[实用新型]一种对称力矩式垂直轴风机或风力发电机

说明书

一、技术领域

本发明属于风能利用技术领域，尤其是适用于风力机械及风力发电技术领域。

二、背景技术

虽然水平轴螺旋桨式风力机的技术现在已经十分成熟，积累了大量的经验，研究得十分细致，但水平轴螺旋桨式风力机并不是最好的风力机，研究结果表明，垂直轴式的风力机在许多地方要比水平轴式的螺旋桨式风力机更有优越性，比如，垂直轴风机因具有发电效率高、维修方便、投资成本低等诸多优点，目前，在世界风电领域是大型风机技术发展的重要方向。

虽然垂直轴风机与水平轴风机相比较来说，有着显而易见的优势，但是，事实上目前风力发电主要还是采用了水平轴风机，其原因就是长期以来垂直轴风机存在着几个无法解决的问题，阻碍了垂直轴风机向大型化、主流机型的发展，其存在的问题主要有：目前公知的垂直轴风机在不同的转角位置，做功的力矩不一样大，会导致输出功率波动，不管风速多么平稳都不可避免，如果是大型机组对于电网带来的干扰太大。

若能解决上述问题，垂直轴风机将成为大型风机技术发展的一个重要方向。

本发明成功的解决了长期以来阻碍垂直轴风机发展的输出功率波动问题，为大型化垂直轴风机的发展打开了广泛的市场空间。

目前广泛应用的垂直轴风力发电机大多采用风轮连杆固定安装在主轴或传动轴上，风轮连杆的另一端安装有叶片，所述风轮连杆与叶片统称为风轮；所述风轮连杆或风轮与主轴或传动轴的连接作用力点是在主轴或传动轴的靠近相应风叶一侧，因此，当相应风叶受到风力的作用带动主轴或传动轴旋转时，作用在主轴或传动轴上的力矩是一个单侧的偏力矩，因此，当风叶在不同的转角位置，做功的力矩不一样大，会导致输出功率波动，不管风速多么平稳都不可避免，如果是大型机组对于电网带来的干扰太大，这个问题单纯用文字难于表述清楚，本发明在后面的附图说明中有更详细的解释；本发明通过引入将作用力点分布在主轴或传动轴上的相应对称的部位，尤其是引入了使用对称力矩的方法，使单一方位的风机叶片，作用在主轴或传动轴上的力矩是对称力矩，成功的消除了“风机在不同的转角位置，做功的力矩不一样大，会导致输出功率波动的问题。”。

例如：目前广泛使用的H型风机；对于V型风机或达里厄型风机或S型风机，虽然没有使用风轮连杆，但是，也是将风轮固定安装在主轴或传动轴上；以上所述多种型式的风机，其风轮连杆或风轮与主轴或传动轴上的连接都是采用作用力点在主轴或传动轴上最靠近风叶的一侧，因此都会产生“风机在不同的转角位置，做功的力矩不一样大，会导致输出功率波动的问题。”。

在许多风机上，主轴或传动轴不是直接与风叶连接，主轴或传动轴上还有轴套，风轮连杆或风轮是安装在轴套上的，其力矩的作用原理与直接安装在轴上是相同的。本发明中，简化视为与直接安装在轴上是相同的。

三、发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种解决了“在不同的转角位置，做功的力矩不一样大”问题的对称力矩式垂直轴风机或风力发电机。

本发明所要解决的另一技术问题是，提供一种解决了“在不同的转角位置，做功的力矩不一样大”问题的对称力矩式垂直轴风机或风力发电机的制造方法。

本发明是通过在将风轮上的作用力同时作用在主轴或传动轴或轴套上的沿中心线对称部位的对称点或对称面上，使风轮或风叶上的风力作用在轴上的力矩是一个平衡力矩，可以很大的提高风机运行的平稳性。同时，可以使轴上所受的合力为零。

一种对称力矩式垂直轴风机或风力发电机，其特征是：在所述风机或风力发电机的主轴或传动轴或轴套上固定安装有对称力矩构件5，所述对称力矩构件5是由一对或一对以上紧固件构成，所述任意一对紧固件紧固安装在主轴或传动轴或轴套上的轴心线6的对称部位；所述任意一对紧固件由对称力矩连杆4连接；所述对称力矩构件5或对称力矩连杆4与风轮或风轮连杆连接。

一种对称力矩式垂直轴风机或风力发电机的制造方法，其特征是：在所述风机或风力发电机的主轴或传动轴或轴套上固定安装有对称力矩构件5，所述对称力矩构件5是由一对或一对以上紧固件构成，所述任意一对紧固件紧固安装在主轴或传动轴或轴套上的轴心线6的对称部位；所述任意一对紧固件由对称力矩连杆4连接；所述对称力矩构件5或对称力矩连杆4与风轮或风轮连杆连接。

所述风机或风力发电机是通过对称力矩构件5来实现将风轮上的风力来转化为作用在主轴或传动轴或轴套上的力对称力矩的，从而解决了“在不同的转角位置，做功的力矩不一样大”的问题。

本发明所述风轮连杆或风叶是一个或一个以上，但在本发明附图中，为了表达简洁，只画了一个风叶的情况，对多个风叶的情况同样适用。