[实用新型]双风轮垂直轴风力发电装置

说明书

本实用新型涉及一种双风轮垂直轴风力发电装置，该装置包括内风轮总成A、外风轮总成B、塔架支承总成C和发电机组总成D；所述内风轮总成A和外风轮总成B设置在塔架支承总成C上，内风轮总成A设置在外风轮总成B里面彼此按相反方向旋转构成垂直双立轴回转体系，所述内风轮总成A上的内风轮轴套装在外风轮总成B上的外风轮轴的外面，所述内风轮轴和外风轮轴可各自沿轴向相对转动带动发电机组总成D实现发电。该装置结构简单合理、能够保证在风力机垂直轴两侧产生动力、能够保证输出的力矩平衡、能够保证风力机在微风时也能发电、风能利用率高。

技术领域

本实用新型涉及发电装置领域，具体的说是一种双风轮垂直轴风力发电装置，该装置是利用风力能源、江河水流力能源、海洋洋流力能源等可再生能源发电的发电装置。

背景技术

人类面对化石燃料资源的枯竭，开发利用风力能源、江河水流力能源、海洋洋流力能源这些可再生能源发电非常必要和有效，这些能源的储量十分巨大，这些能源的利用环境友好，具有广泛的应用前景，目前世界上风力机发电的装机总量在逐年增加。

现今应用的风力机风轮主要有两类，一类是水平轴风轮，一类是垂直轴风轮。这两类风力机相比较，升力型(水平轴)技术比较成熟，被广泛应用，由于此类发电装置的发电机是安装在风塔的顶部，安装和维修不方便。大型水平轴风力机的桨叶非常笨重，桨叶的制造技术要求高，制造成本大，且桨叶容易损坏，发电设备启动风速高，微风状态下不能使用。水平轴风力机必须设计迎风装置稳定其迎风功能。另一类阻力型垂直轴(竖轴)风力机主要是Φ型、H型和S型，还有一些其它型状，由于结构的限制要么是启动风速高，要么是受风面积小，要么是旋转翼的加工难度大，很难大型化。由于一般性的垂直轴风力机的风叶在迎风阻力区域阻力比较大，存在效率不高还有输出力矩不平衡的问题。

但比较而言，垂直轴风力机比水平轴风力机的结构要简单，转动力矩大，生产成本、运行维护等费用要低，不需要设计迎风装置。最重要的是，垂直轴风力机可以放在建筑物的顶部，风力机和建筑物有机地结合在一起，使得风力机可以大量普及推广使用。风力机的风轮是风力机的关键部件，如何解决目前垂直轴风力机风轮存在的效率低、输出力矩不平衡的问题，这是提高风力机风能利用率的关键所在。如何设计出结构简单、加工容易、风能利用率高、输出力矩平衡的垂直轴风力机风轮，这是风电系统的一个难题，解决这个难题才可以使风能这种可再生能源得以广泛的应用。另外风力机和发电机的匹配也存在一定的问题，不能保证风力机微风时也能发电。

中国专利(申请号92236222.X)公布一种名称为“风帆式风力动力装置”的在先申请，该装置是在立轴上径向均匀分布3～4个风帆组成风轮，风帆呈矩形框架，框架中间可以安装一排排百叶窗片组件，也可用钢丝纵横交叉构成网框和在网丝上穿挂的呈鱼鳞状分布的金属薄片或若干块尼龙、帆布组成。上述的“风帆式风力动力装置”缺点是风帆叶片不能升降，当风力机遭遇狂风时会损坏；而且风帆叶片在迎风区虽然迎风角度可以自由调整但其产生阻力也是比较大的，关键是在垂直轴的两侧只能一侧产生动力，并且还要被另一侧的风帆在迎风区产生阻力消耗很大一部分，所以风能利用率比较低，输出力矩不平衡，这和中国古代传统的垂直轴风力机原理是一样的，这类风力机已经不适用了。

传统的垂直轴风力机装置，都是风力机风帆在垂直轴一侧顺风区产生动力，而当此风帆进入垂直轴的另一侧迎风区时会产生阻力，这既降低了风力机的效率，也使得输出力矩不平衡。

实用新型内容

为解决上述现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种双风轮垂直轴风力发电装置，该装置结构简单合理、能够保证在风力机垂直轴两侧产生动力、能够保证输出的力矩平衡、能够保证风力机在微风时也能发电、风能利用率高。