垂直轴风轮机专利检索-风地球科学专利检索查询-专利查询网

积极推动地理标志专门立法

2022-03-10 地理标志，立法，知识产权
保护知识产权是对创新最大的激励

2022-03-10 保护知识产权，创新，激励
谢商华：加快制定知识产权基本法

2022-03-10 知识产权基本法
擦亮“双奥之城”品牌

2022-03-10 双奥，知识产权
让冰雪运动“热”力全开

2022-03-10 冰雪运动，知识产权
携手共奋进　走好强国路

2022-03-10 强国，知识产权
坚持创新引领　方能稳中求进

2022-03-10 创新，稳中求进，知识产权
答好“两张卷” 奋进新征程

2022-03-10 知识产权
专家解读政府工作报告中的创新和知识产权相关部署

2022-03-10 政府工作报告，创新，知识产权
今年政府工作报告指出：加强知识产权保护和运用

2022-03-10 政府工作报告，知识产权保护

垂直轴风轮机

阅读：848发布：2021-02-23

IPRDB可以提供垂直轴风轮机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开一种垂直轴风轮机(10)，其具有转子(15)，该转子带有至少一个叶片(23)并被安装到支撑结构(16)上，用于绕直立的转子轴(29)转动。固定到转子(15)上的针轮(36)与安装到支撑结构(16)的齿轮(41)驱动地啮合。提供传动机构(46，6，73，74)用于将扭矩从齿轮(41)传动到发电机(43)。，下面是垂直轴风轮机专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种风轮机，包括：

支撑结构；

转子，所述转子带有至少一个叶片并且安装到所述支撑结构，用于绕直立转子轴转动；

固定到所述转子的针轮，所述针轮具有多个圆周地间隔开的针，每个针具有各自的针轴；

齿轮，所述齿轮与所述针驱动地啮合并且安装到所述支撑结构，用于绕齿轮轴转动；

发电机，以及

传动机构，所述传动机构用于将扭矩从所述齿轮传递到所述发电机。

2.根据权利要求1所述的风轮机，其中，所述齿轮安装成能够相对于支撑结构移位，同时保持与针轮啮合接合，以便允许转子的跳动。

3.根据权利要求1或2所述的风轮机，还包括多个转子支撑辊，以支撑转子的重量，所述辊被安装到支撑结构并围绕转子圆周地间隔开。

4.根据前述权利要求中任一项所述的风轮机，其中，所述针轴基本与转子轴相交，每个针的接合面与齿轮协作从而能够在针轮和齿轮之间容许一定程度的径向跳动。.

5.根据权利要求4所述的风轮机，其中，所述针轴被径向对齐。

6.根据前述权利要求中任一项所述的风轮机，其中，所述风轮机还包括枢轴，所述枢轴用于操作地连接齿轮到支撑结构从而齿轮能相对于支撑结构移位。

7.根据权利要求6所述的风轮机，其中，所述枢轴布置成绕切向枢转轴枢转。

8.根据权利要求7所述的风轮机，其中，所述切向枢转轴与针轴在共同的平面内。

9.根据权利要求8所述的风轮机，还包括结构框架，所述枢轴以基本刚性的方式连接所述框架到支撑结构，其中发电机被安装到所述框架以与齿轮一起绕所述枢轴转动。

10.根据权利要求9所述的风轮机，其中，所述结构框架的重量至少部分地被搁在转子的环状表面上的框架支撑辊支撑。

11.根据权利要求10所述的风轮机，其中，传动机构也安装到所述框架。

12.根据前述权利要求中任一项所述的风轮机，其中，齿轮基本设置在针轮的上方或下方。

13.根据前述权利要求中任一项所述的风轮机，其中，转子支撑辊在活动架上被安装到支撑结构，用于分担负荷。

14.根据权利要求13所述的风轮机，其中，每个活动架包括轴向对齐的液压缸，所述液压缸与公共源流体连通。

15.根据权利要求3-14中任一项所述的风轮机，其中，齿轮被安装成与转子支撑辊中的至少一个一起移动，使得齿轮能够相对于支撑结构移位。

16.根据权利要求13-15中任一项所述的风轮机，其中，传动机构包括柔性联接器装置，以允许在活动架的整个移位范围中扭矩从齿轮传递到发电机。

17.根据权利要求16所述的风轮机，其中，所述柔性联接器装置包括伸缩花键联接器和至少一个万向接头。

18.根据前述权利要求中任一项所述的风轮机，其中，针轴基本平行于转子轴，每个针的接合面与齿轮协作从而能够允许在针轮和齿轮之间的一定程度的轴向跳动。

19.根据权利要求1-3中任一项所述的风轮机，其中，齿轮轴基本平行于转子轴并被安装成齿轮能相对于支撑结构径向移位，以允许在针轮中的轴向跳动，同时保持与针轮的啮合接合。

20.根据权利要求19所述的风轮机，其中，所述风轮机还包括固定到转子的导环，所述导环中的每个弧形部分与针轮的相邻弧形部分同心，其中接合在导环上的载架与齿轮协作以允许在针轮中的轴向跳动，同时保持与针轮的啮合接合。

21.根据权利要求20所述的风轮机，还包括结构框架，所述载架以基本刚性的方式固定到所述结构框架，其中发电机被安装到所述结构框架以与齿轮一起径向移动。

22.一种风轮机，包括：

支撑结构；

转子，所述转子带有至少一个叶片并且安装到支撑结构，用于绕直立转子轴转动；

发电机；以及

传动机构，所述传动机构用于将扭矩从转子传递到发电机，其中所述传动机构包括针轮传动装置，所述针轮传动装置用于连接转子到发电机。

23.根据权利要求22所述的风轮机，其中，所述针轮传动装置可以是斜针轮传动装置或平行针轮传动装置。

说明书全文

垂直轴风轮机

技术领域

[0001] 本发明涉及垂直轴风轮机。

背景技术

[0002] 随着能源需求的持续增长，尤其是在发展中国家中的增长，以及认识到传统化石燃料供应是有限的，人们对新的改良的利用能自然补充的可再生能源(例如日光、风、雨(水)、潮汐和地热)的方法有了更大的兴趣。许多年来，水电发电是可再生能源最主要的部分。然而，在越来越重视在水道上筑坝的环境影响以及认识到清洁淡水钦用水是重要的商品时，水电发电方法变得不再那么被人期望。现在注意力转移到风力上，将其作为未来大规模电力产生的来源。

[0003] 风轮机可以分为水平轴或垂直轴风轮机。水平轴风轮机一般包括塔，并具有大的风扇状的叶片围绕水平轴旋转，看起来很像风车。到目前为止，最大的水平轴风轮机大约是40层建筑物的高度，其叶片直径大约为126米。为了产生足够的电力用于供应到公共电力网络，水平轴风轮机位于大的风电场中，该风电场可以包括几百个风轮机分布在广大的区域上。虽然它们利用了丰富的可再生能源，这些风电场占据大面积土地并且不好看。

[0004] 垂直轴风轮机能接受来自任何方向的风，并且不需要绕其垂直轴转动或者偏转以面对盛行风方向。已经提出大型垂直轴风轮机，其具有大直径的静止中空芯提供直立支撑结构，以及支撑在所述芯上的转子，在其上发置了悬挂式翼片用于通过齿轮传动来驱动发电机。齿轮传动可包括固定到转子的环形齿轮，其尺寸受到芯的直径的限制。尽管直径高达5米的轴承和环形齿轮相对来说比较容易制造，但对于具有量级在20到50米或更大直径的环形齿轮的大型机器，制造这些部件是有问题的。制造这种巨大部件所需要的专用机器使得它们的成本非常高，同时能够达到的制造公差对传动的效率以及例如在齿轮传动中的部件之间的正确啮合有明显的影响。大直径的环形齿轮或转子具有相关的径向跳动-在径向上与回转面的偏离，其由偏心和不圆度引起。它还具有相应的轴向跳动-在轴向上与基准面的偏离，所述轴向跳动在转子回转期间发生。如果跳动较大，可能让传动部件例如齿轮、联接器、轴杆及轴承经受过大的负载和过早磨损。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种大型无轴垂直轴风轮机，其可被成本效率更高地制造出来。本发明的另一目的是提供一种垂直轴风轮机，其克服或至少减轻已知风轮机的缺点，或者至少向公众提供一个有用的选择。

[0006] 在一个方面中，提供一种风轮机，包括：

[0007] 支撑结构；

[0008] 转子，其带有至少一个叶片并且安装到所述支撑结构上，用于绕直立的转子轴转动；

[0009] 固定到所述转子的针轮，所述针轮具有多个圆周地间隔开的针，每个针具有各自的针轴；

[0010] 齿轮，其与所述针驱动地啮合并且安装到所述支撑结构上，用于绕齿轮轴转动；

[0011] 发电机，及

[0012] 传动机构，用于将扭矩从齿轮传递到发电机上。

[0013] 优选地，齿轮安装成它能够相对于支撑结构移位，同时保持与针轮啮合接合，以便允许转子的跳动。

[0014] 优选地，风轮机还包括多个转子支撑辊以支撑转子的重量，所述辊被安装到支撑结构并围绕转子圆周地间隔开。

[0015] 在本发明的一种主要的变型中，针轴基本与转子轴相交，每个针的接合面与齿轮协作从而能够容许在针轮和齿轮之间一定程度的径向跳动。

[0016] 优选地，针轴被径向对齐。

[0017] 可选择的，风轮机还包括枢轴，用于操作地连接齿轮到支撑结构，使得齿轮能够相对于支撑结构移位。

[0018] 优选地，枢轴布置成绕切向枢转轴枢转。

[0019] 所述切向枢转轴优选与针轴在共同的平面内。

[0020] 可选地，风轮机还包括结构框架，所述枢轴以基本刚性的方式连接所述框架到支撑结构，其中发电机被安装到所述框架以与齿轮一起绕所述枢轴转动。优选地，传动机构也安装到所述框架。

[0021] 可选地，所述结构框架的重量至少部分地被搁在转子的环状表面上的框架支撑辊支撑。

[0022] 齿轮可基本设置在针轮的上方或下方。

[0023] 优选地，转子支撑辊在活动架上被安装到支撑结构上，用于分担负荷的。

[0024] 优选地，每个活动架包括轴向对齐的液压缸，各液压缸与公共源流体连通。

[0025] 可选地，齿轮被安装成与转子支撑辊的至少一个一起移动，从而齿轮能相对于支撑结构移位。

[0026] 优选地，传动机构包括柔性联接器装置，以允许在活动架的整个移位范围中扭矩从齿轮传递到发电机上。

[0027] 可选地，柔性联接器装置包括伸缩花键联接器和至少一个万向接头[0028] 在第二变型中，针轴基本平行于转子轴，每个针的接合面与齿轮协作，从而能够允许在针轮和齿轮之间的一定程度的轴向跳动。

[0029] 在第二变型的一个实施例中，齿轮轴基本平行于转子轴并被安装成齿轮能相对于支撑结构径向移位，以允许在针轮中的轴向跳动，同时保持与针轮的啮合接合。

[0030] 优选地，风轮机还包括固定到转子上的导环，导环的每个弧形部分与针轮的相邻弧形部分同心，其中接合在导环上的载架与齿轮协作以允许在针轮中的轴向跳动，同时保持与针轮的啮合接合。

[0031] 风轮机还包括结构框架，载架以基本刚性的方式固定到所述结构框架，其中发电机被安装到所述结构框架上以与齿轮一起径向移动。

[0032] 在另一方面中，提供一种风轮机，包括：

[0033] 支撑结构；

[0034] 转子，带有至少一个叶片并且安装到支撑结构上用于绕直立的转子轴转动；

[0035] 发电机；及

[0036] 传动机构，用于将扭矩从转子传递到发电机上，其中传动机构包括针轮传动装置(pin gearing)，用于连接转子到发电机。

[0037] 所述针轮传动装置可以是斜针轮传动装置(bevel pin gearing)或平行针轮传动装置(parallel pin gearing)。

[0038] 从下面的描述中，本发明的其他方面将变得明显，这些描述仅作为例子而并非要限制本发明的功能或使用的范围。

附图说明

[0039] 下面参考附图并仅通过例子描述本发明的典型形式，在附图中：

[0040] 图1示出根据本发明的风轮机的第一典型实施例的截面图；

[0041] 图2示出图1的细节A的放大图；

[0042] 图3示出图2的涡轮机零件的设计图。

[0043] 图4示出用于风轮机第二实施例的对应图1的细节A的放大图。

[0044] 图5示出图4的涡轮机零件的设计图。

[0045] 图6示出用于风轮机第三实施例的对应图1的细节A的放大图。

[0046] 图7示出图6的涡轮机零件的设计图。

[0047] 图8示出图6的涡轮机的针轮和齿轮啮合的端视图。

[0048] 图9示出通过图2、4、6和10的涡轮机的针轮的针的横截面图。

[0049] 图10示出用于风轮机第四实施例的对应图1的细节A的放大图，及[0050] 图11示出图10的涡轮机零件的设计图。

具体实施方式

[0051] 参考图1，风轮机10包括三个相似的独立的垂直轴风轮机11、12和14，每个具有各自的转子15和发电机(图1中未示出)。转子15绕公共的垂直圆柱形支撑结构16垂直地堆叠，该支撑结构限定了直立的转子轴29。由于垂直风轮机可以延伸到几百米的高度，它可能在其高度上不同水平处经受不同方向和速度的风。每个转子15能响应独立于其他转子所经受的风而自由地绕转子轴29转动。

[0052] 这里所使用的术语“轴向”指基本平行于转子轴29的方向。术语“径向”指基本正交于转子轴29的方向。术语“周向”指具有与转子轴29基本正交的半径的圆弧的方向。

[0053] 垂直的支撑结构16包括垂直延伸的风轮机10的芯，并典型地具有在最大转子直径的15％到40％之间的直径。每个风轮机11-14包括支撑在芯支撑结构16上并可绕芯支撑结构16转动的转子15，如下面参考图2和3将更详细地描述的那样。转子15包括圆盘传送组件，该组件包括在转子15的顶部的环形衍架22，该衍架绕支撑结构16延伸。每个转子15包括平行的上和下衍架臂19，所述臂从直立衍架18的顶部和底部径向突出。径向衍架臂19被从直立衍架18的顶部延伸到径向衍架臂19的远端的对角线系紧部件21保持。在远端，每个径向衍架臂19带有翼片形状的悬挂式叶片23。

[0054] 参考图2和3，支撑结构16可以由钢筋混凝土构造并包括同心的内壁和外壁24、25，所述内壁和外壁由靠近环形衍架22的水平壁架26连接。环形形状的受力梁28具有平面的环状凸缘31，所述凸缘由连结板32联接而形成中空部分。受力梁28与转子轴29及环形衍架22同心，并由支撑臂27固定到环形衍架22上，受力梁28和环形衍架22由此形成转子15的一部分。支撑转子15的重量的是多个活动架30，这些活动架30在壁架26周围圆周地间隔，并在受力梁28下方。每个活动架30包括转子支撑辊33，该辊33支撑在轴杆
34上并保持与底部凸缘31接合，由此允许转子转动。转子支撑辊33是锥形的，以允许和受力梁28保持滚动线接触且不滑动-轴杆34中心地延伸通过每个辊33。每个活动架30包括轴向对齐且平行于转子轴29的液压缸68，液压缸68与公共压力源(未示出)流体连通，用于在所有活动架30之间分担负荷。垂直引导件80设置在外壁25的内侧，邻近转子支撑辊33，用于在辊轴向地上下移动时阻止辊33的横向移动。

[0055] 安装在支撑臂27的顶部，针轮36被固定到转子上并与转子轴29同心。针轮36包括多个圆周间隔开的针37，每个针37具有各自的针轴38。齿轮41与针36驱动地啮合并被安装用于绕径向延伸的齿轮41转动。带有和齿轮41同轴的主轴44的发电机43经由包括变速箱46的传动机构45而得到扭矩。

[0056] 在图2和3中示出风轮机的第一实施例，其中径向延伸的针轴38与转子轴29大致相交于公共点(未显示)，转子轴29和齿轮轴42以直角相交，以斜针轮传动(bevel pin gearing)的方式。基本刚性的框架47承载齿轮41并包括相互固定的细长件，包括上下纵向水平部件48、49、50、51，上下横向水平部件52-56以及直立部件57-60。框架47支撑传动结构45和发电机43，以及齿轮41，并且它由传动机构45的轴61装配在齿轮41上。枢轴62将框架47的径向内端连接到支撑结构16上，具体连接到内壁24，同时框架47的径向外端被框架支撑辊63支撑在固定到支撑框架27的水平环状板64上。结构框架47的一部分重量也由搁在柱基67上的水平面66上的辊65承载，柱基67又被安装在壁架26上。枢轴
62布置成绕垂直于径向齿轮轴42的切向枢转轴68枢转，枢轴62与针轴38位于同一径向平面内，从而齿轮42可以相对于支撑结构16枢转地移位。在枢轴62与啮合的齿轮41和针轮36之间的距离使得在这些啮合的部件之间的相对转动是可忽略的。通过允许齿轮41以此方式自由枢转移动，转子15的任何轴向跳动都不会影响啮合的齿轮41和针轮36的相对轴向位置，由此它们在整个转动过程中能满意地保持在啮合接合中。

[0057] 针37是细长的，截面为圆形，并在其相对端处被内和外环状凸缘39、40支撑。在所示的实施例中，齿轮41可具有平行的齿轮形式并被设置在针轮36的上方。以此方式，每个针37的圆柱形外接合面与齿轮41协作，从而在针轮和齿轮之间可允许一定程度的径向跳动。

[0058] 在图4和5中示出的风轮机的第二实施例中，像第一实施例一样，径向延伸的针轴38基本和转子轴29在公共点(未示出)处相交。第二实施例不同于第一实施例之处主要在于齿轮41和针轮36的相对位置，在这一实施例中，齿轮41设置在针轮36下方，齿轮41被安装到由固定到支撑臂27的内端的三角形衍架部件70所形成的转子15的面向下方的表面。与第一实施例相比，将齿轮41定位在针轮36下方能防止框架47独立于转子15向上枢转。在第二实施例中，液压缸71被轴向对齐，平行于转子轴29，并连接在框架47和框架支撑辊63之间。同样，液压缸71被轴向对齐，并连接在框架47和框架支撑辊65之间，而支撑辊65直接在壁架26上滚动。

[0059] 在图6到9中示出的风轮机的第三实施例中，像第一实施例一样，径向延伸的针轴38基本在公共点(未示出)与转子轴29相交。在第三实施例中，齿轮42也能相对于支撑结构16轴向移位，以保持和针轮36的正确的啮合接合，由此适应轴向跳动。这里实现上述过程是通过固定齿轮41以便跟转子支撑辊33之一一起移动。在本实施例中，发电机43和变速箱46被直接安装到支撑结构16上，中间并没有移动框架用来支撑齿轮41，并且传动机构包括柔性联接装置。该柔性联接装置包括在齿轮和变速箱之间的、连接在一对万向接头74之间的伸缩花键联接器73。分担负荷的活动架30保持转子支撑辊33与轨束梁28接触，由此所连接的齿轮41保持与针轮36恰当地啮合，而无论转子15有任何轴向跳动。针
37可以装配有可转动辊85，以使由于滑动引起的磨损最小。

[0060] 第四实施例在图10和11中示出，包括不同于第一到第三实施例中的第二变型，即，针轴38基本平行于转子轴29，以平行针轮传动(parallel pingearing)的方式，其中，齿轮轴42也平行于转子轴29。在该实施例中，轴向跳动通过在每个针的圆柱形接合面和其所啮合的齿轮41之间可以出现的相对轴向滑动被调节。导环76精确地跟随针轮36的弯曲，导环76的每个弧形部分与针轮的相邻弧形部分同心。载架82具有接合在导环76的侧向相对侧的辊83，并且和齿轮41协作以允许在针轮36中的径向跳动，同时保持与针轮啮合接合。其上承载齿轮41的框架47被刚性地连接到载架82，并且自由地径向移动以补偿径向跳动。和第一和第二实施例中一样，框架47支撑传动机构45和发电机43，以及它所安装至其上的齿轮41。框架47被支撑以通过轮84在壁架26上径向移动。一对支柱85安装在框架47的每一侧，每个支柱85承载接合平行部件50、51的导辊86以引导框架线性移动。压紧辊87接合部件50、51的平坦顶部以防止框架47倾覆。

[0061] 在上面的描述中已经提及的整体和元件具有已知的等同物，这些等同物被视为涵盖在内，就象此处已经阐明其每个一样。已经描述了本发明的实施例，然而，应该理解可以不偏离本发明的精神或所附权利要求的范围而作出改变、改进或修改。

标题	发布/更新时间	阅读量
一种烘箱热风送风风机-专利编号CN102720680A	2020-05-13	1043
风筝-专利编号CN107106915A	2020-05-11	542
风机的风叶轮-专利编号CN103486083A	2020-05-13	385
风机-专利编号CN105351229B	2020-05-12	490
风机-专利编号CN103321932A	2020-05-11	735
风机-专利编号CN105351229A	2020-05-13	482
风车-专利编号CN101151457B	2020-05-11	354
风车-专利编号CN101151457A	2020-05-12	207
风机-专利编号CN105952689B	2020-05-11	548
风机-专利编号CN105952689A	2020-05-12	588

垂直轴风轮机

垂直轴风轮机

技术领域

背景技术

发明内容

附图说明

具体实施方式

IPRDB

热门服务

关于我们

友情链接

联系方式