[发明专利]垂直轴风力发电机的风轮传动系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种垂直轴风力发电机的风轮传动系统。

背景技术

在垂直轴风力发电机中，从结构的角度来看，支撑各种风轮叶片的中心轴是其中的关键 要素之一，因为，如果其具有的直径尺寸小，则会在风力载荷的脉动作用下发生严重变形， 可能导致整个结构进入共振，从而危及整个风动风轮的稳定性。一些制造商，为了克服由该 振动现象所导致的缺陷，采用大直径的中心轴，并且为了增加该结构的惯性扭矩，采用了具 有显著壁厚的轴。

克服上述问题并获得必要的刚性的这些结构性解决方案导致了采用具有显著尺寸的滚 动轴承，以及随之带来的摩擦所产生的高能量耗散和成本的增加。摩擦的能量耗散率构成了 极为不利的一面，尤其是在所述风动风轮的启动阶段，其需要相当大的风速，而在大多数的 装置中并不是总能得到。

本发明的主要目的在于克服这些有时甚至不能使用垂直轴风力发电机的不利方面。

本发明的另一目的在于提供用于垂直轴风动风轮的转动传动系统，其可克服现有技术的 缺陷，并可以合适的成本制造，从而能以有竞争力的成本在工业上大规模地制造。

发明内容

根据本发明，所述用于风动风轮的转动传动系统，其有利地包括三个同心轴，分别位于 外部和内部的第一轴和第三轴是可转动的，以便从风动叶片向风力发电机的轴传动，而所述 第二轴是固定的，且其与一支撑结构形成一体，并反过来又固定到地面上。

有利的是，根据本发明，所述三根轴是同心且同轴的。有利的是，根据本发明，所述第 一外轴与所述风力发电机的叶片形成一体并在第二固定轴的外部转动，且所述第三内转动轴 在所述第二固定轴的内部转动。

附图说明

下文中将结合附图，以非限制性的方式提供了本发明的优选实施方式，其中：

图1根据本发明示出了处于工作位置时的传动系统的侧视图；

图2示出了图1所示传动系统沿纵切面Y-Y的剖面图。

具体实施方式

图1根据本发明示出了垂直轴风动风轮的转动传动系统的结构示意图。

标号3表示的是直径为ФE的第一外轴，其上连接有垂直轴风动风轮的叶片1的径向臂2。

标号4表示的是被附接到框架8上、直径为ФI的第二轴，其具有显著的直径，并通过肋 条4a加固，所述肋条4a的一端位于下方的与所述框架8形成一体的更大尺寸的支撑盘4b上。

直径为ФC的第三内转动轴5容置来自于所述外轴3的转动，根据本发明，有利的是第 三内转动轴5只有通过所述叶片2的转动所传动产生的扭矩偏置，为此其仅需要小尺寸。

根据本发明，所述轴3、4、5的直径满足以下条件：ФC＜ФI＜ФE。

相对于外载荷，这种结构设置具有非常高的弯曲刚性和扭转刚性。

该实施方式还示出了所述第一轴3比其它两个轴4和5要短。

图2是图1的Y-Y向剖视图，其示出了本发明的传动系统的结构设置的更多细节。所述 外转动轴3具有容置在其内底座中的轴承19。所述轴承19优选被容置在封闭所述外转动轴3 的下端的套圈3a中的基座内。根据本发明的优选实施方式，所述轴承19优选滚珠轴承，其 具有浸渍在一种特殊润滑剂中的陶瓷滚珠和不锈钢轨道，从而确保非常高的可滑动性和高刚 性。应当理解的是，根据本发明，有利的是，当所述传动系统工作时，所述轴承19承受的是 纯径向负载，因为所述外转动轴3所承受的的轴向负载成分卸载至一轴向轴承14上，所述轴 向轴承14与所述轴承19相对，设置于所述轴3的另一端的上部。所述轴承14还由下方的减 振弹簧17有利地支撑，所述轴向负载转移到所述减振弹簧17上，且所述减振弹簧17通过螺 钉18预加载，所述螺钉18接合在通过螺钉15a附接在所述固定轴14上方的法兰15中。

在上法兰15的适配的基座中，还容置有介于所述法兰15和盖13之间的第一轴承12， 所述盖13从上方封闭所述外转动轴3，并通过螺钉13a与其相连接；以及介于所述法兰15 和所述内转动轴5之间的第二轴承16。所述法兰15还容纳有：在适配的轴向基座17a内的、 通过接合在所述法兰15中、由螺钉18预加载的减振弹簧17。

根据本发明，所述轴4被固定在所述框架8上，还可有利地建立显著的厚度，从而形成 高刚性结构，而不会影响所述传动系统的工作流畅性。