專利名稱：垂直軸式風(fēng)機塔頂裝置及垂直軸式風(fēng)力發(fā)電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及ー種垂直軸式風(fēng)機塔頂裝置及垂直軸式風(fēng)カ發(fā)電機。
背景技術(shù)：
目前，已商業(yè)化的風(fēng)機均是水平橫軸式風(fēng)機，其典型特征是槳葉圍繞水平橫軸轉(zhuǎn)動，由于風(fēng)能利用率很低，要獲得足夠的發(fā)電功率，槳葉半徑均非常大，造成設(shè)備造價高，安裝、維護(hù)困難、維修費用大，同時風(fēng)機的使用壽命較短 ，使得電價居高不下。與水平橫軸式風(fēng)力發(fā)電機相比，采用長形兜體的垂直軸式風(fēng)力發(fā)電機其風(fēng)能利用率顯著提高，并且在長形兜體采用對稱打開的結(jié)構(gòu)后，解決了風(fēng)大停機或風(fēng)機風(fēng)速控制的難題，使得垂直軸式風(fēng)カ發(fā)電機商業(yè)化成為可能。在新開發(fā)的大功率的垂直風(fēng)機中，由于垂直風(fēng)機的轉(zhuǎn)速比較慢，垂直風(fēng)機的功率比較大，例如IOOkw lOOOkw，技術(shù)人員遇到了如何將垂直風(fēng)機的動カ傳遞至地面的難題，造成現(xiàn)有技術(shù)的垂直風(fēng)機的功率都比較小，沒有實現(xiàn)商業(yè)化可并網(wǎng)發(fā)電的垂直軸式風(fēng)カ發(fā)電機可供參考或借鑒。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供ー種垂直軸式風(fēng)機塔頂裝置及垂直軸式風(fēng)カ發(fā)電機，能夠以緊湊的結(jié)構(gòu)將風(fēng)機動カ傳遞至地面。為此，本實用新型提供了ー種垂直軸式風(fēng)機塔頂裝置，包括塔頂架，其內(nèi)部支撐有朝向地面延伸的中心傳動軸；轉(zhuǎn)筒，位于塔頂架的頂部，其上具有用于安裝長形風(fēng)兜的懸臂；回轉(zhuǎn)軸承，包括與轉(zhuǎn)筒固定連接的外保持圈和與塔頂架固定連接的內(nèi)保持圏，以及增速傳動機構(gòu)，包括在內(nèi)保持圈上形成的齒圈、在中心傳動軸上設(shè)直的中心齒輪、以及在齒圈和中心齒輪之間過渡傳動的至少ー過渡齒輪。進(jìn)ー步地，上述垂直軸式風(fēng)機塔頂裝置還包括通過傳動齒輪與齒圈嚙合傳動的剎車機構(gòu)。進(jìn)ー步地，上述垂直軸式風(fēng)機塔頂裝置還包括與各長形風(fēng)兜相連并且控制各長形風(fēng)兜啟閉的拉桿、在轉(zhuǎn)筒中水平設(shè)置的驅(qū)動盤、以及設(shè)置在轉(zhuǎn)筒上并驅(qū)動驅(qū)動盤相對轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)動的電機，其中，驅(qū)動盤的盤面上設(shè)有螺旋導(dǎo)軌，各拉桿伸入轉(zhuǎn)筒的內(nèi)腔中并且具有與驅(qū)動盤的螺旋導(dǎo)軌傳動配合的導(dǎo)槽。進(jìn)ー步地，上述電機的輸出軸上設(shè)有齒輪，驅(qū)動盤的盤面上設(shè)有與齒輪嚙合傳動的齒圈。進(jìn)ー步地，上述沿驅(qū)動盤的圓周上設(shè)有用于在下方支撐驅(qū)動盤的多個支撐輥和用于在上方壓下施壓驅(qū)動盤的多個定位壓輥。進(jìn)ー步地，上述中心傳動軸的位于塔頂架中的部位設(shè)有引入電源的第一電刷機構(gòu)，中心傳動軸的位于轉(zhuǎn)筒的部位設(shè)有引出電源的第二電刷機構(gòu)，其中，第二電刷機構(gòu)與電機電連接。[0012]進(jìn)ー步地，上述懸臂包括上懸臂和下懸臂，上述轉(zhuǎn)筒包括安裝上懸臂的上轉(zhuǎn)筒體和安裝下懸臂的下轉(zhuǎn)筒體，其中，上懸臂和下懸臂成對使用。進(jìn)ー步地，上述成對使用的上懸臂和下懸臂之間呈V形配置，并且上懸臂和下懸臂均為桁架結(jié)構(gòu)。進(jìn)ー步地，上述至少ー過渡齒輪圍繞中心齒輪環(huán)形均布。根據(jù)本實用新型的另一方面，提供了ー種垂直軸式風(fēng)カ發(fā)電機，包括塔頂裝置和安裝在塔頂裝置上的長形風(fēng)兜，該塔頂裝置為上面所描述的垂直軸式風(fēng)機塔頂裝置。 在本實用新型中，轉(zhuǎn)筒和塔頂之間形成由齒圈和中心齒輪之間形成的增速傳動機構(gòu)，該增速傳動機構(gòu)在高度方向上結(jié)構(gòu)緊湊，塔頂和中心傳動軸受カ合理，解決了如何將垂直風(fēng)機的動カ傳遞至地面的難題。除了上面所描述的目的、特征、和優(yōu)點之外，本實用新型具有的其它目的、特征、和優(yōu)點，將結(jié)合附圖作進(jìn)ー步詳細(xì)的說明。

構(gòu)成本說明書的一部分、用于進(jìn)一歩理解本實用新型的附圖示出了本實用新型的優(yōu)選實施例，并與說明書一起用來說明本實用新型的原理。圖中圖I示出了根據(jù)本實用新型的垂直軸式風(fēng)機塔頂裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖I所示垂直軸式風(fēng)機塔頂裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；以及圖3是圖2所示垂直軸式風(fēng)機塔頂裝置的驅(qū)動盤和拉桿之間的配合關(guān)系。附圖標(biāo)記說明10轉(zhuǎn)筒20長形風(fēng)兜11上懸臂12下懸臂30塔頂架31中心轉(zhuǎn)動軸40回轉(zhuǎn)軸承41外保持圈42內(nèi)保持圈50增速傳動機構(gòu)51 齒圈52 中心齒輪53過渡齒輪60剎車機構(gòu)61傳動齒輪70拉桿驅(qū)動機構(gòu)71拉桿72驅(qū)動盤73電機721螺旋導(dǎo)軌711導(dǎo)槽731齒輪722齒圈74支撐輥75定位壓輥81第一電刷機構(gòu)82第二電刷機構(gòu)13上轉(zhuǎn)筒體14下轉(zhuǎn)筒體90恒速裝置。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本實用新型可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。[0039]圖I示出了根據(jù)本實用新型的垂直軸式風(fēng)機塔頂裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖I所示垂直軸式風(fēng)機塔頂裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。如圖I和圖2所示，垂直軸式風(fēng)機塔頂裝置包括轉(zhuǎn)筒10，沿其外周排列有安裝長形風(fēng)兜20的上懸臂11和下懸臂12 ;塔頂架30，具有向地面垂直延伸的中心傳動軸31 ;回轉(zhuǎn)軸承40，包括與轉(zhuǎn)筒固定連接的外保持圈41和與塔架固定連接的內(nèi)保持圈42，以及增速傳動機構(gòu)50，包括在內(nèi)保持圈上形成的齒圈51、在中心傳動軸31上設(shè)置的中心齒輪52、以及在齒圈51和中心齒輪52之間過渡傳動的至少ー過渡齒輪53。本實用新型的垂直軸式風(fēng)機塔頂裝置的工作原理如下轉(zhuǎn)筒10在長形兜體20的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)，帶動齒圈51轉(zhuǎn)動，該齒圈51通過至少ー過渡齒輪53向中心齒輪52傳遞動力，由中心齒輪52帶動中心轉(zhuǎn)動軸31向下傳遞動力，實現(xiàn)增速減扭。在本實用新型中，轉(zhuǎn)筒和塔頂之間形成由齒圈和中心齒輪之間形成的增速傳動機構(gòu)，該增速傳動機構(gòu)在高度方向上結(jié)構(gòu)緊湊，塔頂和中心傳動軸受カ合理，解決了如何將垂直風(fēng)機的動カ傳遞至地面的難題。再如圖2所示，垂直軸式風(fēng)機塔頂裝置還包括剎車機構(gòu)60，該剎車機構(gòu)60通過傳動齒輪61與內(nèi)齒圈51實現(xiàn)嚙合。通過設(shè)置內(nèi)齒圈51，不僅易于實現(xiàn)增速傳動，還易于實現(xiàn)轉(zhuǎn)筒10的剎車。圖3是圖2所示垂直軸式風(fēng)機塔頂裝置的驅(qū)動盤和拉桿之間的配合關(guān)系，結(jié)合參照圖2和圖3，垂直軸式風(fēng)機塔頂裝置還包括拉桿驅(qū)動機構(gòu)70，該拉桿驅(qū)動機構(gòu)70包括與控制長形風(fēng)兜20啟閉的恒速裝置90連接的拉桿71、在轉(zhuǎn)筒10中水平設(shè)置的驅(qū)動盤72、以及驅(qū)動驅(qū)動盤72轉(zhuǎn)動的電機73，其中，驅(qū)動盤72的盤面上設(shè)有螺旋導(dǎo)軌721，各拉桿71伸入轉(zhuǎn)筒10的內(nèi)腔中并且具有與驅(qū)動盤72的螺旋導(dǎo)軌721傳動配合的導(dǎo)槽711。其中，電機73的輸出軸上設(shè)有齒輪731，驅(qū)動盤72的盤面上設(shè)有與齒輪731嚙合傳動的齒圈722。拉桿驅(qū)動機構(gòu)70的工作過程如下當(dāng)需要打開長形兜體20吋，電機驅(qū)動驅(qū)動盤72沿預(yù)定方向轉(zhuǎn)動，拉桿71向轉(zhuǎn)筒10外伸出，消除長形兜體20打開的阻力，長形兜體20在風(fēng)カ的作用下打開，以及時放走多余風(fēng)能；當(dāng)需要閉合長形兜體20吋，電機驅(qū)動驅(qū)動盤72沿預(yù)定方向的反方向轉(zhuǎn)動，拉桿71向轉(zhuǎn)筒10內(nèi)回縮移動，増加長形兜體20打開的阻力，長形兜體20逐漸閉合。長形兜體優(yōu)選采用對稱打開方式，該長形兜體的結(jié)構(gòu)在中國實用新型專利說明書(申請?zhí)?01010566629. 7)中有詳細(xì)描述，其全部內(nèi)容結(jié)合于此供參考。采用上述拉桿驅(qū)動機構(gòu)70可實現(xiàn)拉桿緩慢移動，非常符合長形兜體的啟閉要求。另外拉桿驅(qū)動機構(gòu)70結(jié)構(gòu)較簡單，可以滿足多個拉桿例如5 9個拉桿同時啟閉的要求。優(yōu)選地，驅(qū)動盤72的圓周上均布有多個支撐輥74和定位壓輥75，以此可水平轉(zhuǎn)動地設(shè)置在轉(zhuǎn)筒10的內(nèi)腔中，該驅(qū)動盤72的安裝方式具有結(jié)構(gòu)簡單、便于拆卸維護(hù)的優(yōu)勢。優(yōu)選地，中心傳動軸31的下端(位于塔頂架中)設(shè)有引入電源的第一電刷機構(gòu)81，中心傳動軸31的上端設(shè)有引出電源的第二電刷機構(gòu)82，其中，該第二電刷機構(gòu)82與電 機73電連接。進(jìn)ー步優(yōu)選地，中心轉(zhuǎn)動軸31為空心軸，連接第一電刷機構(gòu)81和第二電刷機構(gòu)82的電源導(dǎo)線從中穿過。優(yōu)選地，上述轉(zhuǎn)筒10包括安裝上懸臂11的上轉(zhuǎn)筒體13和安裝下懸臂12的下轉(zhuǎn)筒體14，其中，上轉(zhuǎn)筒體13和下轉(zhuǎn)筒體14設(shè)置成使上懸臂11和下懸臂12能夠成對使用，以連接同一長形風(fēng)兜。進(jìn)ー步地優(yōu)選地，上懸臂11和下懸臂12呈V形張開，如此可減小轉(zhuǎn)筒的高度，進(jìn)而增加塔架的穩(wěn)定性。以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實 施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種垂直軸式風(fēng)機塔頂裝置，其特征在于，包括 塔頂架(30)，其內(nèi)部支撐有朝向地面延伸的中心傳動軸(31)； 轉(zhuǎn)筒(10)，位于所述塔頂架(30)的頂部，其上具有用于安裝長形風(fēng)兜(20)的懸臂； 回轉(zhuǎn)軸承(40)，包括與所述轉(zhuǎn)筒(10)固定連接的外保持圈(41)和與所述塔頂架(30)固定連接的內(nèi)保持圈(42)，以及 增速傳動機構(gòu)(50)，包括在所述內(nèi)保持圈(42)上形成的齒圈(51)、在所述中心傳動軸(31)上設(shè)置的中心齒輪(50)、以及在所述齒圈(51)和所述中心齒輪(50)之間過渡傳動的至少一過渡齒輪(53)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的垂直軸式風(fēng)機塔頂裝置，其特征在于，還包括通過傳動齒輪(61)與所述齒圈(51)嚙合傳動的剎車機構(gòu)(60)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的垂直軸式風(fēng)機塔頂裝置，其特征在于，還包括與各所述長形風(fēng)兜(20)相連并控制各所述長形風(fēng)兜(20)啟閉的拉桿(71)、在所述轉(zhuǎn)筒(10)中水平設(shè)置的驅(qū)動盤(72)、以及設(shè)置在所述轉(zhuǎn)筒(10)上并驅(qū)動所述驅(qū)動盤(72)相對所述轉(zhuǎn)筒(10)轉(zhuǎn)動的電機(73)，其中，所述驅(qū)動盤(72)的盤面上設(shè)有螺旋導(dǎo)軌(721)，各所述拉桿(71)伸入所述轉(zhuǎn)筒(10)的內(nèi)腔中并且具有與所述驅(qū)動盤(72)的螺旋導(dǎo)軌(721)傳動配合的導(dǎo)槽(711)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的垂直軸式風(fēng)機塔頂裝置，其特征在于，所述電機(73)的輸出軸上設(shè)有齒輪(731)，所述驅(qū)動盤(72)的盤面上設(shè)有與所述齒輪(731)嚙合傳動的齒圈(722)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的垂直軸式風(fēng)機塔頂裝置，其特征在于，沿所述驅(qū)動盤(72)的圓周上設(shè)有用于在下方支撐所述驅(qū)動盤(72)的多個支撐輥(74)和用于在上方向下施壓所述驅(qū)動盤(72)的多個定位壓輥(75)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的垂直軸式風(fēng)機塔頂裝置，其特征在于，所述中心傳動軸(31)的位于所述塔頂架(30)中的部位設(shè)有引入電源的第一電刷機構(gòu)(81)，所述中心傳動軸的位于所述轉(zhuǎn)筒(10)的部位設(shè)有引出電源的第二電刷機構(gòu)(82)，其中，所述第二電刷機構(gòu)(82)與所述電機(73)電連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的垂直軸式風(fēng)機塔頂裝置，其特征在于，所述懸臂包括上懸臂(13)和下懸臂(14)，所述轉(zhuǎn)筒(10)包括安裝所述上懸臂(11)的上轉(zhuǎn)筒體(13)和安裝所述下懸臂(12)的下轉(zhuǎn)筒體(14)，其中，所述上懸臂(13)和下懸臂(14)成對使用。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的垂直軸式風(fēng)機塔頂裝置，其特征在于，所述成對使用的上懸臂(13)和下懸臂(14)之間呈V形配置，并且所述上懸臂(13)和下懸臂(14)均為桁架結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的垂直軸式風(fēng)機塔頂裝置，其特征在于，所述至少一過渡齒輪圍繞所述中心齒輪環(huán)形均布。
10.一種垂直軸式風(fēng)力發(fā)電機，包括塔頂裝置和安裝在所述塔頂裝置上的長形風(fēng)兜(20)，其特征在于，所述塔頂裝置為權(quán)利要求1-10中任一項所述的垂直軸式風(fēng)機塔頂裝置。
專利摘要本實用新型公開了一種垂直軸式風(fēng)機塔頂裝置及垂直軸式風(fēng)力發(fā)電機，該垂直軸式風(fēng)機塔頂裝置包括轉(zhuǎn)筒，沿其外周排列有安裝長形風(fēng)兜的上懸臂和下懸臂；塔頂架，具有向地面延伸的中心傳動軸；回轉(zhuǎn)軸承，包括與轉(zhuǎn)筒固定連接的外保持圈和與塔架固定連接的內(nèi)保持圈，以及增速傳動機構(gòu)，包括在內(nèi)保持圈上形成的齒圈、在中心傳動軸上設(shè)置的中心齒輪、以及在齒圈和中心齒輪之間過渡傳動的至少一過渡齒輪。在本實用新型中，轉(zhuǎn)筒和塔頂之間形成由齒圈和中心齒輪之間形成的增速傳動機構(gòu)，該增速傳動機構(gòu)在高度方向上結(jié)構(gòu)緊湊，塔頂和中心傳動軸受力合理，解決了如何將垂直風(fēng)機的動力傳遞至地面的難題。
文檔編號F03D11/02GK202370756SQ20112056025
公開日2012年8月8日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者丁開俊, 王汝藩, 裘樂天 申請人:溫州歐特萊科技有限公司