垂直軸風力潮汐互補發(fā)電的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種垂直軸風力潮汐互補發(fā)電機，風力發(fā)電部分主要由垂直軸式風輪(10)、旋轉(zhuǎn)圈(12)、支架(9)、三級加速齒輪系統(tǒng)(15)組成。潮汐發(fā)電部分主要由垂直軸式水輪葉片(20)、旋轉(zhuǎn)圈(22)、連桿(23)、支架(24)、三級加速齒輪系統(tǒng)(18)、空心旋轉(zhuǎn)軸(19)組成。全機由一根靜止垂直支桿(1)作為主要承力件、由鋼索(5)、水平支板(2)、水平支板(4)和四根樁子(3)固定。全機特征為：風能和潮汐能帶動風輪和水輪轉(zhuǎn)動，從而帶動旋轉(zhuǎn)圈轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)圈通過軸承與靜止垂直支架配合，旋轉(zhuǎn)圈帶動空心軸轉(zhuǎn)動，空心軸帶動加速齒輪轉(zhuǎn)動，從而帶轉(zhuǎn)發(fā)電機。該發(fā)明在海風大的區(qū)域同時利用風能和潮汐能，得到較大的能量和收益。
【專利說明】垂直軸風力潮汐互補發(fā)電機
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種垂直軸風力潮汐互補發(fā)電機，特別是一種用于近海海面的、應(yīng)用靜止垂直支桿作為全機主要支撐的垂直軸風力潮汐互補發(fā)電機?？梢酝瑫r利用風力、海洋潮汐聯(lián)合連續(xù)發(fā)電。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著能源利用的緊張態(tài)勢進一步發(fā)展，風能和潮汐能在相關(guān)地區(qū)，特別是我國沿海地區(qū)豐富。目前風能和潮汐能作為新能源受到世界各國的高度重視?，F(xiàn)在利用風能和潮汐能發(fā)電已經(jīng)勢不可擋。
[0003]目前市場上水平軸的兆瓦級風能發(fā)電機已經(jīng)在世界各國風能豐富區(qū)商業(yè)化投產(chǎn)。I兆瓦的潮汐能發(fā)電機群組在美國也已經(jīng)安裝調(diào)試運行。隨著國內(nèi)外對于豎直軸的風力發(fā)電機的深入研究，利用大型的豎直軸風力發(fā)電機進行發(fā)電已經(jīng)可行。而潮汐能的開發(fā)利用國內(nèi)現(xiàn)在還缺乏大功率的發(fā)電設(shè)備，技術(shù)需要進一步成熟，實際應(yīng)用還需要進一步發(fā)展。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)能量利用率不高，只利用了風能或潮汐能，且具有采用兩組電機分別采集風能與潮汐能的弊端。國內(nèi)外缺乏將風能和潮汐能結(jié)合起來發(fā)電的技術(shù)和裝置。這樣在風能和潮汐能都豐富的同一地點特別是近海區(qū)，無法充分利用這兩種新能源。尤其在近海區(qū)，在某一片海域中安裝了風力發(fā)電機，則在水下潮汐能豐富時，潮汐能無法利用，反之亦然。這樣不符合人們 追求最大化利用某一地區(qū)新能源的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種既可利用風能，又可以利用海洋中的潮汐能進行連續(xù)發(fā)電的垂直軸風力潮汐互補發(fā)電機，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:這種垂直軸風力潮汐互補發(fā)電機，風能和潮汐水能同時利用。此款發(fā)電機由上端風力發(fā)電部分、下端潮汐發(fā)電部分及機架組成。主機采用一根靜止不轉(zhuǎn)的垂直支桿(I)，垂直支桿(I)可以分段加工或者是整段加工，分段加工時相鄰兩段之間采用無縫焊接，過盈配合連接，螺栓連接等方式連接。上端的風力發(fā)電部分由垂直軸式風輪(10)汲取風能，其中風輪由水平的支架(7)、支架(9)、支架(11)連接，各個支架分別和其中心對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)圈(12)、(26)、(27)固連在一起，可以采取螺栓連接或者焊接方式固連。旋轉(zhuǎn)圈(12)、(26)、(27)和靜止垂直支桿(I)通過軸承連接，旋轉(zhuǎn)圈(12)和(27)之間通過連桿(13)連接、旋轉(zhuǎn)圈(26)和(27)之間通過連桿(33)連接，這樣保證了三個水平支架之間的傳扭。每兩個相鄰旋轉(zhuǎn)圈之間固結(jié)三個連桿，并且對應(yīng)連桿周向均勻分布。三個旋轉(zhuǎn)圈在水面以上的位置合理分布，保證葉片的穩(wěn)定性。旋轉(zhuǎn)圈(12)和三片垂直軸式風輪(10)之間還通過斜拉纜繩(8)連接，增強穩(wěn)定性。旋轉(zhuǎn)圈(26)和其下端的空心旋轉(zhuǎn)軸(14)連接。水輪機部分和風機部分除了大小不同外，安裝方式完全相同。而垂直支桿(I)和水平板(4)之間通過鋼索(5)連接，保證風機部分在垂直狀態(tài)下轉(zhuǎn)動。風機的發(fā)電機
(16)和三級加速齒輪系統(tǒng)(15)通過水平支板(6)固定在海面以上，風機的發(fā)電機(17)和三級加速齒輪系統(tǒng)(18)安裝在水平板(4)以下。整機通過四根樁子(3)和垂直支桿(I)打進海床，四根樁子(3)周向均勻分布。樁子之間通過水面下的水平板(2)連接，防止樁子松動，而水平板(2)和海床接觸。風機和水輪機的功通過三級加速齒輪系統(tǒng)(15)、(18)帶動發(fā)電機(16)、(17)，最終將電能引出。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:同時利用了風能和潮汐能，對于在海風較大的區(qū)域，其能量利用途徑增多，提高了能量利用率，從而得到較大的能量和收益。采用一體組合發(fā)電機采集風能和潮汐能，這樣，在獲得大的能量的同時，節(jié)約了設(shè)備成本，使得設(shè)備運行更加有效，使得在有限的空間里可以增加更多的機組，獲得更大的電能。并且由于采用垂直的H型風輪只要在有風的情況下葉片都可以隨風轉(zhuǎn)動，而基本不用調(diào)節(jié)葉片角度。這樣節(jié)
[0008]省了成本，簡化了結(jié)構(gòu)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為垂直軸風力潮汐互補發(fā)電機整體效果圖；
[0010]圖2為垂直軸風力潮汐互補發(fā)電機主視圖；
[0011]圖3為垂直軸風力潮汐互補發(fā)電機風力發(fā)電部分結(jié)構(gòu)圖；
[0012]圖4為垂直軸風力潮汐互補發(fā)電機風力發(fā)電部分局部剖面圖；
[0013]圖5為垂直軸風力潮汐互補發(fā)電機潮汐發(fā)電部分結(jié)構(gòu)圖；
[0014]圖6為垂直軸風力潮汐互補發(fā)電機鋼索連接方式結(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖7為垂直軸風力潮汐互補發(fā)電機三級加速齒輪系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0016]如圖所示，水面上的風機葉片通過三個水平的支架(7)、(9)、(11)固連于各自的旋轉(zhuǎn)圈(26)、(27)、(12)上，旋轉(zhuǎn)圈(26)、(27)、(12)通過軸承固連于靜止的垂直支桿(I)上，旋轉(zhuǎn)圈(12)和(27)、(27)和(26)分別通過沿垂直支桿(I)周向分布的連桿(13)、(33)連接。斜拉纜繩(8)將垂直軸式風輪(10)和對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)圈(26)、(27)、(12)的對角線連接起來。每個葉片總共用兩根斜拉纜繩和旋轉(zhuǎn)圈(27)連接。風機中旋轉(zhuǎn)圈(26)通過空心旋轉(zhuǎn)軸(14)和三級加速齒輪系統(tǒng)(15)連接，三級加速齒輪系統(tǒng)(15)和發(fā)電機(16)的軸嚙合，風輪旋轉(zhuǎn)時帶動發(fā)電機發(fā)電，在額定風速下，使得發(fā)電機達到相應(yīng)轉(zhuǎn)速。
[0017]水面下水輪機三個垂直軸式水輪葉片(20)都通過三個支架(24)、(28)、(29)固連于旋轉(zhuǎn)圈(32)、(22)、(30)上，旋轉(zhuǎn)圈(32)、(22)、(30)通過軸承固連于靜止的垂直支桿(I)上，旋轉(zhuǎn)圈(32)和(22)、(30)和(22)分別通過連桿(23)、(31)連接。斜拉纜繩(21)將垂直軸式水輪葉片(20)和旋轉(zhuǎn)圈(22)連接起來。每個垂直軸式水輪葉片(20)用兩根斜拉纜繩和旋轉(zhuǎn)圈(27)連接，起到穩(wěn)定葉片的作用。水輪機的旋轉(zhuǎn)圈(30)通過空心旋轉(zhuǎn)軸(19)和三級加速齒輪系統(tǒng)(18)連接，三級加速齒輪系統(tǒng)(18)和發(fā)電機(17)齒輪嚙合。水輪旋轉(zhuǎn)時帶動發(fā)電機發(fā)電，在額定水速下使得發(fā)電機達到相應(yīng)轉(zhuǎn)速。
[0018]為保證風機正常旋轉(zhuǎn)，鋼索(5) —邊應(yīng)安裝在水平板(4)上，另一頭安裝在靜止垂直支桿(I)上，不阻礙風輪正常運轉(zhuǎn)。將風機部分發(fā)電機(16)安裝在鋼索(5)以上，用支撐結(jié)構(gòu)將發(fā)電機支撐在水平支板(6)上。四根樁子(3)和水平板(4)固接后下端打入海床起固定作用，在接觸海床部分用水平板(2)固結(jié)四個樁。
【權(quán)利要求】
1.一種垂直軸風力潮汐互補發(fā)電機，其特征在于:公開了一種垂直軸風力潮汐互補發(fā)電機，這種發(fā)電機包括上端風力發(fā)電部分、下端潮汐發(fā)電部分及機架，風力發(fā)電部分由垂直軸式風輪(10)、旋轉(zhuǎn)圈(12)、(26)、(27)、連桿(13)和(33)、水平支架(7)、水平支架(9)、水平支架(11)、斜拉纜繩(8)、三級加速齒輪系統(tǒng)(15)、空心旋轉(zhuǎn)軸(14)、發(fā)電機(16)組成，潮汐發(fā)電部分由垂直軸式水輪葉片(20)、旋轉(zhuǎn)圈(32)和(22)以及(22)、連桿(23)和(31)、水平支架(24)、水平支架(28)、水平支架(29)、斜拉纜繩(21)、三級加速齒輪系統(tǒng)(18)、空心旋轉(zhuǎn)軸(19)、發(fā)電機(17)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直軸風力潮汐互補發(fā)電機，其特征在于:靜止垂直支桿(I)位于全機中心，支撐全機，并由斜拉鋼索(5)、兩個水平支板(2)和(4)以及四根樁子(3)固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直軸風力潮汐互補發(fā)電機，其特征在于:靜止垂直支桿(I)采用分段加工或者整段加工，分段加工時分段加工時相鄰兩段之間采用無縫焊接，過盈配合連接，螺栓連接等方式連接，靜止垂直支桿(I)全長范圍內(nèi)各段的粗細和長度根據(jù)安裝和結(jié)構(gòu)強度的要求來確定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直軸風力潮汐互補發(fā)電機，其特征在于:風力和潮汐水流帶動垂直的升力型H型風輪(10)和垂直的升力型H型水輪葉片(20)轉(zhuǎn)動,從而帶動對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)圈轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)圈通過軸承與靜止垂直支桿(I)配合，旋轉(zhuǎn)圈帶動空心軸轉(zhuǎn)動，空心軸帶動加速齒輪轉(zhuǎn)動，最 終帶動發(fā)電機軸旋轉(zhuǎn)。
【文檔編號】F03D3/00GK103899489SQ201210590413
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月31日
【發(fā)明者】楊攀, 楊俊凱, 胡小全, 劉夢超 申請人:楊攀, 楊俊凱, 胡小全, 劉夢超