負(fù)載平衡式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種負(fù)載平衡式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)普遍采用懸臂長(zhǎng)軸結(jié)構(gòu)上安裝風(fēng)輪葉片，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括電機(jī)主軸，套在電機(jī)主軸外的回轉(zhuǎn)軸，設(shè)置在電機(jī)主軸下方的電機(jī)，以及將電機(jī)與電機(jī)主軸相連的聯(lián)軸器，還包括風(fēng)輪葉片，通過(guò)連接臂與電機(jī)主軸相連，并以電機(jī)主軸為轉(zhuǎn)動(dòng)軸心。這種風(fēng)輪機(jī)構(gòu)與發(fā)電機(jī)一體式結(jié)構(gòu)的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)存在以下幾個(gè)方面問(wèn)題:
[0003](I)懸臂式長(zhǎng)軸結(jié)構(gòu)，其外伸端長(zhǎng)度與插入端(發(fā)電機(jī)軸承間距離)長(zhǎng)度之比高達(dá)15:1以上。因此，由葉片重力和葉片旋轉(zhuǎn)徑向力將會(huì)產(chǎn)生很大的附加彎矩。該結(jié)構(gòu)葉輪結(jié)構(gòu)剛性差，運(yùn)行平穩(wěn)性差，且附加彎矩會(huì)直接影響發(fā)電機(jī)的運(yùn)行效率和運(yùn)行壽命。
[0004](2)懸臂式長(zhǎng)軸結(jié)構(gòu)裝配工藝性差，如軸承安裝、定子引線焊接及發(fā)電機(jī)上下蓋裝配等，均不方便操作，難以保證裝配質(zhì)量，維修則更為困難。
[0005](3)懸臂式長(zhǎng)軸結(jié)構(gòu)垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，結(jié)構(gòu)尺寸龐大。且質(zhì)量分布不均衡，因此包裝運(yùn)輸采用整體結(jié)構(gòu)則尺寸太龐大，同時(shí)運(yùn)輸過(guò)程中很容易發(fā)生側(cè)翻發(fā)電機(jī)主軸變形等事故?，F(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)，整體吊裝或分體吊裝、安裝均不方便，很容易發(fā)生人身事故。
[0006](4)懸臂式長(zhǎng)軸由于其長(zhǎng)徑比太大，細(xì)長(zhǎng)軸加工工藝性差，加工成本高，無(wú)論裝配、運(yùn)輸、安裝及運(yùn)行很容易產(chǎn)生彎曲變形。
[0007](5)為了改善裝配工藝性，方便裝配運(yùn)輸和安裝，有些垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)外伸軸采用分段加長(zhǎng)方法及結(jié)構(gòu)，但這種加長(zhǎng)結(jié)構(gòu)雖然解決了上述裝配工藝性及裝配、運(yùn)輸、安裝過(guò)程的問(wèn)題，但其結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能方面依然無(wú)法改變固有的技術(shù)缺陷。反而由于加長(zhǎng)軸結(jié)構(gòu)剛度遠(yuǎn)低于整體軸，運(yùn)行平穩(wěn)性更差，且產(chǎn)生徑向力及附加彎矩更大。
[0008]綜上所述，傳統(tǒng)懸臂長(zhǎng)軸結(jié)構(gòu)垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主要技術(shù)問(wèn)題及缺陷可歸結(jié)為:結(jié)構(gòu)剛度差，運(yùn)行效率及運(yùn)行壽命低，加工裝配安裝工藝性差。隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)功率增大，上述問(wèn)題幾缺陷將表現(xiàn)更為突出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種負(fù)載平衡式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，可以有效減小和平衡風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)時(shí)附加徑向力及彎矩對(duì)發(fā)電機(jī)運(yùn)行效率和軸承工作壽命的影響，提高風(fēng)輪結(jié)構(gòu)剛性和運(yùn)行的平穩(wěn)性。
[0010]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種負(fù)載平衡式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，包括動(dòng)力傳遞裝置和風(fēng)輪葉片，以及將風(fēng)輪葉片固定連接搭配所述動(dòng)力傳遞裝置上的固定桿;其中，所述動(dòng)力傳動(dòng)裝置包括電機(jī)主軸，設(shè)置在電機(jī)主軸中間位置的電機(jī)，所述電機(jī)上方電機(jī)主軸外周與之同軸固定設(shè)置的上回轉(zhuǎn)套筒，所述電機(jī)下方電機(jī)主軸外周與之同軸固定設(shè)置的下回轉(zhuǎn)套筒;所述動(dòng)力傳遞裝置以電機(jī)為中心呈軸對(duì)稱式結(jié)構(gòu)。
[0011]優(yōu)選地，所述電機(jī)上方電機(jī)主軸與上回轉(zhuǎn)套筒通過(guò)聯(lián)軸器固定連接;所述電機(jī)下方電機(jī)主軸與下回轉(zhuǎn)套筒通過(guò)聯(lián)軸器固定連接。
[0012]優(yōu)選地，所述電機(jī)主軸與上回轉(zhuǎn)套筒之間設(shè)置有軸承;所述電機(jī)主軸與下回轉(zhuǎn)套筒之間設(shè)置有軸承。
[0013]優(yōu)選地，所述電機(jī)上方設(shè)置有電機(jī)上蓋，所述聯(lián)軸器安裝在所述電機(jī)上蓋上;所述電機(jī)下方設(shè)置有電機(jī)下蓋，所述聯(lián)軸器安裝在所述電機(jī)下蓋上。
[0014]優(yōu)選地，所述風(fēng)輪葉片上下兩端分別對(duì)稱的連接到上下回轉(zhuǎn)套筒上。
[0015]優(yōu)選地，所述電機(jī)主軸采用厚壁鋼管加工制得。
[0016]本發(fā)明具有如下有益效果:
[0017]本發(fā)明負(fù)載平衡式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，風(fēng)輪葉片和發(fā)電機(jī)質(zhì)心與發(fā)電機(jī)主軸長(zhǎng)度中心處于同一平面，質(zhì)量分布均勻，且懸臂長(zhǎng)度縮小一半以上，這種對(duì)稱式結(jié)構(gòu)使風(fēng)輪機(jī)構(gòu)在受力狀態(tài)下產(chǎn)生附加徑向力及彎矩減小或平衡，使得風(fēng)輪結(jié)構(gòu)剛性大為改善，無(wú)論裝配運(yùn)輸及安裝工藝性明顯優(yōu)于傳統(tǒng)懸臂式結(jié)構(gòu)?？傮w結(jié)構(gòu)尺寸小，便于運(yùn)輸安裝。同時(shí)，該結(jié)構(gòu)加工工藝性好，加工質(zhì)量容易保證，可以有效降低加工成本。采用對(duì)稱式布局，從結(jié)構(gòu)上大大改善和提高了垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行性能、運(yùn)行壽命和裝配工藝性能。本發(fā)明負(fù)載平衡式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)總體結(jié)構(gòu)尺寸小，具有良好的裝配工藝性，運(yùn)輸安裝方便，維修性能好，和傳統(tǒng)垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)相比，具有顯著的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和成本優(yōu)勢(shì)。
【附圖說(shuō)明】
[0018]通過(guò)閱讀下文優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述，各種其他的優(yōu)點(diǎn)和益處對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實(shí)施方式的目的，而并不認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。而且在整個(gè)附圖中，用相同的參考符號(hào)表示相同的部件。在附圖中:
[0019]圖1為傳統(tǒng)一體式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪機(jī)構(gòu)不意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明負(fù)載平衡式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]圖中:1-動(dòng)力傳遞裝置；101-電機(jī)主軸；102-電機(jī)；103-上回轉(zhuǎn)套筒；104-下回轉(zhuǎn)套筒；105-電機(jī)上蓋;106-電機(jī)下蓋;2_風(fēng)輪葉片;3_固定桿;4_聯(lián)軸器；I 風(fēng)輪葉片;2’-電機(jī)主軸;3，-回轉(zhuǎn)套;4，-聯(lián)軸器;5，-電機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下文中將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0023]實(shí)施例1
[0024]本實(shí)施例提供了一種負(fù)載平衡式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，如圖2所示，包括動(dòng)力傳遞裝置I和風(fēng)輪葉片2，以及將風(fēng)輪葉片2固定連接搭配所述動(dòng)力傳遞裝置I上的固定桿3;其中，所述動(dòng)力傳動(dòng)裝置I包括電機(jī)主軸101，設(shè)置在電機(jī)主軸101中間位置的電機(jī)102，所述電機(jī)102上方電機(jī)主軸101外周與之同軸固定設(shè)置的上回轉(zhuǎn)套筒103，所述電機(jī)102下方電機(jī)主軸101外周與之同軸固定設(shè)置的下回轉(zhuǎn)套筒104;所述動(dòng)力傳遞裝置I以電機(jī)102為中心呈軸對(duì)稱式結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例采用軸向?qū)ΨQ式布局結(jié)構(gòu)，當(dāng)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，在風(fēng)力作用下，風(fēng)輪葉片2旋轉(zhuǎn)，通過(guò)固定桿3分別作用到上、下回轉(zhuǎn)體套筒(103、104)上，帶動(dòng)其同步旋轉(zhuǎn)。所述動(dòng)力傳遞裝置I因采用對(duì)稱式布局，故外形結(jié)構(gòu)尺寸小，重心分佈合理，改變了傳統(tǒng)垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)“頭重腳輕”，重心不穩(wěn)的弊端，還可以采用整體式運(yùn)輸及安裝，運(yùn)輸成本低，安裝方便。因懸臂長(zhǎng)度短，可有效減小及平衡由徑向力和葉片重力產(chǎn)生的附加彎矩。此外，電機(jī)102安裝在電機(jī)主軸的對(duì)稱位置上，且懸臂短，因此還大大改變了電機(jī)裝配性能和可維修性能。傳統(tǒng)1000W垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)懸臂長(zhǎng)度一般達(dá)1.6m-l.8m，本發(fā)明對(duì)稱式結(jié)構(gòu)將長(zhǎng)度減少為0.7m-0.9m，可減少懸臂長(zhǎng)度達(dá)50%。
[0025]本實(shí)施例中，所述電機(jī)102上方電機(jī)主軸101與上回轉(zhuǎn)套筒103通過(guò)聯(lián)軸器4固定連接;所述電機(jī)102下方電機(jī)主軸101與下回轉(zhuǎn)套筒104通過(guò)聯(lián)軸器4固定連接。當(dāng)風(fēng)葉轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，上、下回轉(zhuǎn)套筒(103、104)同步轉(zhuǎn)動(dòng)，雙回轉(zhuǎn)套筒結(jié)構(gòu)，連接剛性好。
[0026]本實(shí)施例中，所述電機(jī)主軸101與上回轉(zhuǎn)套筒103之間設(shè)置有軸承;所述電機(jī)主軸101與下回轉(zhuǎn)套筒104之間設(shè)置有軸承。雙軸承回轉(zhuǎn)套筒結(jié)構(gòu)，連接剛性更佳，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性大大提尚O
[0027]本實(shí)施例中，所述電機(jī)102上方設(shè)置有電機(jī)上蓋105，所述聯(lián)軸器4安裝在所述電機(jī)上蓋105上;所述電機(jī)102下方設(shè)置有電機(jī)下蓋106，所述聯(lián)軸器4安裝在所述電機(jī)下蓋106上。本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，在風(fēng)力作用下，風(fēng)輪葉片2旋轉(zhuǎn)，通過(guò)固定桿3分別作用到上、下回轉(zhuǎn)體套筒(103、104)上，帶動(dòng)上、下回轉(zhuǎn)體套筒(103、104)同步旋轉(zhuǎn)，上、下回轉(zhuǎn)體套筒(103、104)通過(guò)電機(jī)上下設(shè)置的兩個(gè)聯(lián)軸器進(jìn)一步驅(qū)動(dòng)電機(jī)上蓋105和電機(jī)下蓋106繞電機(jī)主軸101旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生電能。風(fēng)能傳遞工程是通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)上蓋105和電機(jī)下蓋106同步轉(zhuǎn)動(dòng)的雙驅(qū)動(dòng)模式，使得電機(jī)102受到的附加載荷小，運(yùn)行安裝可靠，扭矩傳遞過(guò)程機(jī)械效率尚O
[0028]本實(shí)施例中，所述風(fēng)輪葉片2上下兩端分別對(duì)稱的連接到上、下回轉(zhuǎn)套筒(103、104)上。同時(shí)這種結(jié)構(gòu)由于在電機(jī)主軸101端，固定桿3固定非常高，且在上端懸臂長(zhǎng)度短，風(fēng)輪葉片2連接剛度高，運(yùn)行平穩(wěn)。
[0029]本實(shí)施例中，所述電機(jī)主軸101采用厚壁鋼管加工制得。由于電機(jī)主軸長(zhǎng)度減小，其剛性高，加工工藝性好，且加工成本也大大降低。
[0030]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制;盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種負(fù)載平衡式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，包括動(dòng)力傳遞裝置和風(fēng)輪葉片，以及將風(fēng)輪葉片固定連接搭配所述動(dòng)力傳遞裝置上的固定桿;其中，所述動(dòng)力傳動(dòng)裝置包括電機(jī)主軸，設(shè)置在電機(jī)主軸中間位置的電機(jī)，所述電機(jī)上方電機(jī)主軸外周與之同軸固定設(shè)置的上回轉(zhuǎn)套筒，所述電機(jī)下方電機(jī)主軸外周與之同軸固定設(shè)置的下回轉(zhuǎn)套筒;所述動(dòng)力傳遞裝置以電機(jī)為中心呈軸對(duì)稱式結(jié)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)載平衡式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述電機(jī)上方電機(jī)主軸與上回轉(zhuǎn)套筒通過(guò)聯(lián)軸器固定連接;所述電機(jī)下方電機(jī)主軸與下回轉(zhuǎn)套筒通過(guò)聯(lián)軸器固定連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的負(fù)載平衡式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述電機(jī)主軸與上回轉(zhuǎn)套筒之間設(shè)置有軸承;所述電機(jī)主軸與下回轉(zhuǎn)套筒之間設(shè)置有軸承。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的負(fù)載平衡式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述電機(jī)上方設(shè)置有電機(jī)上蓋，所述聯(lián)軸器安裝在所述電機(jī)上蓋上;所述電機(jī)下方設(shè)置有電機(jī)下蓋，所述聯(lián)軸器安裝在所述電機(jī)下蓋上。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)載平衡式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述風(fēng)輪葉片上下兩端分別對(duì)稱的連接到上下回轉(zhuǎn)套筒上。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的負(fù)載平衡式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述電機(jī)主軸采用厚壁鋼管加工制得。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種負(fù)載平衡式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括動(dòng)力傳遞裝置和風(fēng)輪葉片，以及將風(fēng)輪葉片固定連接搭配所述動(dòng)力傳遞裝置上的固定桿；其中，所述動(dòng)力傳動(dòng)裝置包括電機(jī)主軸，設(shè)置在電機(jī)主軸中間位置的電機(jī)，所述電機(jī)上方電機(jī)主軸外周與之同軸固定設(shè)置的上回轉(zhuǎn)套筒，所述電機(jī)下方電機(jī)主軸外周與之同軸固定設(shè)置的下回轉(zhuǎn)套筒；所述動(dòng)力傳遞裝置以電機(jī)為中心呈軸對(duì)稱式結(jié)構(gòu)。本發(fā)明負(fù)載平衡式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)可以有效減小和平衡風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)時(shí)附加徑向力及彎矩對(duì)發(fā)電機(jī)運(yùn)行效率和軸承工作壽命的影響，提高風(fēng)輪結(jié)構(gòu)剛性和運(yùn)行的平穩(wěn)性。
【IPC分類】F03D13/10, F03D9/25
【公開(kāi)號(hào)】CN105649888
【申請(qǐng)?zhí)枴?br>【發(fā)明人】陳忠衛(wèi), 李天石, 李岳, 劉世濤, 朱巍晶
【申請(qǐng)人】上海僖舜萊機(jī)電設(shè)備制造有限公司
【公開(kāi)日】2016年6月8日
【申請(qǐng)日】2016年3月17日