CN102251929A

CN102251929A - 风叶轮水平轴尾翼式增速发电机落地运转型风力发电机组

Info

Publication number: CN102251929A
Application number: CN2010105586232A
Authority: CN
Inventors: 张志国
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-11-25
Filing date: 2010-11-25
Publication date: 2011-11-23

Abstract

本发明涉及一种风叶轮水平轴尾翼式增速发电机落地运转型风力发电机组。现有大中型水平轴风力发电机组技术设计所存在缺陷与不足，由于发电机与增速机的体积巨大笨重，将其设置在数十米高的塔架顶端上固定运转发电实在不便，这给建设安装施工、维护检修工作带来十分不利和困难。本发明是；将现有大中型水平轴风力发电机组从数十米高塔架顶端上运转的体积巨大笨重的增速机与发电机设备，下移降落到风电塔架的底部放置，固定在塔架内的地面上运行的发电技术。本发明技术的应用，可降风电建设投资，减少运行成本，提高经济效益。对“绿色可再生风电能源”的利用与发展，将起到积极的推动作用。

Description

风叶轮水平轴尾翼式增速发电机落地运转型风力发电机组

技术领域：

本发明涉及一种大中型水平轴风力发电机组，特别是一种大中型风叶轮水平轴尾翼式增速机与发电机落地运转型风力发电机组。

背景技术：

现有大中型水平轴风力发电机组技术设计存在着缺陷与不足：(1)增速机、发电机的安放位置上存在着不足：增速机、发电机与风叶轮机同轴线式传动设计存在着不足，由于发电机与增速机的体积巨大笨重，将其设置在数十米高的塔架顶端上固定运转发电，这给建设安装施工、维护检修工作带来十分不利和困难。因为增速机齿轮容易发生机械性损坏故障，经常需要维护检修。这些设备在需要维护检修时，就必须将数十米高塔架上的数十吨重的风电机组拆卸吊装下到地面上后才能进行。检修完成后，又将数十吨重量的风电机组，重新吊升到数十米高的塔架上安装。因此给安装、维护检修风电机组的作业带来巨大的困难，这种将增速机、发电机与风叶轮同轴线式传动的设计，是造成维护检修风电机组的难度大、维护检修费用高的主要因素。此技术设计不利于高空机械运转，在经济上造成巨大浪费，在施工上带来操作困难等诸多弊端。(2)电子偏航控制系统在技术设计上存在着不足：偏航控制系统是由微电脑自动控制风叶轮的调向系统，使风叶轮面朝风向，由于“风力发电机组”是处在野外高由峻岭的恶劣气候环境中运行发电，尤其是在雷雨季节里，微电脑自动控制系统经常被雷闪电所击坏，造成偏航系统失灵，风叶轮失去控制而偏离风向，使风电机组不能正常运转发电。

综上所述，现有大中型水平轴风力发电机组的设计所存在的技术缺陷，制约了“绿色可再生风电能源”的利用与发展。

由于发电机与增速机的体积巨大笨重，将其设置在数十米高的塔架顶端上固定运转发电实在不便，这给建设安装施工、维护检修工作带来十分不利和困难。

发明内容：

为了解决现有大中型水平轴风力发电机组技术设计上所存在的缺陷与不足，本发明提出一种新型的风叶轮水平轴尾翼式增速机与发电机落地运转型风力发电机组。(1)采用增速机与发电机落地运转技术；将增速机与发电机大型设备降落到塔内地面基座上固定运转发电，采用一根竖直的立式传动轴，其轴垂直于风叶轮水平轴，在立式传动轴的上下两个端头，各设置一套锥型齿轮，用以改变其动力的传递方向，将塔顶部风叶轮水平轴的动力传递方向改变90度角，使其在塔架内垂直向下传递到降落在地面上固定的增速机上，经增速机带动落地固定的发电机工作发电。(2)采用水平轴尾翼式自然风力导向技术：在风叶轮水平轴方向的机身尾部，设置固定一自然风力导向尾翼，其尾翼可带动风叶轮随风向飘逸，将机头的风叶轮自动调向迎风面，代替电子偏航系统。

本发明的有益效果：

通过采用，将风电机塔架顶端的增速机与发电机由原来的在数十米高的风电塔架顶端，下移降落到风电塔架的底部，放置固定在塔架内的地面上运行发电技术。

(1)竖直立式传动轴系统将风电塔架顶端上风叶轮的动力扭矩，垂直向下传递，改变了现有技术设计的“塔架式水平轴风电机组”的传动方式，减小了塔架支撑设施的庞大身躯，解决维护检修困难与维护检修费用高的问题。让增速机与发电机降落在地面上运转工作，这给安装维护检修作业带来了方便，即可以避免垂直吊装拆卸维护检修的困难，又缩短了维护检修的时间，又可以节省垂直拆卸装、吊装的费用。

(2)尾翼式自然风力导向控制，在风叶轮的后机尾上，设置固定一尾翼，利用自然风力的作用，自动调整风叶轮的迎风面，使风叶轮的迎风面正向风头，起到自动导向自动调整的作用，代替现有电子偏航控制系统。

(3)本发明技术应用降低了风电建设投资，减少运行成本，提高经济效益。对“绿色可再生风电能源”的利用与发展，将起到积极的推动作用。

附图说明：

附图是机构剖面图，如图所示；1风叶轮机导向尾翼；2风叶轮机箱体；3竖直立式传动轴上端头锥型齿轮；4风叶轮机传动轴；5风叶轮机轴后端轴承座；6风叶轮机轴锥型齿轮；7风叶轮机轴前端轴承座；8风叶轮机；9风叶轮机自由转向轴；10风电机塔架；11竖直立式传动轴；12竖直立式传动轴中间支撑架；13增速机与发电机电磁离合联轴器；14增速机；15发电机；16竖直立式传动轴下端锥型齿轮；17增速机锥型齿轮；18增速机与发电机砼基座；19塔架砼基座；20增速机动力输出轴；21增速机动力输入轴；22发电机轴；

具体实施方式：

本发明为了使数十吨重的增速机与发电机设备下落到地面基座上运转发电，采取在风电机塔架10顶端水平放置的风叶轮机轴4上，安装一锥型齿轮6，在风电机塔架10的筒内腔中，垂直设置一根竖直的立式传动轴11，在其竖直立式传动轴11的上下两端，各安装一只锥型齿轮3与16，风叶轮机轴4上的锥型齿轮6，与竖直立式传动轴11上的锥型齿轮3相啮合，改变原风叶轮机轴4的水平动力传递方向，使其原水平动力传递方向改变90度方向角，通过竖直立式传动轴11，将其风叶轮机的动力垂直向下传递，竖直立式传动轴11下端锥型齿轮16，与地面基座18上固定的增速机14的动力输入轴21上的锥型齿轮17相啮合，其竖直立式传动轴11的动力传递方向再改变90度方向角，使其恢复水平方向传递到增速机14的动力输入轴21上，经增速机14增速后，通过增速机14的动力输出轴20经电磁离合联轴器13传递到发电机15的轴22上，带动发电机15转动发电。

Claims

1.一种风叶轮水平轴尾翼式增速发电机落地运转型风力发电机组，包括：风叶轮机，风电机塔架，风叶轮机导向尾翼，风叶轮机箱体，竖直立式传动轴，传动轴上端头锥型齿轮，风叶轮机传动轴，风叶轮机轴后端轴承座，风叶轮机轴锥型齿轮；风叶轮机轴前端轴承座，风叶轮机自由转向轴，竖直立式传动轴中间支撑架，增速机与发电机联轴器，增速机，发电机，竖直立式传动轴下端锥型齿轮，增速机锥型齿轮，增速机与发电机基座，塔架基座，增速机动力输出轴，增速机动力输入轴，发电机轴，其特征是：增速机与发电机大型设备固定在塔内地面基座上运转发电。

2.根据权利要求1所述，其特征是，用一根竖直的立式传动轴，其轴垂直于风叶轮水平轴，在立式传动轴的上下两个端头，各设置一套锥型齿轮，用以改变其动力的传递方向，将塔顶部风叶轮水平轴的动力传递方向改变90度角，使其在塔架内垂直向下传递到降落在地面上固定的增速机上，经增速机带动落地固定的发电机工作发电。

3.根据权利要求1所述，其特征是，在风叶轮水平轴方向的机身尾部，设置固定一自然风力导向尾翼，其尾翼可带动风叶轮随风向飘逸，将机头的风叶轮自动调向迎风面，利用自然风力导向，代替电子偏航系统。

4.根据权利要求1所述，其特征是，塔架式风叶轮水平轴动力，垂直向下地面上固定的增速机上传递，增速机带动发电机发电的风电机组。