CN101603509B - 加强型风力发电机 - Google Patents
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Abstract
一种加强型风力发电机，从根本上解决了现有大型风力发电机存在的机械强度差、实施难度大、实用性差等问题，其技术要点是：叶轮组的中心轴两端利用轴承、轴承座组装在转盘式平台上设置的中心轴支架上，叶轮组的叶片根部固定在中心轴上的叶片连接套上，叶片尖部固定在叶轮组的轮缘上，叶片中部固定于中心轴与轮缘之间设置的传动支撑圈，中心轴上的叶片连接套两侧分别设置固定有斜拉索的斜拉索固定盘，斜拉索的另一端穿过传动支撑圈与轮缘固定在一起，叶片上另设有叶片斜拉索与所述斜拉索固定盘连接在一起，转盘式平台上固定安装有支撑着叶轮组的叶轮支撑架。其叶片受力均匀，可现场组装，调速范围宽且无需变速箱。适用于多种风力发电场所。
Description
技术领域
本发明涉及一种加强型风力发电装置，特别是一种坚固高效的具有超大型叶轮的加强型风力发电机，适用于多种风力发电场所。
背景技术
目前广泛应用的以风能为动力的大型风力发电装置，大多采用传统轮毂上设置叶片或中心轴与轮缘之间设置叶片，这样的发电装置叶片少，所以对整体叶轮而言，风的受力就小，效率自然就低，这两种叶轮结构均存在叶片支点少，机械强度差的缺点，要想通过大幅度增加叶片长度来提高发电效率，在遭遇强风时叶片就会很容易弯曲折损，不适合大型发电装置，故对上述风力发电装置的改进成为本领域技术人员普遍研究的对象。
本发明人曾设计一种专利公告号为CN100467862C的抗强风风力发电机，该发电机叶轮组采用的叶片的两端分别直接固定在中心轴套与传动齿圈上，但其叶片支撑少，易折损，存在自我保护能力不足的缺点，尤其对超大型叶片没有有效的保护措施，同时整体导风罩没有考虑叶轮上中下风力平衡，对于大型机很难具体实施，所以该专利依然存在抗强风能力不足的缺陷。由于对于叶片保护技术较少，抗破坏性强风能力较差，所以在风力大的地区，尤其是我国沿海地区、新疆三十里风口、百里风区这种风力资源最为丰富的地区，超大型风力发电机难以立足。这种破坏性强风很容易损坏叶片，因此将叶片做强做大是解决问题的关键。
公开号为US005765990A的“WIND WHEEL FOR THE GENERATION OF ELECTRICAL ENERGY”(用于产生电能的风轮)公开了一套风力发电装置，该机叶片固定于中心毂与外齿圈之间，并通过驱动轴盘接入连接孔，与齿轮结构法兰啮合，连接至安装于平台上的发电机。该机结构复杂，缺点在于无论外齿圈大或小只能通过单一调整驱动轴、轴盘齿轮大小来调整传动比，其传动比调整范围受结构局限。缺点二在于该机叶片固定于中心毂与外齿圈之间，叶片支撑点少，易折损，在强风时又无变桨功能，这样的叶片安装结构只能适用中小型，对于大型或超大型机不足已承受强风冲击。缺点三是整体齿圈不适应大型化，不便运输，齿圈更不便现场制造，所以实施困难。专利公开号为DE20213062U1的“WINDKRAFTANLAGEMIT KOMBINIERBAREN SYSTEMEN ZUR ENERGIEGEWINNUNG”(包含可组合装置的能源获取风力设备)公开了两种实施方案。方案一：齿圈式外环由另一环状支架承载多个外置发电机，发电机轮齿直接啮合与外齿圈带动外置发电机，叶片设置于中心发电机轴与外齿圈之间。方案二：与方案一区别在于外齿圈变更为铜线绕组通过U型磁铁产生电能。但该专利仍存 在着传动比调整范围受结构局限这一缺欠。二种方案均是以中心轴分别与外齿圈或类似于外齿圈的铜线绕组之间设置叶片，小型叶片不足以带动方案一的多个发电机及方案二的整体笨重铜线绕组。若加大加长叶片，但支点少，在强风时又无变桨功能和其它有效措施就很容易使叶片折损变形。缺点三：方案一的整体齿圈以及方案二的整体铜线绕组不便运输，更不便现场制造，实施难度较大。上述三个专利均不同程度的存在着机械强度差、实施难度大、实用性差的问题。根据叶片越长扭矩越大，叶片长度每增加20％，发电能力提高一倍，单机容量越大，发电成本越低这一原理，以上三个专利均不适应大型风力发电机。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种结构简单合理、安全可靠的加强型风力发电机。从根本上解决了现有大型风力发电机存在的机械强度差、实施难度大、实用性差的问题，同时其叶片受力均匀，延长了整机的使用寿命。可现场组装，便于实施，调速范围宽且无需变速箱。
本发明的技术方案是：该加强型风力发电机包括转盘式平台和组装其上的叶轮组、聚风罩，其技术要点是：所述叶轮组的中心轴两端利用轴承、轴承座组装在所述转盘式平台上设置的中心轴支架上，所述叶轮组的叶片根部固定在所述中心轴上的叶片连接套上，所述叶片尖部固定在所述叶轮组的轮缘上，所述叶片中部固定于所述中心轴与所述轮缘之间设置的传动支撑圈，所述中心轴上的叶片连接套两侧分别设置固定有第一斜拉索的斜拉索固定盘，所述第一斜拉索的另一端穿过所述传动支撑圈与所述轮缘固定在一起，所述叶片上另设有第二叶片斜拉索与所述斜拉索固定盘连接在一起，所述转盘式平台上固定安装有支撑着所述叶轮组的叶轮支撑架。
所述聚风罩呈半漏斗形设置于所述叶轮组前方中下部。
所述叶轮组的轮缘、传动支撑圈、叶片和叶轮支撑架均为分段组合式结构。
部分所述第一斜拉索外部套装着加固套管。
所述传动支撑圈与所述轮缘之间设有副叶片。
所述叶轮支撑架分别设有多个带传动轮的发电机和多个较轻的支撑轮作为所述叶轮组的支撑点，所述支撑轮和所述发电机传动轮分别与所述传动支撑圈侧面紧密接触。
所述轴承座底部设有排油孔，上部设有注油孔，所述轴承座的两个轴孔与所述中心轴之间设有密封圈。
本发明的优点及所产生的积极的技术效果是：由于本发明叶轮采用斜拉索结构，具体是叶轮组的中心轴上设置固定有第一斜拉索的斜拉索固定盘，第一斜拉索的另一端穿过中心轴与轮缘之间的传动支撑圈与轮缘固定在一起，同时叶片上还另设有第二叶片斜拉索与斜拉索固定盘连接在一起，则传动支撑圈、叶片斜拉索、斜拉索为叶轮增加了不同支点， 明显增强了叶轮的承受能力，使叶片不易弯曲折损，为大型叶轮制造提供了安全技术保障，从根本上解决了现有大型风力发电机存在的机械强度差的问题。半漏斗形的聚风罩可使叶轮上中下风力均衡，解决了因叶片所处位置不同，上下叶片受力不均所产生的叶片抖动和噪音的问题，既环保又延长了整机使用寿命。轮缘及叶片等大型部件均可分段制造，分段运输，现场组合，因此解决了现有风力发电机实施难度大，实用性差的问题，便于实施。另外，叶轮支撑架分别设有多个发电机，发电机上传动轮通过传动支撑圈作为叶轮组支点的同时在传动支撑圈带动下转动并将动力传送给发电机以此达到发电的目的。叶轮支撑架设有多个较轻的支撑轮做为叶轮组的支撑点。由于本发明传动支撑圈可放大或缩小，所以无须单一调整发电机传动轮大小，根据调速所需调整传动支撑圈和发电机传动轮大小，所以本机调速范围宽无需变速箱。
附图说明
结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的一种具体结构示意图；
图2是本发明的一种叶轮组结构示意图；
图3是本发明的另一种叶轮组结构示意图。
图中序号说明：1中心轴、2轴承、3斜拉索固定盘、4叶片、5轮缘、6第一斜拉索、7第二叶片斜拉索、8传动支撑圈、9支撑轮、10叶轮支撑架、11叶片连接套、12发电机、13转盘式平台、14聚风罩、15中心轴支架、16加固套管、17副叶片。
具体实施方式
根据图1-3详细描述本发明的具体结构。该机由转盘式平台13及设置在该平台上的呈半漏斗形的聚风罩14、叶轮组、中心轴支架15、叶轮支撑架10等组成。转盘式平台13可直接设在高层建筑基座之上，也可利用支柱设置于陆地及海上。转盘式平台13设有偏航电动机(图中未示出)及滚动体，可随风向变化而调整方向。叶轮组由轮缘5、叶片4、中心轴1、设置在中心轴1上的叶片连接套11、斜拉索斜拉索固定盘3等组成，轮缘5、传动支撑圈8、叶轮支撑架10以及叶片4均可分段制造，分段运输，现场组合。中心轴1两端利用轴承2和轴承座组装在中心轴支架15上，轴承2和轴承座为含油型，轴承座底部中心位置设有排油孔，上部设有注油孔，两孔均设有螺纹及螺栓，轴承座的两个轴孔与中心轴1之间设有密封圈，排油孔、注油孔、密封圈图中未示出。
叶片4根部固定在叶片连接套11上，叶片4尖部固定在轮缘5上，叶片4中部固定于中心轴1与轮缘5之间设置的传动支撑圈8上。斜拉索固定盘3与轮缘5之间设有第一斜拉索6，即固定有第一斜拉索6的斜拉索固定盘3分别设置在中心轴1的叶片连接套11两侧，而第一斜拉索6的另一端穿过传动支撑圈8与轮缘5固定在一起。第二叶片斜拉索 7部分贯穿了叶片4，为了加强支撑，叶片4上另设有第二叶片斜拉索7也与斜拉索固定盘3连接在一起。在叶轮组后方，固定安装有支撑着叶轮组的叶轮支撑架10。叶轮支撑架10设有多个发电机12，利用发电机传动轮和多个较轻的支撑轮9作为叶轮组的支撑点，支撑轮9和发电机传动轮分别与传动支撑圈8侧面紧密接触。支撑轮与发电机传动轮在支撑叶轮组的同时，将动力传送给发电机以达到发电的目的。
本发明的叶轮组可有两种实施方案：方案一，如图2所示，叶片4的叶根固定于叶片连接套11上，叶中与传动支撑圈8和第一斜拉索6固定在一起，叶尖固定于轮缘5，且部分第一斜拉索6套装于加固套管16内；方案二，如图3所示，与方案一的不同之处在于，传动支撑圈8与轮缘5之间设有副叶片17。图中斜拉索6可按自行车辐条或摩天轮斜拉索编排均可。
Claims (7)
1.一种加强型风力发电机，包括转盘式平台和组装其上的叶轮组、聚风罩，其特征在于：所述叶轮组的中心轴两端利用轴承、轴承座组装在所述转盘式平台上设置的中心轴支架上，所述叶轮组的叶片根部固定在所述中心轴上的叶片连接套上，所述叶片尖部固定在所述叶轮组的轮缘上，所述叶片中部固定于所述中心轴与所述轮缘之间设置的传动支撑圈，所述中心轴上的叶片连接套两侧分别设置固定有第一斜拉索的斜拉索固定盘，所述第一斜拉索的另一端穿过所述传动支撑圈与所述轮缘固定在一起，所述叶片上另设有第二叶片斜拉索与所述斜拉索固定盘连接在一起，所述转盘式平台上固定安装有支撑着所述叶轮组的叶轮支撑架。
2.根据权利要求1所述的加强型风力发电机，其特征在于：所述聚风罩呈半漏斗形设置于所述叶轮组前方中下部。
3.根据权利要求1所述的加强型风力发电机，其特征在于：所述叶轮组的轮缘、传动支撑圈、叶片和叶轮支撑架均为分段组合式结构。
4.根据权利要求1所述的加强型风力发电机，其特征在于：部分所述第一斜拉索外部套装着加固套管。
5.根据权利要求1所述的加强型风力发电机，其特征在于：所述传动支撑圈与所述轮缘之间设有副叶片。
6.根据权利要求1所述的加强型风力发电机，其特征在于：所述叶轮支撑架分别设有多个带传动轮的发电机和多个较轻的支撑轮作为所述叶轮组的支撑点，所述支撑轮和所述发电机传动轮分别与所述传动支撑圈侧面紧密接触。
7.根据权利要求1所述的加强型风力发电机，其特征在于：所述轴承座底部设有排油孔，上部设有注油孔，所述轴承座的两个轴孔与所述中心轴之间设有密封圈。
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| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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Granted publication date: 20110831 Termination date: 20150717 |
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| EXPY | Termination of patent right or utility model |