[发明专利]多层塔式垂直轴多风况风能转换装置

说明书

技术领域：

本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种多层塔式垂直轴多风况风能转换装置。

背景技术：

现有的垂直轴风能转换装置，如垂直轴风机叶片，其垂直轴只有一个重心，稳定性低，转动时产生共振，发生不同心旋转，造成轴头磨损，影响使用寿命，常规解决共振的方法是加大旋转轴直径或使用斜拉绳减少共振；但是，增大旋转轴直径会造成旋转轴重量增加、加大制造成本，旋转轴安装困难，在使用中，因旋转轴重量加大，造成自身的旋转阻力就高，无法用于带动大功率发电机进行发电；而使用斜拉绳解决共振，会造成占地面积增大，增加使用成本；另外，现有的垂直轴风能转换装置需要在较大的风力作用下才能旋转，无法充分利用微风产能。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种组装方便、稳定性能好的多层塔式垂直轴多风况风能转换装置。

本发明由如下技术方案实施：多层塔式垂直轴多风况风能转换装置，其包括底座，在所述底座上竖直叠加设有一个以上形状相同的垂直轴风能转换组件，每个所述垂直轴风能转换组件包括三个以上的立柱、上外连接梁、下外连接梁、上轴承、浮力轴承、内连接梁和旋转轴，其中，所述上外连接梁、所述下外连接梁分别与所述立柱上、下两端形成正多边形结构，在所述正多边形结构的两个正多边形底面中心之间竖直设有所述旋转轴；在所述旋转轴的上端套设有所述上轴承，在所述旋转轴的下端套设有所述浮力轴承，所述上轴承与每根所述立柱的上端对应设有所述内连接梁，所述浮力轴承与每根所述立柱的下端对应设有所述内连接梁，各个所述旋转轴在所述浮力轴承的支撑作用下不会对下方的所述旋转轴形成纵向压力，稳定性能好，不易磨损；在所述上轴承与所述浮力轴承之间的所述旋转轴上沿径向均匀设有至少三个叶片单元；在每根所述立柱的上下端面上设有法兰；所述底座与其上方的所述垂直轴风能转换组件通过所述立柱下端面的所述法兰固定连接；上下相邻的所述垂直轴风能转换组件的通过对应所述立柱上的所述法兰固定连接；上下相邻的所述垂直轴风能转换组件的所述旋转轴通过联轴器同轴固定连接，各个所述垂直轴风能转换组件的所述旋转轴通过所述联轴器配合传动连接，运转灵活，垂直度精准，坚固稳定。

每个所述叶片单元均由横连杆、竖连杆和叶片组成，沿所述旋转轴轴向由上向下水平固定设有两根以上所述横连杆，所述竖连杆与每根所述横连杆的外端固定连接；在上下相邻的两根所述横连杆之间的所述竖连杆上设有所述叶片，所述叶片在微风的作用下就会带动所述旋转轴旋转。

所述浮力轴承为磁悬浮轴承。

所述浮力轴承包括浮力轴承箱、上连接轴承、下连接轴承、上磁环座、上磁环和下磁环，其中，所述浮力轴承箱外壁与所述内连接梁固定连接；在所述浮力轴承箱的上顶面和下底面上对应设有所述上连接轴承和所述下连接轴承；所述旋转轴穿过所述浮力轴承箱，所述上连接轴承和所述下连接轴承的内圈分别套装在所述旋转轴上；在所述浮力轴承箱内的所述旋转轴上固定设有所述上磁环座，在所述上磁环座底部设有所述上磁环；在所述浮力轴承箱内的底板上方设有所述下磁环，所述下磁环与所述上磁环的同性磁面相向设置。

在所述上磁环座与所述浮力轴承箱内的底板之间的所述旋转轴上套设有压力轴承。

本发明的优点：垂直轴风能转换组件模块化设计，工厂生产，便于运输；各个垂直轴风能转换组件通过立柱上方的法兰连接，易于组装，施工安装方便；整体节省占地面积；各个垂直轴风能转换组件内的旋转轴在浮力轴承的支撑作用下，将重量分散到立柱上，不会对下方的旋转轴形成纵向压力，旋转轴自身的旋转阻力低，可以在各种风况下转动做功,风能利用率高；旋转轴整体稳定性能好，转动时不会产生共振，不易磨损，使用寿命长，维护成本低。

附图说明：

图1为实施例1的整体结构示意图。

图2为图1的俯视图。

图3为实施例1的垂直轴风能转换组件结构示意图。

图4为实施例2的整体结构示意图。

图5为图4的俯视图。

图6为实施例2的垂直轴风能转换组件结构示意图。

底座1、垂直轴风能转换组件2、立柱3、上外连接梁4、下外连接梁5、上轴承6、浮力轴承7、内连接梁8、旋转轴9、法兰10、联轴器11、横连杆12、竖连杆13、叶片14、浮力轴承箱15、上连接轴承16、下连接轴承17、上磁环座18、上磁环19、下磁环20、压力轴承21。

具体实施方式：