[发明专利]一种多层展翼双摆叶垂直轴风力发电机组

说明书

技术领域

本发明涉及垂直轴风力发电机技术领域，特别是涉及一种多层展翼双摆叶垂直轴风力发电机组。

背景技术

现有技术中，垂直轴风力发电机主要有两类：一类是利用翼型结构的升力做功的升力型风机，其原型是达里厄(Darrieus) 型风力机，大部分垂直轴风机的制造技术都是在翼型结构运转原理的基础上进行少许的改进技术，垂直轴升力型风机在正常运转时风能利用率可高达42﹪；另一类是阻力型风机，其原型是由风杯式测风仪的演变而来的，其原理就是利用风叶水平旋转时正反两面对风的阻力差来做功。

垂直轴风力发电机在风向改变的时候无需保持风机朝向迎风方向，这是相对于水平轴风力发电机是一大优势，不仅使风机结构设计简化，而且也减少了风轮迎风时产生的陀螺力。但是现有技术中的垂直轴风力发电机普遍存在着以下缺陷：起动扭矩小、结构复杂；而且在强风时风轮迎风面积及受力大，而使发电机输出功率大，容易导致电机超出额定功率而损坏。

中国实用新型专利（公告号：CN 201155425Y）公开了一种“垂直轴柔性风轮”，该垂直轴柔性风轮的包括有一个立杆，立杆一端的轮毂通过连杆与不同的叶片连接，轮毂连接发电机将机械能转化为电能输出，立杆和每个叶片竖直设置，每个连杆水平设置，其一端和立杆相连接,另一端和叶片相连接，连杆与立杆以及连杆与叶片之间均分别呈90度直角，每一个叶片与连杆的连接处和立杆顶端之间分别系有一条柔性悬索，每个连杆与立杆的连接处，以及和叶片的连接处采用铰接方式。该垂直轴柔性风轮结构能使不同的风叶在受到不同风向时受力均匀，提高风能转化为机械能的效率。但是该垂直轴柔性风轮的垂直轴柔性风轮难于保证垂直轴发电机的整体稳定性，振动大，而且抗强风能力有待进一步提高，适用风速范围窄的问题也有待于进一步解决。

因此，针对现有技术中的存在问题，亟需提供一种抗强风能力好、适用风速范围广及稳定性高的垂直轴风力发电机技术显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种运转平稳、结构简单、适合风速范围广、风能利用率高及发电机使用寿命长的多层展翼双摆叶垂直轴风力发电机组。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

提供一种多层展翼双摆叶垂直轴风力发电机组，包括发电机、至少两层风轮及机架机构，至少两层风轮从下至上依次装设于机架机构，机架机构与发电机的垂直轴驱动连接，

其中，每层风轮均匀分布设置有多组风叶单元，风叶单元装设于机架机构；

每组风叶单元包括风叶、铰接机构及支杆，风叶由上段叶片及下段叶片组成，上段叶片及下段叶片相接的一端均设置有铰接件，上段叶片位于铰接件的上方设置有上挂耳，下段叶片位于铰接件的下方设置有下挂耳；

支杆的一端设有铰接头；

铰接机构包括有横向设置于支杆内的压缩弹簧、钢丝绳、导向机构及第一销轴；

导向机构设置于支杆的内部且位于压缩弹簧与铰接头之间；

钢丝绳包括设置有第一钢绳及第二钢绳，第一钢绳的一端与第二钢绳的一端均穿设于导向机构并与压缩弹簧远离风叶的一端连接，第一钢绳的另一端与上挂耳连接，第二钢绳的另一端与下挂耳连接；

第一销轴同时穿过上段叶片的铰接件、下段叶片的铰接件及支杆的铰接头铰接；

支杆的另一端设有铰接座，支杆的铰接座与机架机构通过第二销轴铰接。

优选的，导向机构由上压辊及下压辊组成，第一钢绳及第二钢绳穿设于上压辊与下压辊之间。

更优选的，上压辊及下压辊分别固定设置于支杆内。

另一更优选的，上压辊及下压辊分别可绕自身中轴线转动地设置于支杆内。

优选的，机架机构设置有缓冲垫，当风轮静止时，缓冲垫处于机架机构与支杆之间。

优选的，机架机构包括有装设于发电机的垂直轴的旋转套管、轴承及至少一个固设于旋转套管的机架，旋转套管的上端部固设于发电机的垂直轴，旋转套管的下端部通过一组轴承可旋转装设于固定柱，机架固设于旋转套管。

更优选的，机架机构设置有两个机架，具体为上机架和下机架，上机架固设于旋转套管的上端部，下机架固设于旋转套管的下端部。

优选的，风叶单元设置为两组对称的风叶单元，或者风叶单元设置为三组或者三组以上均匀分布的风叶单元。

优选的，旋转套管上端部设置有锥形孔，对应发电机的垂直轴的连接段为锥形轴段，旋转套管套设于发电机的垂直轴，并通过螺母旋压紧固于发电机的垂直轴。