CN204783468U - 多层塔式垂直轴多风况风力发电机组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多层塔式垂直轴多风况风力发电机组，其包括底座、变速器和发电机，在底座上竖直叠加设有一个以上垂直轴风能转换组件，每个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；在每根立柱的上下端面上设有法兰；上下相邻的垂直轴风能转换组件的通过对应立柱上的法兰固定连接；上下相邻的垂直轴风能转换组件的旋转轴通过联轴器同轴固定连接。优点：垂直轴风能转换组件模块化设计，工厂生产，便于运输；易于组装，施工安装方便；可以在各种风况下带动大功率发电机进行发电,风能转化率高；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。
Description
技术领域：
本实用新型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力发电机组。
背景技术：
现有的垂直轴风力发电机组，其叶片转轴只有一个重心，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叶片转轴直径或使用斜拉绳减少共振；但是，增大叶片转轴直径会造成叶片转轴重量增加、加大制造成本，叶片转轴安装困难，在使用中，因叶片转轴重量加大，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，现有的垂直轴叶片转轴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。
实用新型内容：
本实用新型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力发电机组。
本实用新型由如下技术方案实施：多层塔式垂直轴多风况风力发电机组，其包括底座、变速器和发电机，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；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；在所述底座上设有所述变速器和所述发电机，所述发电机与所述底座上方的所述垂直轴风能转换组件的所述旋转轴底端通过所述变速器传动连接。
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。
本实用新型的优点：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，可以在各种风况下带动大功率发电机进行发电,风能转化率高；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、变速器22、发电机23。
具体实施方式：
实施例1：如图1至图3所示，多层塔式垂直轴多风况风力发电机组，其包括底座1、变速器22和发电机23，在底座1上竖直叠加设有三个形状相同的垂直轴风能转换组件2，每个垂直轴风能转换组件2包括六个立柱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和旋转轴9，其中，上外连接梁4、下外连接梁5分别与立柱3上、下两端形成正多边形结构，在正多边形结构的两个正多边形底面中心之间竖直设有旋转轴9；在旋转轴9的上端套设有上轴承6，在旋转轴9的下端套设有浮力轴承7，浮力轴承7为磁悬浮轴承；各个旋转轴9在磁悬浮轴承的支撑作用下不会对下方的旋转轴9形成纵向压力，稳定性能好，不易磨损；上轴承6与每根立柱3的上端对应设有内连接梁8，浮力轴承7与每根立柱3的下端对应设有内连接梁8；在上轴承6与浮力轴承7之间的旋转轴9上沿径向均匀设有三个叶片单元；每个叶片单元均由横连杆12、竖连杆13和叶片14组成，沿旋转轴9轴向由上向下水平固定设有两根以上横连杆12，竖连杆13与每根横连杆12的外端固定连接；在上下相邻的两根横连杆12之间的竖连杆13上设有叶片14；叶片14可以在各种风况下旋转；在每根立柱3的上下端面上设有法兰10；底座1与其上方的垂直轴风能转换组件2通过立柱3下端面的法兰10固定连接；上下相邻的垂直轴风能转换组件2的通过对应立柱3上的法兰10固定连接；上下相邻的垂直轴风能转换组件2的旋转轴9通过联轴器11同轴固定连接；各个垂直轴风能转换组件2的旋转轴9通过联轴器11配合传动连接，运转灵活，垂直度精准，坚固稳定；在底座1上设有变速器22和发电机23，发电机23与底座1上方的垂直轴风能转换组件2的旋转轴9底端通过变速器22传动连接；旋转的叶片14可以带动旋转轴9旋转将动力依次传至最下方的旋转轴9，进而带动与最下方旋转轴9连接的变速器22增速，并通过发电机23将机械能转化为电能并储存。
安装说明：将该多层塔式垂直轴多风况风力发电机组运至工作地点，在底座1顶部由下向上依次放置垂直轴风能转换组件2，使相邻的两个垂直轴风能转换组件2的旋转轴9通过联轴器11配合连接，通过螺栓将对应立柱3上的法兰10连接；在底座1下方放置发电装置，使最下方垂直轴风能转换组件2的旋转轴9与电装置的输入轴连接。
工作说明：叶片14在风力的作用下带动各个垂直轴风能转换组件2的旋转轴9旋转，各个旋转轴9依次将旋转的机械能向下传递至发电装置，发电装置将各个旋转轴9的机械能转换为电能并储存。
实施例2：如图4至图6所示，多层塔式垂直轴多风况风力发电机组，其包括底座1、变速器22和发电机23，在底座1上竖直叠加设有三个形状相同的垂直轴风能转换组件2，每个垂直轴风能转换组件2包括六个立柱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和旋转轴9，其中，上外连接梁4、下外连接梁5分别与立柱3上、下两端形成正多边形结构，在正多边形结构的两个正多边形底面中心之间竖直设有旋转轴9；在旋转轴9的上端套设有上轴承6，在旋转轴9的下端套设有浮力轴承7，浮力轴承7包括浮力轴承箱15、上连接轴承16、下连接轴承17、上磁环座18、上磁环19和下磁环20，其中，浮力轴承箱15外壁与内连接梁8固定连接；在浮力轴承箱15的上顶面和下底面上对应设有上连接轴承16和下连接轴承17；旋转轴9穿过浮力轴承箱15，上连接轴承16和下连接轴承17的内圈分别套装在旋转轴9上；在浮力轴承箱15内的旋转轴9上固定设有上磁环座18，在上磁环座18底部设有上磁环19；在浮力轴承箱15内的底板上方设有下磁环20，下磁环20与上磁环19的同性磁面相向设置；上磁环19与上磁环座18在下磁环20的浮力作用下带动旋转轴9悬空，不会对下方的旋转轴9形成压力；在上磁环座18与浮力轴承箱15内的底板之间的旋转轴9上套设有压力轴承21；各个旋转轴9在磁悬浮轴承的支撑作用下不会对下方的旋转轴9形成纵向压力，稳定性能好，不易磨损；上轴承6与每根立柱3的上端对应设有内连接梁8，浮力轴承7与每根立柱3的下端对应设有内连接梁8；在上轴承6与浮力轴承7之间的旋转轴9上沿径向均匀设有三个叶片单元；每个叶片单元均由横连杆12、竖连杆13和叶片14组成，沿旋转轴9轴向由上向下水平固定设有两根以上横连杆12，竖连杆13与每根横连杆12的外端固定连接；在上下相邻的两根横连杆12之间的竖连杆13上设有叶片14；叶片14可以在各种风况下旋转；在每根立柱3的上下端面上设有法兰10；底座1与其上方的垂直轴风能转换组件2通过立柱3下端面的法兰10固定连接；上下相邻的垂直轴风能转换组件2的通过对应立柱3上的法兰10固定连接；上下相邻的垂直轴风能转换组件2的旋转轴9通过联轴器11同轴固定连接；各个垂直轴风能转换组件2的旋转轴9通过联轴器11配合传动连接，运转灵活，垂直度精准，坚固稳定；在底座1上设有变速器22和发电机23，发电机23与底座1上方的垂直轴风能转换组件2的旋转轴9底端通过变速器22传动连接；旋转的叶片14可以带动旋转轴9旋转将动力依次传至最下方的旋转轴9，进而带动与最下方旋转轴9连接的变速器22增速，并通过发电机23将机械能转化为电能并储存。
安装说明：将该多层塔式垂直轴多风况风力发电机组运至工作地点，在底座1顶部由下向上依次放置垂直轴风能转换组件2，使相邻的两个垂直轴风能转换组件2的旋转轴9通过联轴器11配合连接，通过螺栓将对应立柱3上的法兰10连接；在底座1下方放置发电装置，使最下方垂直轴风能转换组件2的旋转轴9与电装置的输入轴连接。
工作说明：叶片14在风力的作用下带动各个垂直轴风能转换组件2的旋转轴9旋转，各个旋转轴9依次将旋转的机械能向下传递至发电装置，发电装置将各个旋转轴9的机械能转换为电能并储存。
Claims (5)
1.多层塔式垂直轴多风况风力发电机组，其特征在于，其包括底座、变速器和发电机，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；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；在所述底座上设有所述变速器和所述发电机，所述发电机与所述底座上方的所述垂直轴风能转换组件的所述旋转轴底端通过所述变速器传动连接。
2.根据权利要求1所述的多层塔式垂直轴多风况风力发电机组，其特征在于，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。
3.根据权利要求2所述的多层塔式垂直轴多风况风力发电机组，其特征在于，所述浮力轴承为磁悬浮轴承。
4.根据权利要求2所述的多层塔式垂直轴多风况风力发电机组，其特征在于，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。
5.根据权利要求4所述的多层塔式垂直轴多风况风力发电机组，其特征在于，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。
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Denomination of utility model: Windy condition wind generating set of tower vertical axis of multilayer Effective date of registration: 20191224 Granted publication date: 20151118 Pledgee: Inner Mongolia Hohhot Jingu Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Haidong sub branch Pledgor: Fan Deyi Registration number: Y2019150000025 |
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Date of cancellation: 20211227 Granted publication date: 20151118 Pledgee: Inner Mongolia Hohhot Jingu Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Haidong sub branch Pledgor: Fan Deyi Registration number: Y2019150000025 |
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Denomination of utility model: Multi storey tower vertical axis multi wind condition wind turbine Effective date of registration: 20211229 Granted publication date: 20151118 Pledgee: Inner Mongolia Hohhot Jingu Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Haidong sub branch Pledgor: Fan Deyi Registration number: Y2021150000086 |
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Date of cancellation: 20231110 Granted publication date: 20151118 Pledgee: Inner Mongolia Hohhot Jingu Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Haidong sub branch Pledgor: Fan Deyi Registration number: Y2021150000086 |
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Denomination of utility model: Multi story tower vertical axis wind turbine with multiple wind conditions Effective date of registration: 20231113 Granted publication date: 20151118 Pledgee: Inner Mongolia Hohhot Jingu Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Haidong sub branch Pledgor: Fan Deyi Registration number: Y2023150000156 |