一种基于Lissajous曲线的内阻外升混合式共盘垂直轴风力机的制作方法

本发明涉及风力机领域，特别是涉及一种基于lissajous曲线的内阻外升混合式共盘垂直轴风力机。

背景技术：

1、风力机是将能量转化为电的装置，由于其源利用形式绿色、无污染世界各国积极促进其快速发展，促进了风电产业实现了大规模跨越。风力机主要包括水平轴风力机和垂直轴风力机两种。其中水平轴风力机由于风能效率高，发展迅速，被广泛采用；垂直轴风力机虽然是中国利用风能最早的风力机，但是由于理论和技术的限制，其发展相对缓慢。但是较于水平轴风力机，垂直轴风力机有诸多优点：不受来流风向影响，发电机可放置地面，维护简单，造价较低，基建周期短，不受陆地与海洋的限制，广泛的适用于分布式发电，并且装机规模灵活，更好的节约了人力、物力、财力。针对风的随机性、波动性，并将地域以及气候因素考虑其中，以最大限度的利用风能，所以越来越受到研究人员关注，应用前景也越来越广阔。

技术实现思路

1、本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于lissajous曲线的内阻外升混合式共盘垂直轴风力机。

2、本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

3、一种基于lissajous曲线的内阻外升混合式共盘垂直轴风力机，包括塔筒和用于在低风压下转动的阻力叶片和强风压下转动的升力叶片，塔筒底部安装有塔座，塔筒上端安装有安装盘，安装盘外圆面上通过支撑杆安装有升力叶片，安装盘上端连接盘式发电机的内转子，盘式发电机上端外转子连接有外轴，外轴内部为空心结构，外轴内部沿轴线设置有内轴，内轴底部连接盘式发电机的内转子，外轴安装有阻力叶片，外轴上靠近顶部外圆上安装有小翼摩擦盘，外轴上成型有限制小翼摩擦盘上下滑动的槽，小翼摩擦盘通过花键滑动连接外轴，小翼摩擦盘外部成型有小翼，内轴顶端安装有内轴摩擦盘，内轴摩擦盘对应小翼摩擦盘的顶部。

4、优选的：安装盘呈阶梯轴状，且安装盘底部为窄端，且安装盘的窄端插接塔筒，塔筒内部通过第一轴承配合安装盘的窄端。

5、如此设置，保证安装盘的稳定性。

6、优选的：外轴内部通过第二轴承配合内轴。

7、如此设置，利用第二轴承配合减小震动同时避免摩擦影响转动。

8、优选的：内轴固接内轴摩擦盘、盘式发电机的内转子。

9、如此设置，保证动能传输。

10、优选的：升力叶片、阻力叶片、小翼的旋向相同，阻力叶片呈螺旋状，且阻力叶片的螺旋状为lissajous曲线形状。

11、如此设置，保证了在低风速和高风速时的旋向一致，保证发电效率。

12、优选的：支撑杆固接升力叶片、安装盘。

13、优选的：小翼摩擦盘顶部和内轴摩擦盘底部均程序有摩擦纹。

14、如此设置，通过摩擦纹增大配合摩擦力，提高小翼摩擦盘带动内轴摩擦盘的效果。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

16、本装置基于lissajous曲线，围绕外轴的转动的阻力叶片，及其外围添加的沿内轴转动的直线翼型升力叶片组成。将这两种垂直轴风轮叶片组合使用以弥补各自的优缺点，通过阻力叶片实现风力机在低风速下的发电作用，通过升力叶片发挥风力机在高风速下的发电优势，另外当风速到达升力叶片临界工作点附近时，阻力单元可以通过摩擦盘充当升力叶片的起动机，进一步提高风力机的气动特性和发电性能；其中，基于lissajous函数的内盘发电叶轮使用一种适用于低风速、多风向，多场景使用环境条件的垂直轴风力机叶片生成方法获得；另外，风力机的主轴为内外双轴，内轴与盘式发电机的内转子连接，外轴与盘式发电机的外转子连接，双轴共用一个发电机进行发电，降低了风力机本身的成本。

技术特征：

1.一种基于lissajous曲线的内阻外升混合式共盘垂直轴风力机，其特征在于：包括塔筒(2)和用于在低风压下转动的阻力叶片(8)和强风压下转动的升力叶片(3)，所述塔筒(2)底部安装有塔座(1)，所述塔筒(2)上端安装有安装盘(6)，所述安装盘(6)外圆面上通过支撑杆(4)安装有所述升力叶片(3)，所述安装盘(6)上端连接盘式发电机(7)的内转子，所述盘式发电机(7)上端外转子连接有外轴(10)，所述外轴(10)内部为空心结构，所述外轴(10)内部沿轴线设置有内轴(9)，所述内轴(9)底部连接所述盘式发电机(7)的内转子，所述外轴(10)安装有阻力叶片(8)，所述外轴(10)上靠近顶部外圆上安装有小翼摩擦盘(12)，所述外轴(10)上成型有限制所述小翼摩擦盘(12)上下滑动的槽，所述小翼摩擦盘(12)通过花键滑动连接所述外轴(10)，所述小翼摩擦盘(12)外部成型有小翼(13)，所述内轴(9)顶端安装有内轴摩擦盘(14)，所述内轴摩擦盘(14)对应所述小翼摩擦盘(12)的顶部。

2.根据权利要求1所述的一种基于lissajous曲线的内阻外升混合式共盘垂直轴风力机，其特征在于：所述安装盘(6)呈阶梯轴状，且所述安装盘(6)底部为窄端，且所述安装盘(6)的窄端插接所述塔筒(2)，所述塔筒(2)内部通过第一轴承(5)配合所述安装盘(6)的窄端。

3.根据权利要求1所述的一种基于lissajous曲线的内阻外升混合式共盘垂直轴风力机，其特征在于：所述外轴(10)内部通过第二轴承(11)配合所述内轴(9)。

4.根据权利要求1所述的一种基于lissajous曲线的内阻外升混合式共盘垂直轴风力机，其特征在于：所述内轴(9)固接所述内轴摩擦盘(14)、所述盘式发电机(7)的内转子。

5.根据权利要求1所述的一种基于lissajous曲线的内阻外升混合式共盘垂直轴风力机，其特征在于：所述升力叶片(3)、所述阻力叶片(8)、所述小翼(13)的旋向相同，所述阻力叶片(8)呈螺旋状，且所述阻力叶片(8)的螺旋状为lissajous曲线形状。

6.根据权利要求1所述的一种基于lissajous曲线的内阻外升混合式共盘垂直轴风力机，其特征在于：所述支撑杆(4)固接所述升力叶片(3)、所述安装盘(6)。

7.根据权利要求1所述的一种基于lissajous曲线的内阻外升混合式共盘垂直轴风力机，其特征在于：所述小翼摩擦盘(12)顶部和所述内轴摩擦盘(14)底部均程序有摩擦纹。

技术总结
本发明公开了一种基于Lissajous曲线的内阻外升混合式共盘垂直轴风力机，包括塔筒和用于在低风压下转动的阻力叶片和强风压下转动的升力叶片，塔筒底部安装有塔座，塔筒上端安装有安装盘，安装盘外圆面上通过支撑杆安装有升力叶片，安装盘上端连接盘式发电机的内转子，盘式发电机上端外转子连接有外轴。通过阻力叶片实现风力机在低风速下的发电作用，通过升力叶片发挥风力机在高风速下的发电优势。另外当风速到达升力叶片临界工作点附近时，阻力单元可以通过摩擦盘充当升力叶片的起动机，进一步提高风力机的气动特性和发电性能。

技术研发人员：冷广生,胡丽凤,冯放,胡海勇,薛磊,任永吉,肖金平
受保护的技术使用者：内蒙古森越新能源有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19