[实用新型]一种垂直轴风力发电设备

说明书

本实用新型公开了一种垂直轴风力发电设备，包括框架、上轴承座、垂直轴、扇叶轴、扇叶、下轴承座、发电机、发电机固定板、支撑架、滚动轴承、推力轴承、联轴器和限位杆；垂直轴的上端安装于上轴承座的滚动轴承的内圈中，下端安装在下轴承座的滚动轴承和推力轴承的内圈中；扇叶轴通过轴承安装在垂直轴上，轴承内圈与扇叶轴连接，外圈与垂直轴连接；扇叶固定于扇叶轴的两端，并且两端的扇叶相互之间呈90°夹角布置；扇叶轴分层布置在垂直轴上，相邻两层的扇叶轴相互垂直布置，每一层具有两个扇叶轴，每层的两个扇叶轴同一侧的扇叶能够相互配合，在扇叶轴一侧的扇叶张开180°时另一侧扇叶闭合到0°；所述限位杆与垂直轴连接，与扇叶配合。

技术领域

本实用新型涉及风力发电机，具体是一种垂直轴风力发电设备。

背景技术

目前的风力发电机主要分为两种，一种为水平轴风力发电机，另一种为垂直轴风力发电机。水平轴风力发电机需要设置偏航系统，工作过程中应力无法分散，抗风能力差，且轴承使用数量较多，致使结构复杂，造价高且易出现故障，另外，水平轴风力发电机在风速较小时难以启动，大多数时间处于静止状态，风能利用率很低。垂直轴风力发电机分为阻力型和升力型两种，升力型风机转速较高，旋转惯性大，结构相对简单，成本较低，但此结构在垂直轴风力发电机开始运行时启动比较困难，尤其是在风速较小的情况下运转性能差；阻力型风机的优点是启动转矩较大，启动性能良好，但是它的转速较低，风能的利用率甚至还低于水平轴风力发电机。

申请号201410368026.1的文献公开了一种垂直轴风力发电机，该设备采用固定扇叶的方式收集风能，当风吹来时一侧扇叶提供正向转矩的同时另一侧的扇叶也会产生较大的逆向转矩，因此对于风力的利用效率依然很低。又如申请号200910012160.7的文献公开了一种垂直轴风力发电机。此设备通过可以活动的多个折叠单元组成一个大扇叶，虽然在一定程度上解决了对风力利用效率的问题，但是其零件数量大、结构复杂，相应的制造成本和维修成本也较高。因此，设计一种机构简单、工作稳定、效率高的垂直轴风力发电设备成为亟待的解决的问题。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型拟解决的技术问题是，提供一种垂直轴风力发电设备。

本实用新型解决所述技术问题的技术方案是，提供一种垂直轴风力发电设备，其特征在于该设备包括框架、上轴承座、垂直轴、扇叶轴、扇叶、下轴承座、发电机、发电机固定板、支撑架、滚动轴承、推力轴承、联轴器和限位杆；

所述上轴承座和下轴承座均与框架连接；所述上轴承座和下轴承座中均安装有滚动轴承；所述推力轴承放置在下轴承座中；所述垂直轴的上端安装于上轴承座的滚动轴承的内圈中，下端安装在下轴承座的滚动轴承和推力轴承的内圈中；所述发电机架安装于支撑架上；所述发电机固定于发电机架上；所述发电机的输出端通过联轴器与垂直轴的一端连接；所述扇叶轴通过轴承安装在垂直轴上，轴承内圈与扇叶轴连接，外圈与垂直轴连接；所述扇叶固定于扇叶轴的两端，并且两端的扇叶相互之间呈90°夹角布置；扇叶轴分层布置在垂直轴上，相邻两层的扇叶轴相互垂直布置，每一层具有两个扇叶轴，每层的两个扇叶轴同一侧的扇叶能够相互配合，在扇叶轴一侧的扇叶张开180°时另一侧扇叶闭合到0°；所述限位杆与垂直轴连接，与扇叶配合。

与现有技术相比，本实用新型有益效果在于：

1、夹角为90°的扇叶固定在同一个扇叶轴上，扇叶轴可以水平旋转，这样的两个扇叶组搭配可以实现迎风面达到最大迎风面积时，背风侧扇叶正好转动到0°夹角，几乎不产生逆向的转矩。在垂直轴上垂直放置多个扇叶轴使得与相同大小的发电设备相比产生更大的迎风面积，发电效率远远高于固定扇叶型的垂直轴风力发电设备。

2、本实用新型在活动扇叶的数量上大大减少，扇叶的调整更为迅速高效，在结构上更加简单，对于强风的适应能力更强。不易损坏，生产制造维修的成本更低。