【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及风力发电及风能转换领域，尤其涉及一种垂摆式与水平轴相结合的风力发电机。
技术介绍
1、风力发电技术作为绿色能源的代表，正日益成为全球能源结构转型的关键技术之一；传统的水平轴风力发电机因其成熟的技术和广泛的应用场景而占据主导地位；然而，在风能转换效率方面，它仍存在一些固有的限制；水平轴风力发电机的核心部件是一组叶片，它们通过捕捉风能并转化为旋转机械能来驱动发电机发电；但是，在实际运行中，由于风向的不稳定性和风速的波动性，叶片在转动时叶片与叶片之间会形成一定的夹角空隙；这种夹角空隙不仅会造成风能的浪费，而且在低风速条件下，叶片可能无法有效捕捉到足够的风能以驱动发电机高效工作。
2、为了克服传统风力发电机的局限性，近年来，垂摆式风力发电机逐渐崭露头角；垂摆式风力发电机利用风力的摆动作用，通过特殊的机构将摆动力转换为旋转力，从而驱动发电机发电；这种设计使得垂摆式风力发电机在面对风向变化时具有更好的适应性，并且在低风速区域也能保持较高的发电效率；然而，现有的垂摆式风力发电机在结构设计上仍存在一定的不足；一方面，传统的垂摆式风力发电机往往只能利用单一方向的摆动力，对于多方向的风能利用不够充分；另一方面，垂摆装置与发电机之间的传动机构复杂，能量传递效率有待提高。
3、因此，如何将垂摆式风力发电技术与水平轴风力发电技术相结合，充分发挥两者的优势，提高风能利用率以及发电效率，成为了当下需要研究的重点。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术提出了一种垂摆式与
2、本专利技术可以实现对风能的更高效利用，尤其是在低风速和多变风向条件下的发电性能提升；这将为风力发电技术的发展和应用提供新的思路和解决方案。
3、为实现上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
4、一种垂摆式与水平轴相结合的风力发电机，包括摆动发电装置、发电机构、转动轴、垂摆装置、摆动轴、摆动桨、塔架、机舱和叶片组。
5、优选地，所述塔架垂直设立并与所述机舱转动连接，其高度>所述摆动发电装置高度的两倍或以上。
6、优选地，所述机舱包括前置机舱和后置机舱两个；所述后置机舱<所述前置机舱；所述前置机舱内部设置有前置发电机。
7、优选地，所述摆动发电装置与所述后置机舱固定连接。
8、优选地，所述叶片组设置在所述前置机舱的前端，并与所述前置机舱内部的所述前置发电机转动连接。
9、优选地，所述发电机构包括法兰仓底、电机、连轴器和支架；所述法兰与所述后置机舱的底板固定连接，所述仓底预留散热孔和转轴孔，以所述转轴孔为中心设置有所述支架，在所述支架上设置有所述电机，所述电机的转轴连接所述连轴器。
10、优选地，所述垂摆装置包括筒顶、摆筒、传力球、上限柱、下限柱、环弧轨道、上槽齿、下槽齿和筒尖；所述摆筒为锥体状，所述摆筒的上平面为所述筒顶，所述筒顶为圈垫状，在其内边设置有所述下槽齿；在其中心位置设置有所述传力球，在所述传力球的球体周圈固定环绕设置有所述环弧轨道；在所述环弧轨道的弧槽内设置有上槽齿，在所述环弧轨道上下两侧的所述传力球上设置有多个所述上限柱和所述下限柱；所述上限柱和所述下限柱的作用是框定所述摆筒的有效摆动范围；所述上槽齿为向一侧倾斜的滑齿、在无风状态下略高于所述下槽齿，在风力摆动的作用下使所述下槽齿高于所述上槽齿后越齿滑行，从而使所述摆筒定向转动产生摆动动力，并通过所述传力球间接传递给所述电机。
11、优选地，所述转动轴的上部与所述连轴器转动连接，下部与所述传力球固定连接。
12、优选地，所述摆动轴为实心轴棍，在风力作用下不发生旋转，所述摆动轴的顶端与所述筒尖固定连接；底端与所述摆动桨固定连接。
13、优选地，所述摆动桨优选地为圆形，其桨叶的数量不少于四片，可在任意来风方向下摆动。
14、优选地，所述摆动桨在风力作用下自由摆动并通过所述摆动轴将摆动力传递给所述摆筒，所述摆筒将摆动力转变为旋转力并传递给所述传力球，所述传力球通过所述转动轴直接传递给所述电机。
15、优选地，所述电机与所述前置发电机可以各自单独发电，也可以通过设置连接机构实现共用发电机发电。
16、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
17、本专利技术提供的一种垂摆式与水平轴相结合的风力发电机，通过结合垂摆式和水平轴风力发电技术的优点，弥补彼此的不足；在叶片转动形成夹角空隙的同时，垂摆式风力发电装置可以捕捉到原本被浪费的风能，并将其转化为额外的机械能输入到发电机中；这样不仅可以减少风能的浪费，还能显著提高整个风力发电系统的发电效率。
18、此外，垂摆式风力发电机在面对风向变化时具有更好的适应性；无论风向如何变化，垂摆装置都能通过其摆动作用捕捉风能，并将其转换为旋转力驱动发电机；这减少了因风向变化而导致的发电效率下降的问题；且无需复杂的偏航系统；这些优势共同降低了风力发电项目的投资风险和运营成本，有力地推动了风力发电技术的应用，为能源结构的绿色转型贡献了重要力量。
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1.一种垂摆式与水平轴相结合的风力发电机，包括摆动发电装置（1）、发电机构（2）、转动轴（3）、垂摆装置（4）、摆动轴（5）、摆动桨（6）、塔架（7）、机舱（8）和叶片组（9），其特征在于，
2.根据权利要求1所述的一种垂摆式与水平轴相结合的风力发电机，其特征在于，所述电机（23）与所述前置发电机可以各自单独发电，也可以通过设置连接机构实现共用发电机发电。
【技术特征摘要】
1.一种垂摆式与水平轴相结合的风力发电机，包括摆动发电装置（1）、发电机构（2）、转动轴（3）、垂摆装置（4）、摆动轴（5）、摆动桨（6）、塔架（7）、机舱（8）和叶片组（9），其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：李钊明，
申请(专利权)人：上海久能能源科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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