實(shí)現(xiàn)高功率的垂直軸風(fēng)力發(fā)電結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，具體地，涉及一種實(shí)現(xiàn)高功率的垂直軸風(fēng)力發(fā)電結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)力發(fā)電是一種把氣體流動(dòng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿倪^(guò)程，其工作原理是利用氣體流動(dòng)的風(fēng)力驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪葉片旋轉(zhuǎn)，再利用增速裝置提升旋轉(zhuǎn)速度，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。根據(jù)目前的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)，即使風(fēng)速只有每秒3米的微風(fēng)也可以用于風(fēng)力發(fā)電，應(yīng)用場(chǎng)景廣泛。同時(shí)由于風(fēng)能為可再生能源，并且風(fēng)力發(fā)電不會(huì)造成輻射或空氣污染，因此風(fēng)力發(fā)電成為當(dāng)今能源行業(yè)的新寵兒。
[0003]現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機(jī)分為水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)和垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其中垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)為支柱，發(fā)電機(jī)艙和風(fēng)輪結(jié)構(gòu)，風(fēng)輪結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)的軸心線與地面垂直。所述發(fā)電機(jī)艙多為單轉(zhuǎn)子和單定子發(fā)電機(jī)，通過(guò)單風(fēng)輪結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)單轉(zhuǎn)子線圈或單轉(zhuǎn)子磁極發(fā)電。但是目前單風(fēng)輪垂直軸發(fā)電機(jī)的葉片大小不宜過(guò)大，從而使得輸出功率受到限制，有必要近一步提高輸出功率，并降低可用最低風(fēng)速。
[0004]針對(duì)上述目前垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率受限的問(wèn)題，需要提供一種新型的垂直軸風(fēng)力發(fā)電結(jié)構(gòu)，能夠有效的提升垂直軸風(fēng)力發(fā)電結(jié)構(gòu)的輸出功率，并可以降低可用最低風(fēng)速，從而具有更廣的應(yīng)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述目前垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率受限的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種實(shí)現(xiàn)高功率的垂直軸風(fēng)力發(fā)電結(jié)構(gòu)，可以有效的提升垂直軸風(fēng)力發(fā)電結(jié)構(gòu)的輸出功率，并且可以降低可用最低風(fēng)速，從而具有更廣的應(yīng)用場(chǎng)景。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案，提供了一種實(shí)現(xiàn)高功率的垂直軸風(fēng)力發(fā)電結(jié)構(gòu)，包括圓形支柱，連接在圓形支柱中部的發(fā)電機(jī)艙，其特征在于，還包括:下層風(fēng)輪結(jié)構(gòu)和上層風(fēng)輪結(jié)構(gòu)；所述下層風(fēng)輪結(jié)構(gòu)包括第一慢速轉(zhuǎn)軸，水平安裝在第一慢速轉(zhuǎn)軸上的第一支撐翼，安裝在支撐翼上的至少三個(gè)第一葉片；所述上層風(fēng)輪結(jié)構(gòu)包括第二慢速轉(zhuǎn)軸，水平安裝在第二慢速轉(zhuǎn)軸上的第二支撐翼，安裝在支撐翼上的至少三個(gè)第二葉片；所述發(fā)電機(jī)艙包括第一齒輪箱，第一快速轉(zhuǎn)軸，第一轉(zhuǎn)子，第二轉(zhuǎn)子，第二快速轉(zhuǎn)軸，第二齒輪箱，反轉(zhuǎn)軸和反轉(zhuǎn)箱；第一慢速轉(zhuǎn)軸內(nèi)部設(shè)置為圓形中空結(jié)構(gòu)，套在圓形支柱的下部，第一慢速轉(zhuǎn)軸連接第一齒輪箱，第一齒輪箱連接第一快速轉(zhuǎn)軸，第一快速轉(zhuǎn)軸連接第一轉(zhuǎn)子；第二慢速轉(zhuǎn)軸內(nèi)部設(shè)置為圓形中空結(jié)構(gòu)，套在圓形支柱的上部，第二慢速轉(zhuǎn)軸連接反轉(zhuǎn)箱，反轉(zhuǎn)箱連接反轉(zhuǎn)軸，反轉(zhuǎn)軸連接第二齒輪箱，第二齒輪箱連接第二快速轉(zhuǎn)軸，第二快速轉(zhuǎn)軸連接第二轉(zhuǎn)子。所述風(fēng)力發(fā)電結(jié)構(gòu)配置有兩層風(fēng)輪結(jié)構(gòu)和雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，通過(guò)兩層風(fēng)輪結(jié)構(gòu)對(duì)風(fēng)能進(jìn)行采集，可以提高風(fēng)能的采集功率。同時(shí)兩層風(fēng)輪結(jié)構(gòu)分別驅(qū)動(dòng)雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中的轉(zhuǎn)子線圈和轉(zhuǎn)子磁極，雖然兩層風(fēng)輪結(jié)構(gòu)在同向風(fēng)作用下其旋轉(zhuǎn)方向相同，但是由于上層風(fēng)輪結(jié)構(gòu)通過(guò)一個(gè)反轉(zhuǎn)箱裝置間接連接于第二轉(zhuǎn)子，經(jīng)過(guò)反轉(zhuǎn)箱裝置的反向作用最終使得轉(zhuǎn)子線圈和轉(zhuǎn)子磁極異向旋轉(zhuǎn)，從而可以合成上下層風(fēng)輪結(jié)構(gòu)采集的風(fēng)能，并轉(zhuǎn)化為電能形式輸出，實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出功率的提升。由于轉(zhuǎn)子線圈和轉(zhuǎn)子磁極異向旋轉(zhuǎn)，同等風(fēng)力下的兩個(gè)轉(zhuǎn)子的相對(duì)轉(zhuǎn)速可提升近一倍，所述風(fēng)力發(fā)電結(jié)構(gòu)還助于降低可用最低風(fēng)速。
[0007]具體的，所述第一轉(zhuǎn)子為轉(zhuǎn)子線圈，第二轉(zhuǎn)子為轉(zhuǎn)子磁極；或者，所述第一轉(zhuǎn)子為轉(zhuǎn)子磁極，第二轉(zhuǎn)子為轉(zhuǎn)子線圈。
[0008]具體的，所述反轉(zhuǎn)箱包括第一蝸桿，蝸輪和第二蝸桿；所述蝸輪一側(cè)的輪齒與第一蝸桿的螺紋齒配合，蝸輪另一側(cè)的輪齒與第二蝸桿的螺紋齒配合；第一蝸桿與第二慢速轉(zhuǎn)軸連接，第二蝸桿與反轉(zhuǎn)軸連接，第一蝸桿與蝸輪的軸線夾角為90度,第二蝸桿與蝸輪的軸線夾角為90度，第一蝸桿的螺紋齒旋轉(zhuǎn)方向與第二蝸桿的螺紋齒旋轉(zhuǎn)方向相反。第一蝸桿為左旋蝸桿，第二蝸桿為右旋蝸桿；或者，第一蝸桿為右旋蝸桿，第二蝸桿為左旋蝸桿。所述反轉(zhuǎn)箱通過(guò)蝸桿和蝸輪的配合，使反轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)方向與第二慢速軸的旋轉(zhuǎn)方向相反，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)第二轉(zhuǎn)子，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子線圈和轉(zhuǎn)子磁極的異向旋轉(zhuǎn)。
[0009]具體的，下層風(fēng)輪結(jié)構(gòu)包括3至8個(gè)第一葉片；和/或，上層風(fēng)輪結(jié)構(gòu)包括3至8個(gè)第二葉片。所述第一葉片為阻力葉片、升力葉片和降力葉片中的任一一種；和/或，所述第二葉片為阻力葉片、升力葉片和降力葉片中的任一一種。
[0010]綜上，采用本發(fā)明所述提供的實(shí)現(xiàn)高功率的垂直軸風(fēng)力發(fā)電結(jié)構(gòu)，配置有上下兩層風(fēng)輪結(jié)構(gòu)和雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，通過(guò)反轉(zhuǎn)箱裝置的反向作用，最終實(shí)現(xiàn)雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中轉(zhuǎn)子線圈和轉(zhuǎn)子磁極異向旋轉(zhuǎn)發(fā)電。相比較于單風(fēng)輪結(jié)構(gòu)，由于雙層風(fēng)輪結(jié)構(gòu)可以提升一倍的掃風(fēng)面積，所述風(fēng)力發(fā)電結(jié)構(gòu)可以提高輸出功率，并降低可用最低風(fēng)速，具有更廣的應(yīng)用場(chǎng)景。
【附圖說(shuō)明】
[0011]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0012]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的實(shí)現(xiàn)高功率的垂直軸風(fēng)力發(fā)電結(jié)構(gòu)的側(cè)面圖。
[0013]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的實(shí)現(xiàn)高功率的垂直軸風(fēng)力發(fā)電結(jié)構(gòu)的俯視圖。
[0014]圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的實(shí)現(xiàn)高功率的垂直軸風(fēng)力發(fā)電結(jié)構(gòu)中發(fā)電機(jī)艙的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的實(shí)現(xiàn)高功率的垂直軸風(fēng)力發(fā)電結(jié)構(gòu)中反轉(zhuǎn)箱的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]上述附圖中:1、圓形支柱2、發(fā)電機(jī)艙2a、第一齒輪箱2b、第一,決速轉(zhuǎn)軸2c、第一轉(zhuǎn)子2d、第二轉(zhuǎn)子2e、第二快速轉(zhuǎn)軸2f、第二齒輪箱2g、反轉(zhuǎn)軸3、下層風(fēng)輪結(jié)構(gòu)3a、第一慢速轉(zhuǎn)軸3b、第一支撐翼3c、第一葉片4、上層風(fēng)輪結(jié)構(gòu)4a、第二慢速轉(zhuǎn)軸4b、第二支撐翼4c、第二葉片5、反裝箱5a、第一蝸桿5b、蝸輪5c、第二蝸桿。
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下將參照附圖，通過(guò)實(shí)施例方式詳細(xì)地描述本發(fā)明提供的實(shí)現(xiàn)高功率的垂直軸風(fēng)力發(fā)電結(jié)構(gòu)。在此需要說(shuō)明的是，對(duì)于這些實(shí)施例方式的說(shuō)明用于幫助理解本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定。
[0018]本文中描述的各種技術(shù)可以用于但不限于風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，還可以用于其它諸如水力發(fā)電、潮汐發(fā)電等類(lèi)似領(lǐng)域。
[0019]本文中術(shù)語(yǔ)“和/或”，僅僅是一種描述關(guān)聯(lián)對(duì)象的關(guān)聯(lián)關(guān)系，表示可以存在三種關(guān)系，例如，A和/或B，可以表示:單獨(dú)存在A，單獨(dú)存在B，同時(shí)存在A和B三種情況，本文中術(shù)語(yǔ)“或/和”是描述另一種關(guān)聯(lián)對(duì)象關(guān)系，表示可以存在兩種關(guān)系，例如，A或/和B，可以表示:單獨(dú)存在A，單獨(dú)存在A和B兩種情況，另外，本文中字符“/”，一般表示前后關(guān)聯(lián)對(duì)象是一種“或”關(guān)系。
[0020]實(shí)施例一，圖1示出了本實(shí)施例提供的實(shí)現(xiàn)高功率的垂直軸風(fēng)力發(fā)電結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖，圖2示出了本實(shí)施例提供的實(shí)現(xiàn)高功率的垂直軸風(fēng)力發(fā)電結(jié)構(gòu)的俯視圖，圖3示出了本實(shí)施例提供的實(shí)現(xiàn)高功率的垂直軸風(fēng)力發(fā)電結(jié)構(gòu)中發(fā)電機(jī)艙的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，圖4示出了本實(shí)施例提供的實(shí)現(xiàn)高功率的垂直軸風(fēng)力發(fā)電結(jié)構(gòu)中反轉(zhuǎn)箱的結(jié)構(gòu)示意圖。所述實(shí)現(xiàn)高功率的垂直軸風(fēng)力發(fā)電結(jié)構(gòu)，包括圓形支柱1，連接在圓形支柱I上中部的發(fā)電機(jī)艙2，其特征在于，還包括:下層風(fēng)輪結(jié)構(gòu)3和上層風(fēng)輪結(jié)構(gòu)4 ;所述下層風(fēng)輪結(jié)構(gòu)3包括第一慢速轉(zhuǎn)軸3a，水平安裝在第一慢速轉(zhuǎn)軸3a上的第一支撐翼3b，安裝在支撐翼3b上的至少三個(gè)第一葉片3c ;所述上層風(fēng)輪結(jié)構(gòu)4包括第二慢速轉(zhuǎn)軸4a，水平安裝在第二慢速轉(zhuǎn)軸4a上的第二支撐翼4b，安裝在支撐翼3b上的至少三個(gè)第二葉片4c ;所述發(fā)電機(jī)艙2包括第一齒輪箱2a，第一,決速轉(zhuǎn)軸2b,第一轉(zhuǎn)子2c,第二轉(zhuǎn)子2d,第二快速轉(zhuǎn)軸2e,第二齒輪箱2f,反轉(zhuǎn)軸2g和反轉(zhuǎn)箱5 ;第一慢速轉(zhuǎn)軸3a內(nèi)部設(shè)置為圓形中空結(jié)構(gòu)，套在圓形支柱I的下部，第一慢速轉(zhuǎn)軸3a連接第一齒輪箱2a，第一齒輪箱2a連接第一快速轉(zhuǎn)軸2b，第一快速轉(zhuǎn)軸2b連接第一轉(zhuǎn)子2c ;第二慢速轉(zhuǎn)軸4a內(nèi)部設(shè)置為圓形中空結(jié)構(gòu)，套在圓形支柱I的上部，第二慢速轉(zhuǎn)軸4a連接反轉(zhuǎn)箱5，反轉(zhuǎn)箱5連接反轉(zhuǎn)軸2g，反轉(zhuǎn)軸2g連接第二齒輪箱2f，第二齒輪箱2f連接第二快速轉(zhuǎn)軸2e，第二快速轉(zhuǎn)軸2e連接第二轉(zhuǎn)子2d。所述風(fēng)力發(fā)電結(jié)構(gòu)配置有兩層風(fēng)輪結(jié)構(gòu)和雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，通過(guò)兩層風(fēng)輪結(jié)構(gòu)對(duì)風(fēng)能進(jìn)行采集，提高風(fēng)能的采集功率。同時(shí)兩層風(fēng)輪結(jié)構(gòu)分別驅(qū)動(dòng)雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中的轉(zhuǎn)子線圈和轉(zhuǎn)子磁極，雖然兩層風(fēng)輪結(jié)構(gòu)在同向風(fēng)作用下其旋轉(zhuǎn)方向相同，但是由于上層風(fēng)輪結(jié)構(gòu)4通過(guò)一個(gè)反轉(zhuǎn)箱裝置間接連接于第二轉(zhuǎn)子2d，經(jīng)過(guò)反轉(zhuǎn)箱裝置的反向作用最終使得轉(zhuǎn)子線圈和轉(zhuǎn)子磁極異向旋轉(zhuǎn)，例如在下層風(fēng)輪結(jié)構(gòu)3和上層風(fēng)輪結(jié)構(gòu)4均為順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，反裝箱5可使反轉(zhuǎn)