專利名稱：一種行星垂直軸風(fēng)力機(jī)及水平串式垂直軸風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及風(fēng)力動力裝置，更具體地說，涉及一種可用于風(fēng)力發(fā)電或輸出動
力的行星垂直軸風(fēng)力機(jī)以及使用該行星垂直軸風(fēng)力機(jī)的水平串式垂直軸風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在石化、燃煤能源日漸枯的今天，風(fēng)力發(fā)電已成為人類能源開發(fā)的重點(diǎn)方向之一。 資料表明，全球可開發(fā)風(fēng)能資源的總量大約為人類能源需求總量的許多倍。風(fēng)能的豐富性 和可自然再生性是最具吸引力的理由。 風(fēng)力發(fā)電技術(shù)起源于歐洲，其中丹麥、荷蘭、德國等國家對風(fēng)力發(fā)電的開發(fā)和倡導(dǎo) 已經(jīng)有超過20年的歷史了。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)誕生以來，經(jīng)歷了不斷的改進(jìn)，目前較為常用的 風(fēng)力機(jī)歸納起來可分為兩類 1)水平軸風(fēng)力機(jī)，其風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)軸與氣流方向平行。水平軸風(fēng)力機(jī)主要由塔架、 水平軸風(fēng)輪、變速箱(加速齒輪箱)、發(fā)電機(jī)、對風(fēng)裝置、控制系統(tǒng)等部件所組成。風(fēng)輪的作 用是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，它由氣體流動性能良好的葉片裝在輪軸上所組成，低速轉(zhuǎn)動的 風(fēng)輪通過傳動機(jī)構(gòu)由加速齒輪箱增速，進(jìn)而將動力傳遞給發(fā)電機(jī)。水平軸風(fēng)力機(jī)主要優(yōu)點(diǎn) 是風(fēng)輪可以架設(shè)到離地面較高的地方，減少了由于地面擾動對風(fēng)輪動態(tài)特性的影響，風(fēng)輪 架設(shè)離地面越高，風(fēng)力越大，隨高度增加發(fā)電量增高，啟動風(fēng)速低，可自啟動。缺點(diǎn)是葉型設(shè) 計及風(fēng)輪制造較為復(fù)雜；而且需要額外的對風(fēng)裝置，來調(diào)整風(fēng)輪的葉片的對風(fēng)方向，增加了 設(shè)計難度和成本。 2)垂直軸風(fēng)力機(jī)，其風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)軸垂直于地面或氣流方向。通常垂直軸風(fēng)力機(jī)安 裝在離地面近的地方，無需使用塔架、對風(fēng)裝置；由垂直軸風(fēng)力機(jī)受風(fēng)，帶動垂直軸轉(zhuǎn)動，通 過變速箱帶動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動。其優(yōu)點(diǎn)是在氣流方向改變時無需對風(fēng)，也不需要對風(fēng)裝置，減少 風(fēng)輪對風(fēng)時的陀螺力。結(jié)構(gòu)相對簡單，成本低。然而，垂直軸風(fēng)力機(jī)風(fēng)能利用率低于水平軸， 風(fēng)輪離地面近氣流受地面影響大，無法更充分的接受風(fēng)力，無法自啟動，需要電動啟動。 [OOOS] 現(xiàn)有的垂直軸風(fēng)力機(jī)的風(fēng)輪包括阻力型和升力型。阻力型雖然有較大的啟動力 矩，但減速比較低，而且輸出的功率也較低。而升力型利用升力來推動輸出軸轉(zhuǎn)動，但是在 產(chǎn)生升力的同時也會產(chǎn)生阻力，隨著升力的增加，阻力也隨之增加，而升力才是作為推動輸 出軸轉(zhuǎn)動的主要動力，阻力的增加必然會導(dǎo)致效率的降低，進(jìn)而影響風(fēng)機(jī)的輸出功率。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的垂直軸風(fēng)力機(jī)的效率低的缺
陷，提供一種可調(diào)整帆板組件的受風(fēng)角度以提高效率的行星垂直軸風(fēng)力機(jī)。 本實用新型所要解決的另一技術(shù)問題在于，提供一種可有效綜合水平軸風(fēng)力機(jī)和
垂直軸風(fēng)力機(jī)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，可大大增加受風(fēng)面積、受風(fēng)力度、降低成本的水平串式垂直軸風(fēng)力
發(fā)電系統(tǒng)。 本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種行星垂直軸風(fēng)力機(jī)，包括輸出軸、帆板組件、連桿、以及轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)； 所述帆板組件包括與所述輸出軸平行設(shè)置的轉(zhuǎn)軸、以及固定安裝在所述轉(zhuǎn)軸上的 受風(fēng)件； 所述連桿的一端與所述帆板組件連接并由所述帆板組件推動旋轉(zhuǎn)，所述連桿的另 一端與所述輸出軸固定連接，并由所述連桿推動所述輸出軸轉(zhuǎn)動； 所述轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)包括固定安裝在所述轉(zhuǎn)軸上的第一傘齒輪、套設(shè)在所述輸出軸上的 第二傘齒輪、與所述連桿同步旋轉(zhuǎn)的傳動桿、以及在所述傳動桿兩端設(shè)置分別與所述第一 傘齒輪和第二傘齒輪嚙合的第三傘齒輪和第四傘齒輪。 在本實用新型的行星垂直軸風(fēng)力機(jī)中，所述行星垂直軸風(fēng)力機(jī)還包括帶動所述第 二傘齒輪轉(zhuǎn)動并定位的對風(fēng)裝置。 在本實用新型的行星垂直軸風(fēng)力機(jī)中，所述轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)還包括可轉(zhuǎn)動地安裝在所述 轉(zhuǎn)軸上的至少一個第一支架、以及固定安裝在所述輸出軸上的至少一個第二支架；所述連 桿與所述第一支架和第二支架固定連接。 在本實用新型的行星垂直軸風(fēng)力機(jī)中，所述第一支架為一個，并可轉(zhuǎn)動地安裝在 所述轉(zhuǎn)軸的上端；所述第二支架為一個，并固定安裝在所述輸出軸的上端； 所述連桿包括與所述第一支架和第二支架固定連接的第一連桿、以及與所述第一 連桿分開設(shè)置的第二連桿； 所述轉(zhuǎn)軸的下端通過軸承轉(zhuǎn)動安裝在所述第二連桿的一端，所述第二連桿的另一 端與所述輸出軸的下端固定連接。 在本實用新型的行星垂直軸風(fēng)力機(jī)中，所述第一支架、第二支架和連桿均為中空 結(jié)構(gòu)； 所述第一傘齒輪和第三傘齒輪可轉(zhuǎn)動插入安裝在所述第一支架上，并且所述第一 傘齒輪和第三傘齒輪的嚙合部分設(shè)置在所述第一支架內(nèi)； 所述第二傘齒輪和第四傘齒輪可轉(zhuǎn)動插入安裝在所述第二支架上，并且所述第二 傘齒輪和第四傘齒輪的嚙合部分設(shè)置在所述第二支架內(nèi)； 所述傳動桿設(shè)置在所述連桿內(nèi)，固定連接所述第三傘齒路和第四傘齒輪。 在本實用新型的行星垂直軸風(fēng)力機(jī)中，所述第一支架為兩個，并分別可轉(zhuǎn)動地安 裝在所述轉(zhuǎn)軸的上端和下端；所述第二支架為兩個，并分別固定安裝在輸出軸的上端和下 端；并且所述第一連桿也為兩個，分別連接在上端的所述第一支架和第二支架之間、和下端 的所述第一支架和第二支架之間。 在本實用新型的行星垂直軸風(fēng)力機(jī)中，所述轉(zhuǎn)軸包括分開同軸設(shè)置的第一轉(zhuǎn)軸和 第二轉(zhuǎn)軸；在所述第一轉(zhuǎn)軸和第二轉(zhuǎn)軸相對的一端分別設(shè)有水平的第一支撐桿和第二支撐 桿； 所述受風(fēng)件為柔性受風(fēng)件；所述柔性受風(fēng)件的上下兩端分別固定安裝在所述第一 支撐桿和第二支撐桿上。 在本實用新型的行星垂直軸風(fēng)力機(jī)中，所述帆板組件、連桿和轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)分別為至 少兩組；所述轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)共用一個所述第二傘齒輪，并且所述轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)的第三傘齒輪均勻分 布設(shè)置在所述第二傘齒輪的圓周上。 在本實用新型的行星垂直軸風(fēng)力機(jī)中，所述第一傘齒輪和第三傘齒輪的傳動比為
52 : l;所述第二傘齒輪和第四傘齒輪的傳動比為l : 1 ;或者，所述第一傘齒輪和第三傘齒
輪的傳動比為i : i ;所述第二傘齒輪和第四傘齒輪的傳動比為2 : i。 本實用新型還提供一種水平串式垂直軸風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，包括至少兩個分開設(shè)置的
塔架、至少在其中一個所述塔架上安裝的至少一組發(fā)電組件、以及水平串接在所述塔架之
間的至少兩個行星垂直軸風(fēng)力機(jī)； 每一行星垂直軸風(fēng)力機(jī)，包括輸出軸、帆板組件、連桿、以及轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)； 所述帆板組件包括與所述輸出軸平行設(shè)置的轉(zhuǎn)軸、以及固定安裝在所述轉(zhuǎn)軸上的
受風(fēng)件； 所述連桿的一端與所述帆板組件連接并由所述帆板組件推動旋轉(zhuǎn)，所述連桿的另 一端與所述輸出軸固定連接，并由所述連桿推動所述輸出軸轉(zhuǎn)動； 所述轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)包括固定安裝在所述轉(zhuǎn)軸上的第一傘齒輪、套設(shè)在所述輸出軸上的 第二傘齒輪、與所述連桿同步旋轉(zhuǎn)的傳動桿、以及在所述傳動桿兩端設(shè)置分別與所述第一 傘齒輪和第二傘齒輪嚙合的第三傘齒輪和第四傘齒輪； 所述發(fā)電組件包括動力輸入軸；每一所述行星垂直軸風(fēng)力機(jī)的輸出軸與地面基本 平行，并且所述帆板組件沿所述輸出軸的軸線方向設(shè)置在所述輸出軸外圍； 所述動力輸入軸與所述輸出軸之間、相鄰所述輸出軸之間通過聯(lián)軸組件連接。 實施本實用新型具有以下有益效果本實用新型的帆板組件受風(fēng)，通過連桿推動 輸出軸旋轉(zhuǎn)，同時傳動桿隨同連桿同步旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動第四傘齒輪繞第二傘齒輪轉(zhuǎn)動，帶動 傳動桿轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動傳動桿另一端的第三傘齒輪轉(zhuǎn)動，進(jìn)一步的帶動第一傘齒輪轉(zhuǎn)動，從 而由第一傘齒輪帶動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動一定角度，從而實現(xiàn)了在帆板組件受風(fēng)轉(zhuǎn)動的過程中，帶動 受風(fēng)件轉(zhuǎn)動一定角度，實現(xiàn)對風(fēng)的自動調(diào)整，使得受風(fēng)件始終保持在同一方向推動輸出軸 轉(zhuǎn)動，消除了阻力的影響，大大提高了輸出效率。

下面將結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明，附圖中 圖1是本實用新型行星垂直軸風(fēng)力機(jī)第一實施例的示意圖； 圖2是圖1中A部的局部放大示意圖； 圖3是本實用新型行星垂直軸風(fēng)力機(jī)的帆板在不同位置時的轉(zhuǎn)動角度的示意圖； 圖4是本實用新型行星垂直軸風(fēng)力機(jī)第二實施例的示意圖； 圖5是本實用新型行星垂直軸風(fēng)力機(jī)第三實施例的示意圖； 圖6是本實用新型行星垂直軸風(fēng)力機(jī)第四實施例的局部示意圖； 圖7是本實用新型行星垂直軸風(fēng)力機(jī)多個帆板的位置示意圖； 圖8是本實用新型的水平串式垂直軸風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的示意圖。
具體實施方式如圖1至圖3所示，是本實用新型的行星垂直軸風(fēng)力機(jī)的一個實施例，包括輸出軸 101、帆板組件、連桿以及轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)等。在圖中，僅示意性的給出了一組帆板組件、連桿和轉(zhuǎn) 動機(jī)構(gòu)的示意圖，可以理解的，還可以根據(jù)需要設(shè)置多組帆板組件、連桿和轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)。 該帆板組件包括轉(zhuǎn)軸102以及與轉(zhuǎn)軸102固定結(jié)合安裝的受風(fēng)件。在本實施例中，該受風(fēng)件為剛性的帆板103。該帆板103可以采用金屬板材、塑料板材、化合板材、木質(zhì)板材 等各種材質(zhì)做成，作為受風(fēng)元件。該轉(zhuǎn)軸102與輸出軸101平行設(shè)置，可以采用金屬型材或 其他型材做成。為了便于帆板103與轉(zhuǎn)軸102的固定結(jié)合，可以通過多根輻條104來夾緊 帆板103和轉(zhuǎn)軸102，在通過螺釘、螺栓、鉚釘或焊接的方式進(jìn)行緊固連接，從而將轉(zhuǎn)軸102 和帆板103組成一個整體；從而在轉(zhuǎn)軸102轉(zhuǎn)動時，可以帶動帆板103轉(zhuǎn)動，來調(diào)整受風(fēng)角 度。該等輻條104還具有增加帆板103的強(qiáng)度的作用，可有效防止帆板103的變形。 可以理解的，帆板103和轉(zhuǎn)軸102的結(jié)構(gòu)形式還可以是多種的，例如整體式、轉(zhuǎn)軸 為分段式等；而帆板的形狀除了板狀外，還可以根據(jù)傳統(tǒng)的垂直軸風(fēng)力機(jī)的葉片的形狀進(jìn) 行設(shè)計。 該輸出軸101與轉(zhuǎn)軸102平行分開設(shè)置，作為動力輸出，可以與外接的發(fā)電機(jī)的輸 入軸連接，驅(qū)動發(fā)電機(jī)工作發(fā)電。當(dāng)然，也可以驅(qū)動其他的動力部件輸出做功。 該連桿的一端與帆板組件連接并由帆板組件推動旋轉(zhuǎn)，而連桿的另一端與輸出軸 101固定連接，并由連桿推動輸出軸101轉(zhuǎn)動。在本實施例中，該連桿包括第一連桿105和 第二連桿106，分別設(shè)置在轉(zhuǎn)軸102的上下兩端。第一連桿105用于連接轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)的第一支 架112和第二支架113 ;而第二連桿106直接連接轉(zhuǎn)軸102和輸出軸101。該第二連桿106 的一端與輸出軸101的下端固定連接；而第二連桿106的另一端與轉(zhuǎn)軸102的下端連接。 該轉(zhuǎn)軸102的下端可以通過軸承連接在第二連桿106上，從而該轉(zhuǎn)軸102可以相對于第二 連桿106轉(zhuǎn)動，來調(diào)整帆板103的角度?？梢岳斫獾?，第二連桿106與輸出軸101之間可以 通過連接件，通過螺釘、螺栓、鉚釘、焊接等方式固定連接。 該轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)包括固定安裝在轉(zhuǎn)軸102上的第一傘齒輪107、可轉(zhuǎn)動套設(shè)安裝在輸 出軸101上的第二傘齒輪108、與連桿同步旋轉(zhuǎn)的傳動桿109、以及固定設(shè)在傳動桿109兩 端分別與第一傘齒輪107和第二傘齒輪108嚙合傳動的第三傘齒輪110和第四傘齒輪111 ; 并且第二傘齒輪108相對于輸出軸101為固定的。 在本實施例中，為了便于安裝和使得整個結(jié)構(gòu)更加的緊湊，該轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)還包括可 轉(zhuǎn)動地安裝在轉(zhuǎn)軸102上端的第一支架112、以及固定安裝在輸出軸101上端的第二支架 113，而連桿固定連接第一支架112和第二支架113。第一支架112可以通過軸承等轉(zhuǎn)動地 安裝在轉(zhuǎn)軸102上端或者安裝在第一傘齒輪107的光軸部。第二支架113通過焊接、螺釘、 螺栓、鉚釘?shù)确绞脚c輸出軸101固定連接。 并且，第一支架112、第二支架113和連桿均為中空結(jié)構(gòu)。第一傘齒輪107和第三 傘齒輪110可轉(zhuǎn)動插入安裝在第一支架112上，并且第一傘齒輪107和第三傘齒輪110的 嚙合部分設(shè)置在第一支架112內(nèi)。第二傘齒輪108和第四傘齒輪111可轉(zhuǎn)動插入安裝在第 二支架113上，并且第二傘齒輪108和第四傘齒輪111的嚙合部分設(shè)置在第二支架113內(nèi)。 傳動桿109設(shè)置在連桿內(nèi)，固定連接第三傘齒輪IIO和第四傘齒輪111。 在本實施例中，第一傘齒輪107和第三傘齒輪110的傳動比為2 : 1 ;第二傘齒輪 108和第四傘齒輪111的傳動比為1 : 1 ;從而使得在第四傘齒輪111在第二傘齒輪108上 轉(zhuǎn)動90度時，第三傘齒輪110驅(qū)動第一傘齒輪107轉(zhuǎn)動45度；在第四傘齒輪111在第二傘 齒輪108上轉(zhuǎn)動180度時，第三傘齒輪110驅(qū)動第一傘齒輪107轉(zhuǎn)動90度，以此類推，以獲 得最佳的迎風(fēng)角度。當(dāng)然，也可以為第一傘齒輪和第三傘齒輪的傳動比為1 : l;第二傘 齒輪和第四傘齒輪的傳動比為2 : l，同樣可以得到上述傳動效果。可以理解的，可以通過
7改變各個齒輪的傳動比，來得到不同的轉(zhuǎn)動角度，來符合不同風(fēng)場的特點(diǎn)。 進(jìn)一步的，第二傘齒輪108外側(cè)還可以安裝對風(fēng)裝置114，由對風(fēng)裝置114來控制 第二傘齒輪108轉(zhuǎn)動一定角度，來帶動帆板組件轉(zhuǎn)動一定角度，以獲得最佳的迎風(fēng)角度。當(dāng) 然，在風(fēng)向較為穩(wěn)定的場合，該第二傘齒輪108也可以為固定不動的。 為了增加穩(wěn)定性，在每一連桿的中間位置與轉(zhuǎn)動軸之間還可以連接有加固繩索或 鏈索115。 工作時，正對風(fēng)向的帆板103受風(fēng)，產(chǎn)生推動力，推動帆板103連同轉(zhuǎn)動軸同時繞 輸出軸101旋轉(zhuǎn)；在轉(zhuǎn)動軸繞輸出軸101旋轉(zhuǎn)的同時，帶動連桿繞輸出軸101旋轉(zhuǎn)；由于連 桿與輸出軸101固定連接，因此，連桿的旋轉(zhuǎn)會帶動輸出軸101的轉(zhuǎn)動，進(jìn)而由輸出軸101 輸出動力。 在連桿繞輸出軸101旋轉(zhuǎn)的過程中，帶動傳動桿109同步旋轉(zhuǎn)，此時，由于第四傘 齒輪111與第二傘齒輪108的嚙合傳動，使得傳動桿109產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(相當(dāng)于自轉(zhuǎn))，從而帶 動傳動桿109另一端的第三傘齒輪110轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動與第三傘齒輪110嚙合的第一傘齒 輪107轉(zhuǎn)動；由于第一傘齒輪107與轉(zhuǎn)動軸是固定連接的，轉(zhuǎn)動軸被第一傘齒輪107帶動轉(zhuǎn) 動，從而帶動帆板103轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)了對帆板103角度的調(diào)整。圖3中給出了同一帆板103在 不同位置時的角度，由圖中可以看出，各個位置的帆板103產(chǎn)生的推動力都是順時針方向 的，也就是說使得輸出軸101的轉(zhuǎn)動方向是一致的，不會產(chǎn)生阻力，從而大大的提高了輸出 效率。 如圖4所示，是本實用新型的第二實施例，其與第一實施例的區(qū)別在于，帆板組件 的下端與輸出軸下端連接的第二連桿的結(jié)構(gòu)形式與第一實施例的第一連桿105的連接形 式相同。也就是說，在轉(zhuǎn)軸的上端和下端均可轉(zhuǎn)動的安裝有第一支架212、在輸出軸的上端 和下端均固定安裝有第二支架213 ;并分別通過第一連桿205固定連接。并且，在第一支架 212、第一連桿205和第二支架213上安裝有傳動機(jī)構(gòu)的第一傘齒輪、第二傘齒輪、傳動桿、 第三傘齒輪和第四傘齒輪等，其結(jié)構(gòu)與第一實施例相同，故不贅述。這種通過在轉(zhuǎn)軸和輸出 軸的兩端都設(shè)置傳動機(jī)構(gòu)的方式，使得傳動更加的穩(wěn)定，方便對帆板組件的調(diào)整。 如圖5所示，是本實用新型的第三實施例，其與第二實施例的區(qū)別在于，在本實施 例中，轉(zhuǎn)軸分為同軸設(shè)置的兩段，包括第一轉(zhuǎn)軸301和第二轉(zhuǎn)軸302。在第一轉(zhuǎn)軸301和第 二轉(zhuǎn)軸302相對的一端分別水平設(shè)置由第一支撐桿303和第二支撐桿304 ;同時，受風(fēng)件采 用柔性受風(fēng)件306，例如用不同材質(zhì)做成的帆布等。該帆布的上下兩端分別固定安裝在第一 支撐桿303和第二支撐桿304上；其他結(jié)構(gòu)基本與前述實施例相同，故不贅述。在本實施例 中，由于受風(fēng)件為柔性受風(fēng)件306，在受風(fēng)時可以形成風(fēng)袋形式，能夠更好的受風(fēng)；而且在 風(fēng)力很大時，還可以避免過強(qiáng)風(fēng)力對受風(fēng)件的損壞。 進(jìn)一步的，在第一支撐桿303和第二支撐桿304的兩側(cè)還可以安裝有加強(qiáng)桿305， 柔性受風(fēng)件306的兩側(cè)可以固定在加強(qiáng)桿305上，增加柔性受風(fēng)件306安裝的穩(wěn)定性和強(qiáng) 度。 如圖6所示，是本實用新型的第四實施例，其與第一實施例的區(qū)別在于，帆板組 件、連桿和轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)分別為兩組；轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)共用一個第二傘齒輪108，并且轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)的第四 傘齒輪111均勻分布設(shè)置在第二傘齒輪108的圓周上。通過增加帆板組件來充分利用風(fēng)力， 提高效率?？梢岳斫獾模褰M件、連桿和轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)的數(shù)量還可以增加，對應(yīng)轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)共用
8一個第二傘齒輪108，并且轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)的第四傘齒輪111均勻分布設(shè)置在第二傘齒輪108的 圓周上即可。并且，在相鄰的兩根連桿的中間位置、或者相鄰的轉(zhuǎn)軸102的中間位置還可以 連接有加固繩索或鏈索H5，如圖7所示，是三個組帆板組件的情況下，加固繩索或鏈索115 的連接情況。 如圖8所示，是應(yīng)用行星垂直軸風(fēng)力機(jī)的水平串式垂直軸風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的示意 圖。該系統(tǒng)包括至少兩個分開設(shè)置的塔架401、至少在其中一個塔架401上安裝的至少一組 發(fā)電組件402、以及水平串接在塔架401之間的至少兩個行星垂直軸風(fēng)力機(jī)。該行星垂直軸 風(fēng)力機(jī)可以選用上述實施例中的任一種。 該發(fā)電組件402包括動力輸入軸404 ;每一行星垂直軸風(fēng)力機(jī)的輸出軸404與地 面基本平行，并且帆板組件沿輸出軸404的軸線方向設(shè)置在輸出軸404外圍。動力輸入軸 404與輸出軸404之間、相鄰輸出軸404之間通過聯(lián)軸組件405連接。該聯(lián)軸組件405可選 用撓性聯(lián)軸器(如萬向節(jié)聯(lián)軸器)；也可以選用其他的聯(lián)軸器，如剛性聯(lián)軸器、或其他無彈 性元件的撓性聯(lián)軸器、或其他有彈性元件的撓性聯(lián)軸器等，來補(bǔ)償由于各個行星垂直軸風(fēng) 力機(jī)受到的重力、氣流方向等的不一致而導(dǎo)致的角偏移。并且，行星垂直軸風(fēng)力機(jī)的第二傘 齒輪可以使用各種固定結(jié)構(gòu)來固定，使得第二傘齒輪相對于輸出軸404是固定的，以實現(xiàn) 受風(fēng)件的受風(fēng)角度的調(diào)整。 通過在兩個塔架401之間水平串聯(lián)的垂直風(fēng)機(jī)大大增加了受風(fēng)面積，由于提高了 受風(fēng)高度，發(fā)電效率也得到提高，啟動風(fēng)速低可自啟動，從而在相同的投資下可以發(fā)出更多 的電能，具有高效、成本低的優(yōu)點(diǎn)。
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權(quán)利要求一種行星垂直軸風(fēng)力機(jī)，其特征在于，包括輸出軸、帆板組件、連桿、以及轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)；所述帆板組件包括與所述輸出軸平行設(shè)置的轉(zhuǎn)軸、以及固定安裝在所述轉(zhuǎn)軸上的受風(fēng)件；所述連桿的一端與所述帆板組件連接并由所述帆板組件推動旋轉(zhuǎn)，所述連桿的另一端與所述輸出軸固定連接，并由所述連桿推動所述輸出軸轉(zhuǎn)動；所述轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)包括固定安裝在所述轉(zhuǎn)軸上的第一傘齒輪、套設(shè)在所述輸出軸上的第二傘齒輪、與所述連桿同步旋轉(zhuǎn)的傳動桿、以及在所述傳動桿兩端設(shè)置分別與所述第一傘齒輪和第二傘齒輪嚙合的第三傘齒輪和第四傘齒輪。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的行星垂直軸風(fēng)力機(jī)，其特征在于，所述行星垂直軸風(fēng)力機(jī)還 包括帶動所述第二傘齒輪轉(zhuǎn)動并定位的對風(fēng)裝置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的行星垂直軸風(fēng)力機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)還包括可轉(zhuǎn) 動地安裝在所述轉(zhuǎn)軸上的至少一個第一支架、以及固定安裝在所述輸出軸上的至少一個第 二支架；所述連桿與所述第一支架和第二支架固定連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的行星垂直軸風(fēng)力機(jī)，其特征在于，所述第一支架為一個，并可 轉(zhuǎn)動地安裝在所述轉(zhuǎn)軸的上端；所述第二支架為一個，并固定安裝在所述輸出軸的上端；所述連桿包括與所述第一支架和第二支架固定連接的第一連桿、以及與所述第一連桿 分開設(shè)置的第二連桿；所述轉(zhuǎn)軸的下端通過軸承轉(zhuǎn)動安裝在所述第二連桿的一端，所述第二連桿的另一端與 所述輸出軸的下端固定連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的行星垂直軸風(fēng)力機(jī)，其特征在于，所述第一支架、第二支架和 連桿均為中空結(jié)構(gòu)；所述第一傘齒輪和第三傘齒輪可轉(zhuǎn)動插入安裝在所述第一支架上，并且所述第一傘齒 輪和第三傘齒輪的嚙合部分設(shè)置在所述第一支架內(nèi)；所述第二傘齒輪和第四傘齒輪可轉(zhuǎn)動插入安裝在所述第二支架上，并且所述第二傘齒 輪和第四傘齒輪的嚙合部分設(shè)置在所述第二支架內(nèi)；所述傳動桿設(shè)置在所述連桿內(nèi)，固定連接所述第三傘齒路和第四傘齒輪。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的行星垂直軸風(fēng)力機(jī)，其特征在于，所述第一支架為兩個，并分 別可轉(zhuǎn)動地安裝在所述轉(zhuǎn)軸的上端和下端；所述第二支架為兩個，并分別固定安裝在輸出 軸的上端和下端；并且所述第一連桿也為兩個，分別連接在上端的所述第一支架和第二支 架之間、和下端的所述第一支架和第二支架之間。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的行星垂直軸風(fēng)力機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)軸包括分開同軸設(shè) 置的第一轉(zhuǎn)軸和第二轉(zhuǎn)軸；在所述第一轉(zhuǎn)軸和第二轉(zhuǎn)軸相對的一端分別設(shè)有水平的第一支 撐桿和第二支撐桿；所述受風(fēng)件為柔性受風(fēng)件；所述柔性受風(fēng)件的上下兩端分別固定安裝在所述第一支撐 桿和第二支撐桿上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的行星垂直軸風(fēng)力機(jī)，其特征在于，所述帆板組件、連桿和轉(zhuǎn)動 機(jī)構(gòu)分別為至少兩組；所述轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)共用一個所述第二傘齒輪，并且所述轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)的第三 傘齒輪均勻分布設(shè)置在所述第二傘齒輪的圓周上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l-8任一項所述的行星垂直軸風(fēng)力機(jī)，其特征在于，所述第一傘齒輪和第三傘齒輪的傳動比為2 : 1 ;所述第二傘齒輪和第四傘齒輪的傳動比為l : l;或者，所述第一傘齒輪和第三傘齒輪的傳動比為i : i;所述第二傘齒輪和第四傘齒輪的傳動比為`2 ! 1。
10. —種水平串式垂直軸風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括至少兩個分開設(shè)置的塔架、至少在其中一個所述塔架上安裝的至少一組發(fā)電組件、以及水平串接在所述塔架之間的至少兩個行星垂直軸風(fēng)力機(jī)；每一行星垂直軸風(fēng)力機(jī)，包括輸出軸、帆板組件、連桿、以及轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)；所述帆板組件包括與所述輸出軸平行設(shè)置的轉(zhuǎn)軸、以及固定安裝在所述轉(zhuǎn)軸上的受風(fēng)件；所述連桿的一端與所述帆板組件連接并由所述帆板組件推動旋轉(zhuǎn)，所述連桿的另一端 與所述輸出軸固定連接，并由所述連桿推動所述輸出軸轉(zhuǎn)動；所述轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)包括固定安裝在所述轉(zhuǎn)軸上的第一傘齒輪、套設(shè)在所述輸出軸上的第二 傘齒輪、與所述連桿同步旋轉(zhuǎn)的傳動桿、以及在所述傳動桿兩端設(shè)置分別與所述第一傘齒 輪和第二傘齒輪嚙合的第三傘齒輪和第四傘齒輪；所述發(fā)電組件包括動力輸入軸；每一所述行星垂直軸風(fēng)力機(jī)的輸出軸與地面基本平 行，并且所述帆板組件沿所述輸出軸的軸線方向設(shè)置在所述輸出軸外圍；所述動力輸入軸與所述輸出軸之間、相鄰所述輸出軸之間通過聯(lián)軸組件連接。
專利摘要本實用新型涉及行星垂直軸風(fēng)力機(jī)及使用該行星垂直軸風(fēng)力機(jī)的水平串式垂直軸風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。該行星垂直軸風(fēng)力機(jī)包括輸出軸、帆板組件、連桿、以及轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)等。通過連桿推動輸出軸旋轉(zhuǎn)，同時傳動桿隨同連桿同步旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動第四傘齒輪繞第二傘齒輪轉(zhuǎn)動，帶動傳動桿轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動傳動桿另一端的第三傘齒輪轉(zhuǎn)動，進(jìn)一步的帶動第一傘齒輪轉(zhuǎn)動，從而由第一傘齒輪帶動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動一定角度，從而實現(xiàn)了在帆板組件受風(fēng)轉(zhuǎn)動的過程中，帶動帆板組件轉(zhuǎn)動一定角度，實現(xiàn)對風(fēng)的自動調(diào)整，使得帆板始終保持在同一方向推動輸出軸轉(zhuǎn)動，消除了阻力的影響，大大提高了輸出效率。
文檔編號F03D9/00GK201546893SQ200920133508
公開日2010年8月11日 申請日期2009年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月3日
發(fā)明者李世展 申請人:李世展;劉海平;郭德建