尖與葉身之間設(shè)有第二導(dǎo)軌組，所述的葉片 單元連接后呈弧形。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的垂直風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于所述的第一運(yùn) 動裝置為第一液壓系統(tǒng)，第二運(yùn)動裝置為第二液壓系統(tǒng)；所述的第一 液壓系統(tǒng)包括第一液壓泵、第一液壓閥、第一液壓管及第一液壓缸； 所述的第一液壓缸包括第一液壓缸體、第一活塞、第一活塞桿及第一 密封裝置，所述的第一液壓缸體遠(yuǎn)離第一活塞桿的一端與骨架連接， 第一活塞桿遠(yuǎn)離第一液壓缸體的一端與第一葉尖連接；所述的第二液 壓系統(tǒng)包括第二液壓泵、第二液壓閥、第二液壓管及第二液壓缸；所 述的第二液壓缸包括第二液壓缸體、第二活塞、第二活塞桿及第二密 封裝置，所述的第二液壓缸體遠(yuǎn)離第二活塞桿的一端與骨架連接，第 二活塞桿遠(yuǎn)離第二液壓缸體的一端與第二葉尖連接。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于所述塔柱頂部 設(shè)有吊架，所述吊架與塔柱頂部相樞接，所述吊架上設(shè)有起重裝置和 吊鉤。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于所述塔柱內(nèi)部 設(shè)有升降電梯，所述升降電梯包括轎廂和轎廂升降機(jī)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種垂直風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括塔柱、發(fā)電機(jī)和兩片以上的葉片；所述塔柱為空心，在所述塔柱上設(shè)有一個以上的發(fā)電裝置；所述發(fā)電裝置由設(shè)置于塔柱上的第一下法蘭盤和第一上法蘭盤、第一軸承座、第一軸承、第一發(fā)電機(jī)、第一勵磁機(jī)、發(fā)電機(jī)中心柱、第二軸承、第二軸承座、第二下法蘭盤和第二上法蘭盤組成；在塔柱頂部設(shè)有吊架，在塔柱內(nèi)部設(shè)有升降電梯。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單安全、占地面積少、成本低，對風(fēng)能的利用率相當(dāng)高，另外該結(jié)構(gòu)便于維修和檢測。
文檔編號F03D3/06GK101550918SQ20091013715
公開日2009年10月7日 申請日期2009年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月27日
發(fā)明者鄧允河 申請人:廣州英格發(fā)電機(jī)有限公司