CN102182637A

CN102182637A - 风叶串连式风力发电机组

Info

Publication number: CN102182637A
Application number: CN2011101209326A
Authority: CN
Inventors: 刘连坤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-05-11
Filing date: 2011-05-11
Publication date: 2011-09-14

Abstract

本发明公开了一种大功率的风力发电机组，它将现代大型风力发电机组的旋转式风轮改为串连式平移运动的风叶串，即多块风叶①用几根大链条④按一定的合理间距串连起来并绕在两组链轮②上；链轮组②连着变速箱⑥和发电机⑦。运行时，风吹动风叶串作类似坦克履带式的运动，并带动链轮组②旋转，链轮组②则通过变速箱⑥或直接带动发电机⑦发电。风叶串能提高风电转化效率一倍以上，扫风面积也可以比旋转式风力发电机的风轮的扫风面积大几倍甚至几十倍，因而风叶串连式风力发电机组能发出比现有的旋转式风力发电机组大几倍、甚至几十倍的功率的电能。

Description

风叶串连式风力发电机组

本发明涉及一种大功率风力发电系统，尤其是由多块平行装配的风叶、链条、链轮组、变速箱、发电机和塔筒或塔架组成的大功率风力发电机组。

现有的大型风力发电机组的风叶都非常笨重，而且由于受技术限制，风叶长度都难以超过70米，这就限制了风力发电机的功率。二是风电转化效率低；目前的大型风力发电机组由于风叶不同半径处的线速度不同，如半径50米处的线速度是半径5米处的线速度的10倍，当半径5米处的线速度是3米/秒时，半径50米处的线速度是30米/秒，这么大的差别就使得风叶的许多地方难以充分吸收风能，因而风电转化效率低，只有20％-40％。三是风叶数量也受限制；大型风力发电机组的风轮转速都很慢，每分钟只有19-34转左右，这么慢的转速使得当风叶数大多时阻碍了气流的流动，反而降低了风电转化效率，因而只宜采用3片风叶。

本发明的目的是提供一种大功率的风力发电机组，它不仅比现有的大型风力发电机组的功率大几倍甚至几十倍，而且风电转化效率也提高一倍以上。

为解决上述任务，本发明的解决方案是：将多块风叶按一定的合理间距平行排列，并用两根或多根大链条串连起来，两根或多根大链条串着风叶绕在两组链轮上，形成一个有点象坦克履带的风能转化为机械能的装置；同时将这个风能转化装置的链轮组连上变速箱和发电机。运行时，风吹到风叶上，风叶作平移运动带着链条绕两组链轮作坦克履带式运动，并带着链轮组转动，链轮组又通过变速箱带动发电机发电。

当然，由于风叶和链条组成的风叶串的运动速度比较快，链轮组用一个齿轮就可以带动发电机快速运转发电，从而可以省去笨重的变速箱。

在实际应用中，考虑重力的影响，本发明使用两串风叶挂在一个塔筒或塔架的两边。塔筒或塔架上方横梁上的链轮组承受风叶串的重量，而塔筒或塔架下方横梁上的链轮组则通过变速箱或直接带动发电机发电。另外本方案中还有一个风向调节装置以使横梁和风叶所在的平面始终垂直于风向。

为保证塔筒或塔架的稳定性，本发明还可在塔筒或塔架上方的加长部分顶端接上拉线连接到地面加以紧固，以便强风吹之不倒。

为保证链条和链轮的活动部位(在风沙中)长期运行，在易磨损的部位还要装上易于更换的橡胶瓦或合金瓦。

另外，本发明的风叶串还可以横向装配在塔筒或塔架上。

为防止风叶串晃动，在塔架的中段还要加装多根横梁和风叶轨道。

由于上述解决方案中采用了串连式平移运动的风叶，运行时风叶各部分的线速度一致，相比旋转式风叶其风电转化效率提高一倍以上；又由于平移式风叶串运动较快，其对风流的阻碍较小，而且风叶的数量可以随着链条的加长而加多(而旋转式风机只宜采用三块风叶)，这样，就可以建造出比现有的大型风力发电机组的风轮的扫风面积大几倍甚至几十倍的风力发电机组，相应地其发电功率也可以大几倍甚至几十倍。

下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明串连式风叶的工作原理侧视图。

图2是本发明风力发电机组的风叶串分别挂在塔筒或塔架两侧的结构正视示意图。

图3是本发明风力发电机组的风叶串横向装配于塔筒或塔架上的结构示意图。

图4是本发明风力发电机组的链轮装上便于拆换的瓦的示意图。

图5是装有多根横梁和风叶轨道的塔架示意图。

在串连式风叶工作原理侧视图1中，多块风叶①装配在大链条④上，链条④绕在两链轮组②上。当风沿着箭条方向从左侧吹向风叶①时，左侧的风叶①就带着链条④向上运动；同时到达链轮组②上方的风叶①被位于链轮组②上方的翻转机构③解锁并翻转到一个相反的角度后再次锁定；这样，当风叶移动到右侧时，左侧吹来的风就吹着右侧的风叶①带着链条④向下方移动，当风叶运动到下方的链轮组②的下方时，又被下方的翻转机构③解锁并翻转后再锁定，这样，随着风叶①和链条④的左上右下，链轮组②就被链条④带着转动起来。

在图2的风力发电机组的结构正视示意图中，塔筒或塔架⑧的顶端被数根拉线⑨(图中省略连接地面)连接到地面并紧固；上下两根横梁⑤在风向控制机构的作用下保持随时垂直于风的吹向；风叶①和链条④组成的两组风叶串分别挂在两根横梁⑤的两头的链轮组②上(为简化图2，设风叶串背面一侧的风叶刚好被正面的风叶遮住)。其中上方的链轮组②承担风叶串的重量，下方的链轮组②则连着变速箱⑥和发电机⑦，其中变速箱⑥可根据实际情况省去。当风吹动风叶串作履带式运动时，链条④就带着下方的链轮组②转动起来并通过变速箱⑥或直接带动发电机⑦发电。

图3是本发明的另一种实施方式，图中的风叶①和链条④组成的风叶串横向装配于塔筒或塔架⑧上。变速箱⑥和发电机⑦则装在中部靠近塔筒或塔架⑧的地方，也可以装在其它的合适的部位。

图4是本发明大功率风力发电机组上链轮组的正视图，图中⑩为链轮齿，

为便于拆换的瓦。链轮组和链条长期运行，易于磨损的部位都必须装上便于拆换的橡胶瓦或其它耐磨合金瓦。

在图5中，为防止风叶晃动，在塔筒或塔架⑧的中段还加装了两根或多根横梁⑤，各横梁之间还要加装风叶轨道。

当然，为保证风叶能适应不同的风速，可以在每块风叶上装一个调整风叶角度的装置，这里就不再叙述。

由于本发明可以采用拉线，塔筒或塔架的高度就可以提升到300-1000米或更高，相应地风叶串的长度和扫风面积可以大幅增加，这样，随着风电转化效率的提高和扫风面积的扩大，本发明风叶串连式风力发电机组的功率就可以比现有的大风力发电机组的功率大几倍、十几倍甚至几十倍。

当然，本发明风叶串连式风力发电机组不局限于上述两种形式，若有其它形式可使用风叶串连起来作平移运动并捕获风能的风力发电机组，也属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种风叶串连式风力发电机组，由风叶、链条、链轮组、变速箱、发电机和塔筒或塔架组成，其特征在于：风叶①按一定的合理间距平行装在几根链条④上形成风叶串，风吹动风叶串运行时就带动链轮组②转动并通过变速箱⑥带动发电机⑦发电。

2.一种风叶串连式风力发电机组，由风叶、链条、链轮组、发电机和塔筒或塔架组成，其特征在于：风叶①按一定的合理间距平行装在几根链条④上形成风叶串，风吹动风叶串运行时就带动链轮组②转动并直接带动发电机⑦发电。

3.根据权利要求1和2所述的风叶串连式风力发电机组，其特征在于：风叶①和链条④组成的风叶串挂在塔筒或塔架⑧的上下两根横梁⑤的两头，风叶串通过下方横梁⑤上的链轮组②和变速箱⑥或直接通过链轮组②带动发电机⑦发电。

4.根据权利要求1和2所述的风叶串连式风力发电机组，其特征在于：风叶①和链条④组成的风叶串横向装配在塔筒或塔架⑧上，风叶串作垂直于塔筒或塔架⑧的横向运动，并通过链轮组②和变速箱⑥带动发电机⑦发电。

5.根据权利要求1和2所述的风叶串连式风力发电机组，其特征在于：该链轮组②和链条④的易磨损部位加装易于更换的橡胶瓦或合金瓦。

6.根据权利要求1和2所述的风叶串连式风力发电机组，其特征在于：塔筒或塔架⑧顶端用数根拉线连接到地面并紧固。

7.根据权利要求1和2所述的风叶串连式风力发电机组，其特征在于：为防止风叶串晃动，增加多根横梁⑤和风叶轨道

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