本發(fā)明屬于風(fēng)能利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其是適用于風(fēng)力機械及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

發(fā)展150米以上高空風(fēng)力發(fā)電，或超大型風(fēng)力發(fā)電機，垂直軸風(fēng)力發(fā)電機具有巨大的優(yōu)勢，垂直軸風(fēng)力發(fā)電機可以將發(fā)電機系統(tǒng)安裝在地面，利用風(fēng)機主軸將高空風(fēng)輪接收的風(fēng)能傳遞到地面發(fā)電機系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為電能。但是，由于主軸重量很重，將對發(fā)電機系統(tǒng)帶來極大的壓力，由于主軸很長，在高空產(chǎn)生的任何微小的晃動或偏移，將對地面的發(fā)電機系統(tǒng)產(chǎn)生巨大的破壞力矩；因此，發(fā)明一種使主軸穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，不產(chǎn)生任何偏移，且可以減輕對發(fā)電機壓力的裝置是十分必要和有優(yōu)勢的。

現(xiàn)有技術(shù)，目前1兆瓦以下的中小型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機都是將發(fā)電機安裝在塔桿或塔架的頂部，主軸直接安裝在發(fā)電機上，這樣的結(jié)構(gòu)是不需要主軸穩(wěn)定裝置的，但是，這樣的結(jié)構(gòu)也是體現(xiàn)不了垂直軸風(fēng)力發(fā)電機的優(yōu)勢的，垂直軸風(fēng)力發(fā)電機最大的優(yōu)勢就是可以將發(fā)電機安裝在地面或遠(yuǎn)離風(fēng)輪或葉片的地方，所述遠(yuǎn)離風(fēng)輪或葉片的地方是指發(fā)電機距離葉片與主軸的連接位置在20米或50米以上的。還有一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機或達(dá)里厄型是用幾根長長的鋼索或鋼支架將主軸的頂端與地面連接，其不足之處是其鋼索或鋼支架必須安裝在風(fēng)機葉片的外部，需要繞過葉片，防止與葉片產(chǎn)生碰撞，這樣的結(jié)構(gòu)，不足之處是，當(dāng)風(fēng)吹過時，其自身就會產(chǎn)生巨大的晃動，帶來不穩(wěn)定因素，根本無法穩(wěn)定主軸；且其向下的拉力，還會增加主軸對發(fā)電機的壓力，再有不足之處就是耗費原材料巨大，帶來成本的提高。

由于公知垂直軸風(fēng)力發(fā)電機是將主軸的全部重量壓在發(fā)電機上，因此，在維修發(fā)電機時帶來很大的困難。因此，發(fā)明一種可以使檢修發(fā)電機更簡單的裝置，是十分必要和有優(yōu)勢的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的另一目的，是提供一種使檢修發(fā)電機更簡單的裝置。本發(fā)明的目的是，發(fā)明一種使主軸穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，不產(chǎn)生任何偏移，且可以減輕對發(fā)電機壓力的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機；本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種帶主軸穩(wěn)定裝置的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機。本發(fā)明的目的和作用之一是，提供一種很輕甚至為零或為負(fù)的風(fēng)輪或葉片；本發(fā)明的另一目的和作用是，提供一種風(fēng)輪或葉片的內(nèi)部支撐體，可以有效地降低內(nèi)部支撐體的重力或重量，甚至可以替代現(xiàn)有的支撐體；本發(fā)明的目的和作用還有，可以使風(fēng)輪或葉片在運轉(zhuǎn)的過程中，降低其自身的顫動或震動，減少能量損失，提高設(shè)備的使用壽命。

一種主軸可分離式垂直軸風(fēng)力機，包括發(fā)電機、主軸、風(fēng)輪或葉片，其特征是，所述主軸是可分離式的，所述主軸是可分離式是指主軸可以分成兩部分，所述主軸的下半部分安裝在發(fā)電機上，在所述下半部分主軸的上面，安裝有主軸的上半部分，所述上半部分和下半部分是可以安裝在一起，形成一個固定的整體；當(dāng)需要檢修發(fā)電機是。也可以將上半部分和下半部分拆為兩個獨立的部分。這樣最有利于發(fā)電機的維修。所述主軸的上半部分和下半部分是采用法蘭盤螺釘連接，也可以是套筒式連接或任意公知連接方式。

一種帶主軸穩(wěn)定裝置的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機，包括發(fā)電機、主軸、主軸主軸穩(wěn)定裝置、風(fēng)輪或葉片，其特征是，在所述主軸上，安裝有主軸穩(wěn)定裝置，所述主軸穩(wěn)定裝置，是可以保持主軸穩(wěn)定運行，使主軸不產(chǎn)生偏移運動或晃動的裝置或保持主軸始終處于穩(wěn)定狀態(tài)的裝置；或所述主軸穩(wěn)定裝置是可以承擔(dān)或部分承擔(dān)主軸重量的裝置。所述穩(wěn)定狀態(tài)是指主軸保持不產(chǎn)生晃動。

優(yōu)選的，所述主軸穩(wěn)定裝置，是安裝在葉片連桿與主軸的連接點的下面。

優(yōu)選的，所述主軸穩(wěn)定裝置，是安裝在風(fēng)輪或葉片掃風(fēng)直徑范圍之內(nèi)。這樣所述主軸穩(wěn)定裝置就不會與葉片向碰撞了。也就是說，所述主軸穩(wěn)定裝置，是安裝在風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)平面與地面的垂直投影范圍之內(nèi)的。也就是說，所述主軸穩(wěn)定裝置的橫向尺寸，小于風(fēng)輪或葉片旋轉(zhuǎn)平面的直徑。

優(yōu)選的，當(dāng)所述主軸穩(wěn)定裝置安裝在風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)平面與地面的垂直投影范圍之外時，也就是說，當(dāng)所述主軸穩(wěn)定裝置的橫向尺寸大于風(fēng)輪或葉片旋轉(zhuǎn)平面的直徑時，所述主軸穩(wěn)定裝置的高度應(yīng)當(dāng)?shù)陀陲L(fēng)輪或葉片的最低點。

優(yōu)選的，所述主軸穩(wěn)定裝置，是適用于葉片連桿與主軸的連接點下面的主軸長度大于20米。

優(yōu)選的，所述主軸穩(wěn)定裝置，是公知塔架式裝置，在所述支撐架上，安裝有至少一個軸承，軸承安裝在主軸上；所述主軸穩(wěn)定裝置是安裝在地面上或安裝在固定裝置上。所述軸承，是可以保持主軸穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，不產(chǎn)生偏移或傾斜運動的裝置或保持主軸始終處于垂直狀態(tài)的裝置；或/和所述主軸穩(wěn)定裝置是可以承擔(dān)或部分承擔(dān)主軸重量的裝置。從而可以減輕主軸對發(fā)電機的壓力。

優(yōu)選的，所述主軸穩(wěn)定裝置，是公知塔筒裝置，在所述塔筒裝置上，安裝有至少一個軸承，所述軸承安裝在主軸上；所述主軸穩(wěn)定裝置是安裝在地面上或安裝在固定裝置上。所述軸承，是可以保持主軸穩(wěn)定運行，不產(chǎn)生偏移或傾斜運動的裝置或保持主軸始終處于垂直狀態(tài)的裝置；或所述主軸穩(wěn)定裝置是可以承擔(dān)或部分承擔(dān)主軸重量的裝置。

所述軸承，可以是采用承重軸承。

所述軸承，是安裝在葉片連桿與主軸的連接點的下面。

優(yōu)選的，本發(fā)明所述風(fēng)機風(fēng)輪或葉片，包括風(fēng)輪或葉片的殼體，其特征是，在所述風(fēng)輪或葉片上或在所述風(fēng)輪或葉片的內(nèi)部，安裝或設(shè)置有密閉空間裝置；在所述密閉空間裝置內(nèi)盛有密度小于空氣的氣體，或在所述密閉空間裝置內(nèi)是稀薄空氣。

所述密度小于空氣的氣體，是指所有相對分子量小于29的氣體的密度,都小于空氣的密度，例如,氫氣、氦氣、氖氣、氮氣、一氧化碳、甲烷,氟化氫、乙炔等。

優(yōu)選的，所述密閉空間裝置內(nèi)盛有氫氣或氦氣或氖氣或氮氣或所述氣體的任意比例混合體。

最優(yōu)選的是使用氦氣。但為了降低成本，也可以使用氫氣和氮氣或氫氣和氦氣的混合氣體，這樣既可以克服單獨使用氫氣容易引爆的缺點，還可以降低成本，也可以達(dá)到我們的使用目的。

所述密閉空間裝置是密封后氣體不再外泄的裝置。

所述密閉空間裝置可以采用任意材料，包括軟性材料或硬質(zhì)材料。

當(dāng)所述密閉空間裝置采用軟性材料時，例如，采用橡膠類膜材料或塑料類膜材料時，須在其內(nèi)部充入密度小于空氣的氣體，例如氦氣或氫氣與氮氣的混合體；橡膠類膜材料或塑料類膜材料體積便會膨脹，然后密封。所述密閉空間裝置在空氣中產(chǎn)生向上的浮力，所述浮力就會抵消或部分抵消風(fēng)輪或葉片向下的重力，從而降低風(fēng)輪或葉片的重量，當(dāng)所述密閉空間裝置體積足夠大時，其所產(chǎn)生的浮力大于風(fēng)輪或葉片向下的重力時，所述風(fēng)輪或葉片的重量即為零或負(fù)值。

當(dāng)所述密閉空間裝置采用硬質(zhì)材料時，其有兩種選擇，即可以采用在其內(nèi)部充入密度小于空氣的氣體產(chǎn)生浮力，也可以將其內(nèi)部空間內(nèi)的空氣抽出，形成稀薄空氣，也即在其內(nèi)部形成真空狀態(tài)，也可以產(chǎn)生向上的浮力，所述浮力就會抵消或部分抵消風(fēng)輪或葉片向下的重力，從而降低風(fēng)輪或葉片的重量。

當(dāng)所述密閉空間裝置內(nèi)的氣體壓力足夠大時，其完全可以替代或部分替代風(fēng)輪或葉片內(nèi)部的支撐體，從而減少支撐體材料，降低風(fēng)輪或葉片本身的重量。

我們通過大量的計算及模擬實驗得出結(jié)論，當(dāng)密閉空間裝置內(nèi)的氣體壓力大于1.5—2個大氣壓時，其完全可以替代或部分替代風(fēng)輪或葉片內(nèi)部的支撐體。

當(dāng)所述密閉空間裝置采用軟性材料時，由于其可以和風(fēng)輪或葉片的內(nèi)部更緊密的貼合，當(dāng)其充滿壓力時，可以緊密的貼合在風(fēng)輪或葉片的內(nèi)壁上且對內(nèi)壁形成非常均勻的壓力，因此，可以使風(fēng)輪或葉片在運轉(zhuǎn)時減小顫動或震動，可以減少能量損失，提高發(fā)電效率并同時提高設(shè)備的使用壽命。

所述密閉空間裝置也可以是風(fēng)輪或葉片殼體本身，在所述殼體內(nèi)部，設(shè)置好一定的區(qū)域，充滿密度小于空氣的氣體，然后密封。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明提供了一種主軸可分離式垂直軸風(fēng)力機，包括發(fā)電機、主軸、風(fēng)輪或葉片，其特征是，所述主軸是可分離式的，所述主軸是可分離式是指主軸可以分成兩部分，所述主軸的下半部分安裝在發(fā)電機上，在所述下半部分主軸的上面，安裝有主軸的上半部分，所述上半部分和下半部分是可以安裝在一起，形成一個固定的整體；當(dāng)需要檢修發(fā)電機是。也可以將上半部分和下半部分拆為兩個獨立的部分。這樣最有利于發(fā)電機的維修。

四、附圖說明：

圖1是本發(fā)明所述垂直軸風(fēng)機結(jié)構(gòu)原理主視圖示意圖；

圖2是本發(fā)明所述另一垂直軸風(fēng)機結(jié)構(gòu)原理主視圖示意圖；

圖3是本發(fā)明所述再一垂直軸風(fēng)機結(jié)構(gòu)原理主視圖示意圖；

附圖標(biāo)志

1風(fēng)機葉片2密閉空間裝置3風(fēng)機葉片4風(fēng)機主軸5軸承6發(fā)電機系統(tǒng)

7主軸穩(wěn)定裝置8法蘭盤9葉片連桿與主軸的連接點

五、具體實施方式

下面結(jié)合附圖與具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述：

實施例一：

如圖1所示，圖1是本發(fā)明所述垂直軸風(fēng)機結(jié)構(gòu)原理主視圖示意圖；左視圖與俯視圖為公知常識，省略。圖1所示為帶主軸支撐裝置的垂直軸風(fēng)機結(jié)構(gòu)原理主視圖示意圖，所述主軸穩(wěn)定裝置7為塔架式結(jié)構(gòu)，在穩(wěn)定裝置7上安裝有至少一個軸承5，所述軸承5安裝在主軸4上，所述軸承的作用，是使主軸在旋轉(zhuǎn)時保持穩(wěn)定，減少主軸的晃動，并同時可以承擔(dān)主軸的重量。主軸4與發(fā)電機系統(tǒng)6相連接。所述主軸支撐裝置7安裝在地面上。在所述風(fēng)機葉片1或/和3內(nèi)，安裝有密閉空間裝置。

所述主軸穩(wěn)定裝置，是安裝在葉片連桿與主軸的連接點9的下面。

優(yōu)選的，所述主軸穩(wěn)定裝置，是安裝在風(fēng)輪或葉片掃風(fēng)直徑范圍之內(nèi)。這樣就所述主軸穩(wěn)定裝置就不會與葉片向碰撞了。

實施例二：

如圖2所示，圖2是本發(fā)明所述垂直軸風(fēng)機結(jié)構(gòu)原理主視圖示意圖；左視圖與俯視圖為公知常識，省略。圖2所示為帶主軸支撐裝置的垂直軸風(fēng)機結(jié)構(gòu)原理主視圖示意圖，所述主軸支撐裝置7為塔筒式結(jié)構(gòu)，在支撐裝置7上安裝有至少一個軸承5，所述軸承安裝在主軸4上，主軸4與發(fā)電機系統(tǒng)6相連接。所述主軸支撐裝置7安裝在地面上。在所述風(fēng)機葉片1或/和3內(nèi)，安裝有密閉空間裝置。

實施例三：

如圖3所示，圖3是本發(fā)明所述垂直軸風(fēng)機結(jié)構(gòu)原理主視圖示意圖；左視圖與俯視圖為公知常識，省略。圖3所示為帶主軸支撐裝置的垂直軸風(fēng)機結(jié)構(gòu)原理主視圖示意圖，所述主軸支撐裝置7為塔架式結(jié)構(gòu)，在支撐裝置7上安裝有至少一個軸承5，所述軸承5安裝在主軸4上，所述軸承的作用，是使主軸在旋轉(zhuǎn)是保持穩(wěn)定，減少主軸的晃動，并同時可以承擔(dān)主軸的重量。主軸4與發(fā)電機系統(tǒng)6相連接。所述主軸支撐裝置7安裝在地面上。在所述風(fēng)機葉片1或/和3內(nèi)，安裝有密閉空間裝置。所述主軸是分為兩部分，在所述主軸的下半部分安裝有法蘭盤8，所述法蘭盤可以連接主軸的上半部分和下半部分。在所述風(fēng)機葉片1或/和3內(nèi)，安裝有密閉空間裝置。