[发明专利]一种垂直轴风机或风力发电机

说明书

一、技术领域

本发明属于风能利用技术领域，尤其是适用于风力机械及风力发电技术领域。

二、背景技术

虽然水平轴螺旋桨式风力机的技术现在已经十分成熟，积累了大量的经验，研究得十分细致，但水平轴螺旋桨式风力机并不是最好的风力机，研究结果表明，垂直轴式的风力机在许多地方要比水平轴式的螺旋桨式风力机更有优越性，比如，垂直轴风机因具有发电效率高、维修方便、投资成本低等诸多优点，目前，在世界风电领域是大型风机技术发展的重要方向。

虽然垂直轴风机与水平轴风机相比较来说，有着显而易见的优势，但是，事实上目前风力发电主要还是采用了水平轴风机，其原因就是长期以来垂直轴风机存在着几个无法解决的问题，阻碍了垂直轴风机向大型化、主流机型的发展，其存在的问题主要有：传统垂直轴风机自启动性能差、主轴易引起谐振、刹车制动难度大等原因，未能大规模商业化生产。

另外，公知的垂直轴风机在不同的转角位置，做功的力矩不一样大，会导致输出功率波动，不管风速多么平稳都不可避免，如果是大型机组对于电网带来的干扰太大。

若能解决上述问题，垂直轴风机将成为大型风机技术发展的一个重要方向。

本发明成功的解决了长期以来阻碍垂直轴风机发展的主轴易引起谐振问题以及输出功率波动问题，为大型化垂直轴风机的发展打开了广泛的市场空间。

目前广泛应用的垂直轴风力发电机大多采用风轮连杆固定安装在主轴或传动轴上，风轮连杆的另一端安装有叶片，所述风轮连杆与叶片统称为风轮；例如：目前广泛使用的H型风机；对于V型风机或达里厄型风机或S型风机，虽然没有使用风轮连杆，但是，也是将风轮固定安装在主轴或传动轴上；以上所述多种型式的风机，其风轮连杆或风轮与主轴或传动轴上都是采用固定连接或紧固连接，风轮连杆或风轮与主轴或传动轴之间不能做相对位移，因此，当风轮连杆或风轮有上或下或左右振动时，势必要带动主轴或传动轴振动，引起主轴或传动轴的谐振；尤其当发展大型垂直轴风力发电机时，风轮的重量会非常大，其引起的振动也是很强大的，对风机的破坏力也是很大的。

公告号为：CN 201486772U，公告目是2010年05月26日，发明名称：“垂直轴大功率风力发电机”，公开了一套风力发电机，以风叶轴为轴心能转动的风叶轴两侧的大面积的叶片面积不一样，其风叶所在平面可以随风向的不同而旋转，从而可以改变风的阻力；所述风机虽然风叶可以绕风叶轴旋转，但其风轮辐或风轮毂与主轴之间仍然是固定连接或紧固连接，其风轮辐与本发明所述风轮连杆作用相同，也就是说，其风轮与主轴或传动轴之间不能做相对位移或上下位移，只是风轮内部各部件之间可以有相对位移，因此，当整体风轮有振动时，仍然引起主轴或传动轴的谐振；另外，其风机在不同的转角位置，做功的力矩不一样大，会导致输出功率波动，不管风速多么平稳都不可避免，如果是大型机组对于电网带来的干扰太大。

公告号为：CN 101666293A，公告日是2010年3月10日，发明名称：“一种横梁型垂直轴风力发电机”，公开了一套风力发电机，其风叶是随风摆动的在迎风周期时所述风叶会迎风张开以增加迎风面积，在逆风周期时所述风叶会背风闭合以减小迎风面积，所述风叶是安装在横梁上的，所述横梁需通过插入垂直销子锁定的。所述风机虽然风叶可以相对于横梁有位移，但横梁与主轴之间是固定连接或紧固连接，其横梁与本发明所述风轮连杆作用相同，也就是说，其风轮整体与主轴或传动轴之间不能做相对位移或上下位移，只是风轮内部各部件之间可以有相对位移，因此，当整体风轮有振动时，仍然引起主轴或传动轴的谐振；另外，其风机在不同的转角位置，做功的力矩不一样大，会导致输出功率波动，不管风速多么平稳都不可避免，如果是大型机组对于电网带来的干扰太大。

本发明通过主轴或传动轴与风轮之间采用活动连接的方式，成功地解决了长期以来困扰垂直轴风力发电机进一步发展的主轴易引起谐振的问题。

本发明通过采用减振套的方式，成功地解决了长期以来困扰垂直轴风力发电机进一步发展的“在不同的转角位置，做功的力矩不一样大，会导致输出功率波动”的问题。

三、发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种解决了主轴易引起谐振的垂直轴风机或风力发电机。

本发明所要解决的另一技术问题是，提供一种解决了主轴易引起谐振的垂直轴风机或风力发电机的制造方法。

本发明所要解决的另一技术问题是，提供一种解决了“在不同的转角位置，做功的力矩不一样大”问题的垂直轴风机或风力发电机。