一種多層垂直軸風力發電塔的制作方法

本實用新型涉及一種風力發電塔，尤其指一種多層垂直軸風力發電塔。

背景技術：

把風的動能轉變成機械動能，再把機械能轉化為電力動能，這就是風力發電。風力發電的原理，是利用風力帶動風車葉片旋轉，再透過增速機將旋轉的速度提升，來促使發電機發電。由于風輪的轉速比較低，而且風力的大小和方向經常變化著，這又使轉速不穩定；所以，在帶動發電機之前，還必須附加一個把轉速提高到發電機額定轉速的齒輪變速箱，再加一個調速機構使轉速保持穩定，然后再聯接到發電機上。為保持風輪始終對準風向以獲得最大的功率，還需在風輪的后面裝一個類似風向標的尾舵。鐵塔是支承風輪、尾舵和發電機的構架。它一般修建得比較高，為的是獲得較大的和較均勻的風力，又要有足夠的強度。鐵塔高度視地面障礙物對風速影響的情況，以及風輪的直徑大小而定，一般在6-20米范圍內。傳統的風力發電有兩種方式:一種是水平軸風力發電，另一種是垂直軸風力發電。這兩種都是單塔風力發電，一個塔搭配一個電機，發電量極其有限，在低風速地區，發電量更小。單塔抗擊自然災害能力又很差，因此普通風力發電塔投資回收期長。

中國專利申請號為：CN201210076972.X，申請公布號為CN102588225A，申請公布日為2012.07.18的發明專利公開了一種圓柱形框架結構無軸風力發電塔，它包括帶有風速風向儀的塔身，所述塔身包括至少兩層風力發電單元和貫穿風力發電單元中心的支撐柱，實現了風力發電塔的無軸結構，支撐柱無風力消耗，節省了傳統采用的立軸所消耗的部分風能，有效地提高了風能的利用率，所述風力發電單元包括發電機組、與支撐柱固定連接的圓環形支撐框架和與支撐框架活動連接的風輪，該圓柱形框架結構無軸風力發電塔的圓柱形多層結構，能避開地表建筑及樹木對風速的影響，可以利用高層風能進行發電，有效地提高了風力發電機的單機容量，且各風力發電單元和相應的發電機組獨立運行，能將不同高度的風能都充分利用，最大限度的提高了整體風能利用效率。上述設計使用了至少兩層風力發電單元，能有效提高發電塔的發電量，但是，此設計結構復雜，需要使用風速風向儀。此外，單個的風力發電單元中的風輪直接利用風能，風吹向風輪，由于風的方向經常變化，風輪旋轉方向會不斷變化，這樣一是風能轉化效率低，經濟效益不高；二是當風速只有二級時，風力發電單元不能正常發電；三是風輪上的葉片呈螺旋狀排列，長時間使用葉片容易損壞，影響整個發電單元的正常使用。

技術實現要素：

本實用新型的目的是克服現有技術中風力發電塔中存在的上述問題，提供一種結構簡單、使用方便、風能轉化效率高、葉片不易損壞、低風速也能發電的多層垂直軸風力發電塔。

為實現以上目的，本實用新型的技術解決方案是：一種多層垂直軸風力發電塔，包括基座、放置層和發電單元，所述放置層位于基座之上，發電單元位于放置層內，其特征在于：所述基座之上設置有至少兩層放置層，每層放置層內至少有一個發電單元，發電單元包括葉輪和垂直軸，葉輪以垂直軸為中心放置，葉輪外側設置有圓柱形空心框架，圓柱形空心框架連接在垂直軸上，圓柱形空心框架上設置有四分之一圓柱表面積大小的擋風板。

所述葉輪由葉片組成，每片葉片由豎直排列的葉板組成，葉板由水平放置的方鋼條固定。

所述每層放置層內放置有三個發電單元，呈三角形排列。

所述每層放置層內放置有四個發電單元，呈方形排列。

所述葉輪上設置有葉片收緊裝置。

本實用新型的有益效果為：

1、本設計中基座之上設置有至少兩層放置層，每層放置層至少有一個發電單元，保證了單個發電塔的發電量，經濟效益高。

2、本設計中每個發電單元包括葉輪和垂直軸，葉輪外側設置有圓柱形空心框架，圓柱形空心框架上設置有四分之一圓柱表面積大小的擋風板，發電時，圓柱形空心框架根據風向繞垂直軸轉動，使得擋風板正對風向，由于擋風板為四分之一圓柱表面積大小，其將葉輪沿垂直軸分成左右兩部分，擋風板后方形成靜風區域，擋風板側邊未被遮擋的半個葉輪在風的帶動下做圓周運動，由于慣性，葉輪迅速通過擋風板后的靜風區域，再一次到達迎風面，葉輪一直保持相同的旋轉方向，一是能有效減少風能損耗，提高風能轉化效率；二是能減少葉輪無序轉動給葉片造成的損傷。

3、本設計中葉輪由葉片組成，每片葉片由豎直排列的葉板組成，葉板由水平放置的方鋼條固定，這樣組成的葉片呈板狀，受風面積大，發電效率高。

4、本設計中葉輪上設置有葉片收緊裝置，當遇到臺風等極端惡劣天氣下，可將葉板折疊使得葉片收起，避免發生意外。

5、本設計中每層放置層內放置有三個發電單元、呈三角形排列或者每層放置層內放置有四個發電單元、呈方形排列，能保證整個發電塔的穩固性。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖；

圖2是本實用新型中發電單元的結構示意圖。

圖中：基座1，放置層2，發電單元3，葉輪4，垂直軸5，圓柱形空心框架6，擋風板7，葉片8，葉板9，方鋼條10，葉片收緊裝置11。

具體實施方式

以下結合附圖說明和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明：

參見圖1至圖2，一種多層垂直軸風力發電塔，包括基座1、放置層2和發電單元3，所述放置層2位于基座1之上，發電單元3位于放置層2內，所述基座1之上設置有至少兩層放置層2，每層放置層2內至少有一個發電單元3，發電單元3包括葉輪4和垂直軸5，葉輪4以垂直軸5為中心放置，葉輪4外側設置有圓柱形空心框架6，圓柱形空心框架6連接在垂直軸5上，圓柱形空心框架6上設置有四分之一圓柱表面積大小的擋風板7。

所述葉輪4由葉片8組成，每片葉片8由豎直排列的葉板9組成，葉板9由水平放置的方鋼條10固定。

所述每層放置層2內放置有三個發電單元3，呈三角形排列。

所述每層放置層2內放置有四個發電單元3，呈方形排列。

所述葉輪4上設置有葉片收緊裝置11。

本設計中基座1之上設置有至少兩層放置層2，每層放置層2至少有一個發電單元3，保證了單個發電塔的發電量，經濟效益高。每層放置層2呈多邊形狀，可以為三角形、方形等等。本設計中每個發電單元3包括葉輪4和垂直軸5，葉輪4外側設置有圓柱形空心框架6，圓柱形空心框架6上設置有四分之一圓柱表面積大小的擋風板7，發電時，圓柱形空心框架6根據風向繞垂直軸5轉動，使得擋風板7正對風向，由于擋風板7為四分之一圓柱表面積大小，其將葉輪4沿垂直軸5分成左右兩部分，擋風板7后方形成靜風區域，擋風板7側邊未被遮擋的半個葉輪4在風的帶動下做圓周運動，由于慣性，葉輪4迅速通過擋風板7后的靜風區域，再一次到達迎風面，葉輪4一直保持相同的旋轉方向，一是能有效減少風能損耗，提高風能轉化效率；二是能減少葉輪4無序轉動給葉片8造成的損傷。由于使用了擋風板7形成靜風區域，本設計在2級風速下也能實現發電，經濟效益高。本設計中葉輪4由葉片8組成，每片葉片8由豎直排列的葉板9組成，葉板9由水平放置的方鋼條10固定，這樣組成的葉片8呈板狀，受風面積大，發電效率高。本設計中葉輪4上設置有葉片8收緊裝置，當遇到臺風等極端惡劣天氣下，可將葉板9折疊使得葉片8收起，避免發生意外。本設計中每層放置層2內放置有三個發電單元3、呈三角形排列或者每層放置層2內放置有四個發電單元3、呈方形排列，能保證整個發電塔的穩固性。本實用新型結構簡單、使用方便、風能轉化效率高、葉片不易損壞、低風速也能發電。