本发明涉及风力发电技术领域，尤其是一种双轴H型垂直轴风机。
背景技术：
垂直轴风机是垂直轴风力发电机的简称，是指旋转轴垂直于地面或者来流方向的风力发电机。相对于传统的水平轴风力发电机，垂直轴风机在风向改变的时候无需对风，这不仅使结构设计简化，而且也减少了风轮对风时的陀螺力。此外，垂直轴风机还具有无噪音、安全性更高等优点，可以应用于城市公共照明、居民聚集区等水平轴风力发电机很难应用的领域。但是，受垂直轴风机固有的结构特征限制，大型垂直轴风机的叶片偏航困难，传统的双支撑H型风机抵抗大风能力较差，且支撑杆受力严重，安全性较难保证。
技术实现要素：
本发明的目的是，提出一种双轴H型垂直轴风机，以增强叶片的抗风能力并提高安全性。
为了实现上述目的，本发明提供了一种双轴H型垂直轴风机，包括固定主轴、设置在固定主轴上的发电机、叶片和与叶片连接的支撑杆，其特征在于，还包括设置在所述发电机的外置转子上的风轮动轴，风轮动轴在所述固定主轴的外侧并且与固定主轴同轴，风轮动轴可绕着固定主轴的轴线旋转，所述支撑杆包括沿着风轮动轴的轴线方向分离开布置的两层或两层以上，支撑杆的一端连接叶片，另一端连接风轮动轴。
本发明提供的双轴H型垂直轴风机，通过受力优化，引入风轮动轴传递叶片传来的扭矩，风轮动轴上可以按叶片大小设置任意层支撑杆，风轮上下各支撑杆旋转同步，增强了叶片的抗风能力，提高了安全性。
进一步地，双轴H型垂直轴风机还包括拉索，所述拉索的一端连接最上层支撑杆上方的风轮动轴，另一端连接最上层支撑杆。拉索增强了支撑杆，进一步增强了叶片的抗风能力并进一步提高了安全性。
附图说明
图1为本发明双轴H型垂直轴风机的结构示意图。
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
具体实施方式
参见图1，本发明双轴H型垂直轴风机包括固定主轴1、设置在固定主轴上1的发电机2、叶片3、支撑杆4、风轮动轴5和拉索7，发电机2为外转子发电机。风轮动轴5为空心柱形轴，其下端设置在发电机2的外置转子上，通过上轴承92和下轴承91可旋转地安装在固定主轴1的外侧，风轮动轴5与固定主轴1同轴并可绕着固定主轴1的轴线旋转，风轮动轴5旋转时带动发电机2的外置转子一起旋转而发电。支撑杆4的一端连接叶片3的内侧面，另一端连接风轮动轴5。支撑杆4包括沿着风轮动轴5的轴线方向分离开布置的三层，分离开布置即相邻两层支撑杆4之间具有一定距离，在本实施例中，相邻两层支撑杆之间距离相等，即等距离布置。利用风轮动轴，可根据需要设置多层支撑杆，支撑杆可以是两层或两层以上。多层支撑杆能增强叶片的抗风能力。支撑杆4采用对称叶形，以减小风轮工作时的风阻。叶片3获得的扭矩经多层支撑杆4和风轮动轴5，传递到外转子发电机2发电。通过受力优化，引入风轮动轴传递叶片传来的扭矩，风轮动轴上可以按叶片大小设置任意层支撑杆，风轮上下各支撑杆旋转同步，增强了叶片的抗风能力，提高了安全性。
拉索7的一端连接最上层支撑杆4上方的风轮动轴5，另一端连接最上层支撑杆4。为避免拉索影响叶片3的气动性，拉索7与最上层支撑杆4的连接点距离叶片3的距离为L，风轮半径为R，0.15R≤L≤0.25R，优选L＝0.2R。拉索7与最上层支撑杆4之间夹角A的最佳角度为30度。拉索7的预紧力以将最上层支撑杆拉平为度。拉索7优先采用高强度材料制成的钢索，材料强度越高，较小截面的钢索就能承受较大重量，钢索截面越小，风阻就越小。拉索增强了支撑杆，进一步增强了叶片的抗风能力并进一步提高了安全性。叶片3的重量经拉索7、支撑杆4、风轮动轴5、上轴承92和下轴承91，直接传递到固定主轴1上，不经过发电机2，对发电机起到保护作用。
本实施例的支撑杆4为三层，最上层支撑杆的一端固定在上轴承92上，通过上轴承92与风轮动轴5连接，最下层支撑杆的一端固定在下轴承91上，通过下轴承91与风轮动轴5连接。风轮动轴5的中部设有支撑轮8，中间层支撑杆一端固定在支撑轮8上，通过支撑轮8与风轮动轴5连接。上轴承92、下轴承91和支撑轮8方便了支撑杆4与风轮动轴5的连接，支撑杆4的一端也可以直接与风轮动轴5固定连接。
本发明尤其适用于大风机，能增强叶片的抗风能力，并提高安全性。本发明也可用于小风机，可大大提高小风机的极限转速，扩大小风机的发电风速范围。