[发明专利]垂直双叶片双水轮无轴无齿组合式风力发电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种垂直双叶片双水轮无轴无齿组合式风力发电机，属于特大型风力发电技术领域。

背景技术

目前，垂直轴叶片大都使用在垂直轴风力发电机上，形成了垂直轴风车技术，由于垂直轴风车的中心轴和支杆长度支撑力受工艺上的限制，很难做成兆瓦级特大型垂直轴风电机组，目前水轮式垂直叶片风车都是通过将叶片安装在水轮上运转，为了叶片不晃动,不断增加水轮的重量，通过重量来保障风车的稳定性，在重压下，叶片难以启动，特别是单个叶片做成超高叶片时难以支撑，使风能利用率大大降低和难以实现在高风速情况下垂直叶片正常运转的技术难题。 

发明内容

本发明目的提供了一种垂直双叶片双水轮无轴无齿组合式风力发电机，在不增加水轮在水中面积和阻力的情况下，通过阻力型和升力型双叶片的双功能来提高风能利用率，并且在叶片增加高度后，双水轮的间隔距离也随之加大，增加了叶片支撑强度和稳定性，无轴无齿组合式风力发电机，取消了风车的转动轴和传动齿轮，通过摩擦传动，带动发电机发电，实现数兆瓦级的特大型风力发电机组，解决背景技术中存在的上述问题。

本发明的技术方案是：

垂直双叶片双水轮无轴无齿组合式风力发电机，包括垂直双叶片、环形外水轮、环形内水轮、双环水槽、耐磨摩擦片、圆盘摩擦片、传动齿轮和盘式风力发电机，所述的垂直双叶片分别为垂直布置的升力叶片和阻力叶片，升力叶片设置在环形外水轮上，阻力叶片设置在环形内水轮上；双环水槽设有内环水槽和外环水槽，环形外水轮和环形内水轮分别匹配设置在内环水槽和外环水槽内；环形外水轮和环形内水轮的外沿圆周设有耐磨摩擦片，与圆盘摩擦片相匹配，圆盘摩擦片通过传动齿轮与盘式风力发电机连接；内环水槽和外环水槽内有水，垂直布置的升力叶片和阻力叶片带动环形外水轮和环形内水轮在内环水槽和外环水槽的水面上漂浮转动，减小阻力；环形外水轮和环形内水轮的外沿圆周设有耐磨摩擦片，通过摩擦传动，带动圆盘摩擦片转动，圆盘摩擦片再通过传动齿轮带动盘式风力发电机发电。本发明垂直双叶片通过双环水槽进行定位，利用水浮原理推动环形外水轮和环形内水轮运转，取消了普通风力发电的中心轴和大型齿轮。

所述的升力叶片其形状为吊钩形，阻力叶片为半圆形阻力叶片； 升力叶片的正弦直线与环形外水轮的中心点呈97度夹角进行固接；阻力叶片为半圆形，半圆切面直线同环形内水轮中心点直线在同一条线上并固接在环形内水轮上。升力叶片和阻力叶片分别装在直径不同的环形外水轮和环形内水轮上；升力叶片和阻力叶片之间，上部通过三角连接杆连接，下部通过升力叶片连接杆连接，升力叶片和阻力叶片成对出现，数量为多对，所有的升力叶片和阻力叶片上部均进行环状串接。

所述的环形外水轮和环形内水轮为空心环形水轮，环形外水轮和环形内水轮是两个截面不同的方形空心环状结构组成，分别放置在两个直径不同的内环水槽和外环水槽内，环形外水轮和环形内水轮底部均装有四个以上的定位轴，定位轴插入内环水槽和外环水槽的滑道中，使环形外水轮和环形内水轮同内环水槽和外环水槽在运转过程中进行定位。它们的连接结构为：垂直双叶片分别为相互连接的升力叶片和阻力叶片，一个升力叶片横在环形外水轮和环形内水轮之间，如同飞机翅膀一样呈机翼形状，当风车转动到一定速度时，达到使环形外水轮和环形内水轮漂浮在水面的力，减少环形外水轮和环形内水轮在水中的阻力，同时又达到了固接环形外水轮和环形内水轮的目的。

本发明的无中心轴结构是指环形外水轮和环形内水轮没有安装支杆和中心轴，依靠环形外水轮和环形内水轮在双环水槽中的定位点进行定位，和双环水槽上部的支杆与滑道进行双向定位；本发明没有风车轴也没有通过中心轴同外圆周上的垂直双叶片进行连接，当升力叶片快速运转时，环形外水轮和环形内水轮上的定位轴产生了一个离轨上升的间隙，减少了轨道上的摩擦力，还起到了一个定位作用，环形外水轮和环形内水轮还在水面以上进行垂直连接形成一体。

本发明的无齿结构是在环形外水轮和环形内水轮上沿圆周全部装有耐磨摩擦片，同盘式风力发电机传动轴上的圆盘摩擦片相摩擦，传动轴下方装有传动齿轮，同盘式风力发电机齿轮进行啮合，带动盘式风力发电机发电。圆盘摩擦片的传动轴上装有自动压紧装置或弹簧压紧装置。通过自动控制，当风大时可以将盘式风力发电机上的圆盘摩擦片压紧，控制风车的快速旋转，起到刹车作用。