[发明专利]垂直轴风轮机

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电机，也称为风轮机，且更特别地涉及垂直轴风力发电机。

背景技术

本发明人先前已经在2009年2月12日递交的中国专利申请200910003900.0中提出了一种无轴式垂直轴风轮机，其中该中国专利申请的全部内容在此通过引用并入，在该无轴式垂直轴风轮机中，转子包括有充分构架支撑的筒状转盘结构，该结构可旋转地支撑于一固定的垂直中空芯。翼形的转子叶片位于转子臂的远端部。由转子叶片上的气流产生的空气动力使得转盘围绕该中空芯转动。

转子臂可以为从转盘径向延伸的系-拉式(tie-stayed)桁架转子臂，或者为从转盘径向延伸的一对上部和下部桁架式转子臂，且在该对上部和下部桁架式转子臂之间置有一斜向延伸的系-拉式(tie-stayed)桁架。系-拉式(tie-stayed)臂从上部径向桁架式臂的内端部斜向延伸至下部径向桁架式臂的远端部。转子臂的系-拉式(tie-stayed)组件设计为增强转子臂的结构强度，以抗衡作用在叶片上的重力和离心力。然而，这样的系-拉式(tie-stayed)组件将导致对翼形叶片的内侧的气流和翼形叶片与转盘之间的气流产生阻力和干扰。

在200910003900.0中设想，转子臂可由空气动力外形的外壳包围，该外壳有效地将转子臂变成翼形叶片或翼。垂直轴风轮机的一个普遍问题为在弱风条件下转子可能不能或者至少存在困难进行自启动。而且，为了优化发电及保护风轮机，需要在某些情形下控制转子的速度或在某些情形下停止风机。已知的风轮机采用调角和失速装置以控制转子速度。

在200910003900.0中设想，利用转子的运动，通过设置于转盘下部横向止推滚子邻近的传动装置，机械转动在芯塔的发电机。传动装置包括一对齿轮，可旋转地设置在芯塔壁的开口内。较小齿轮接合设置在止推滚子下方，旋转盘下部的环状构件内周的环齿轮。随着转子的运动，环齿轮转动较小齿轮。较小齿轮固定于较大齿轮，较大齿轮接合发电装置齿轮转动发电装置。

本发明人试图改进先前的设计。

发明内容

在此公开了一种含固定的圆形芯的垂直轴风轮机。转子可旋转地支撑于该固定芯，并具有径向延伸的转子臂。风力接合叶片位于径向延伸的转子臂的远端部。每叶片包括至少两段直叶片，至少其中一段叶片以第一角度斜向倾斜。

在此还公开了设置于固定芯的发电机组和用于将该转子的旋转扭矩传递至该发电机组的扭矩传动系统。该扭矩传动系统包括一对配合齿轮，所述齿轮驱动与该发电机组联结的扭矩传动轴。该扭矩传动轴包括可轴向移动的联结件和枢转联结件。

相应地，本发明提供了根据任何一项从属权利要求的垂直轴风轮机。

根据仅以举例方式给出的下述描述，本发明的其它方面将会变得明白。

附图说明

现在将仅以举例的方式参照附图描述本发明的示例性实施例，在附图中：

图1为根据本发明的垂直轴风轮机的第一实施例的透视图示，

图2为垂直轴风轮机的第一实施例的剖面正视图示，

图3为根据本发明的垂直轴风轮机的第二实施例的透视图示，

图4为垂直轴风轮机的第二实施例的剖面正视图示，

图5为根据本发明的垂直轴风轮机的第三实施例的透视图示，

图6为垂直轴风轮机的第三实施例的剖面正视图示，

图7为根据本发明的垂直轴风轮机的第四实施例的透视图示，

图8为垂直轴风轮机的第四实施例的剖面正视图示，

图9为根据本发明的垂直轴风轮机的上部径向转子臂位置的剖面俯视图示，

图10为垂直轴风轮机的下部径向转子臂位置的剖面俯视图示，

图11为在图2标示为“细节A”的部分的局部剖面正视图示，及

图12为在图4、6和8标示为“细节B”的部分的局部剖面正视图示。

图13为通过转子臂展示阻力板用于干扰穿过叶片的气流的横断面图示。

图14为转子臂顶部展示阻力板的透视图示。

具体实施方式

在附图中，描述了根据本发明的无轴式垂直风轮机的各种实施例。风轮机包括三个基本功能部分，即：垂直支撑结构1、至少一个设置于该结构的风力驱动转子2和由所述转子驱动的用于发电的发电机3。如所描述的，风轮机可以包括单个转子，或者在未描述的其它实施例中，可以包括垂直叠置的独立旋转的多个转子。转子垂直地一个叠置在另一个之上，且每个转子与设置于垂直支撑结构的对应扭矩传动装置和发电单元连接。