CN102518564A

CN102518564A - 高效风能发电机组

Info

Publication number: CN102518564A
Application number: CN2012100027043A
Authority: CN
Inventors: 韦战
Original assignee: Liuzhou Jingyang Energy-Efficient Appliances Co Ltd
Current assignee: Liuzhou Jingyang Energy-Efficient Appliances Co Ltd
Priority date: 2012-01-06
Filing date: 2012-01-06
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2032-01-06
Also published as: CN102518564B

Abstract

本发明高效风能发电机组，涉及一种风能发电机，其包括机体装置、机组装置及配件装置，机体装置包括机塔座、外壳体，机组装置包括风轮、发电机，配件装置包括自控器、蓄电箱、警避顶。机塔座位于机组中下部，外壳体位于各发电机外侧，机塔座、外壳体内部均设有绝缘层。风轮置于各发电机前端，其包括风轮圈、风页板、传动轴，其主要作用是利用风能驱动交流或直流发电机做功发电。自控器、蓄电箱同置于机塔座下部中，自控器主要作用是对发电机组进行自动监控，蓄电箱主要作用是蓄存余电，警避顶置于上传动轴上端，其主要作用是警示与避雷。本发明结构性能优越并充分利用场地、空间与风能，且多功能适用广、高效节能环保、安全便利耐用、制用成本极低，即综合效益与长远效益极为显著。

Description

高效风能发电机组

技术领域

本发明涉及风能发电设备，特别是一种高效风能发电机组。

背景技术

当今世界，能源已成为各国经济和政治发展与竞争的重大战略资源，但可开采和利用的煤炭、水力、地热等能源却极为有限，因而近年来随着社会各项事业的迅猛发展，国内外大力提倡和实施节约能源、保护环境资源、降污减排、降耗增效、低碳运行等重要举措。人们在充分利用和节约煤炭、水力、地热等有限资源的同时，逐步对用之不尽的风能资源有了更深入的认知并加以利用，尤其是在利用风能发电技术领域方面有了一定的发展，但纵观目前国内外各种风能发电技术尚存在机体结构、环境适应、空间发挥、风能充分利用、高效安全环保、综合技术性能与长期效益发展等诸多问题亟待加以整体解决，如2011年 1月12日授权公告申请号为201020239892.8的中国专利所述的风力发电机，这种风力发电机虽然具有两个风轮，但其结构与性能过于简单、空间和风能浪费大，不能充分利用来自四面八方的风力，需要较大的定向风力才能推动其旋转，而风力小时又无法运转做功，再者这种风力发电机的风桨过于简单且受力面积小，不能充分利用风能和使用久后容易变形等。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效节能环保、安全便利、制用成本极低、能充分利用风能、可靠经久耐用的高效风能发电机组。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种高效风能发电机组，其特征在于，该发电机组包括机体装置、机组装置及配件装置，

所述机体装置包括机塔座、外壳体，所述机塔座位于发电机组的中下部，所述外壳体设置于机组装置各发电机外侧，所述机塔座和外壳体内部均设有绝缘层；

所述机组装置包括由机塔座所支撑的多个风轮和与每个风轮相连接的发电机，每个风轮分别设置于其对应发电机的前端，每个风轮分别包括与发电机锭子转轴一端连接且可带动发电机锭子转轴转动的传动轴、间距相等并固定连接于传动轴外侧的风页板、固定连接在风页板远离传动轴一端上的风轮圈，所述风轮圈为环状，所述传动轴设置于风轮圈内圈中心，风页板整体设置于风轮圈中，且风页板的两端分别与风轮圈内侧和传动轴外侧连接，所述发电机为风能交流式或直流式发电机；

所述配件装置包括设置于机塔座中的蓄电箱、自控器和设置于发电机组顶端用以警示及防雷的警避顶。

其中所述多个风轮分别为上风轮、中风轮、下风轮、前风轮、后风轮、左风轮、右风轮，上风轮、中风轮及下风轮的传动轴位于同一轴线Ⅰ上，前风轮、后风轮的传动轴位于与轴线Ⅰ垂直的同一轴线Ⅱ上，左风轮、右风轮的传动轴位于分别与轴线Ⅰ、轴线Ⅱ垂直的同一轴线Ⅲ上。

其中所述上风轮、中风轮及下风轮由上至下依次设置，所述前风轮、后风轮分别位于中风轮和上风轮之间的前侧和后侧，所述左风轮、右风轮分别位于中风轮和上风轮之间的左侧和右侧。

其中所述每个风轮的风轮圈为两个平行连接于该风轮上所有风页板外侧两端部的环形圈体，或每个风轮的风轮圈为一个连接于该风轮上所有风页板外侧中部的环形圈体。

其中所述风页板为矩形页板，其两侧面为平形或龟背形并凿有风力助推凹孔，且每块风页板靠传动轴一端的接点和靠风轮圈一端之间的接点不在一条垂直线上,促使风页板整体形成漩涡状。其中所述蓄电箱和自控器分别设置于下风轮下方的机塔座内，蓄电箱和自控器外侧设有密封防盗盖。

其中所述警避顶设置于上风轮的上传动轴上端，警避顶中设有节能警示灯，警避顶内壁设有绝缘层，且顶端用内置避雷绝缘导线依次与机体外壳和机塔座连接或直接与地面连接。

其中所述机塔座为圆形或椭圆形或菱形塔状。

由于采用了上述方案，本发明与现有其它同类技术相比具有如下有益效果：

1、综合性能优越、性价比极高

本发明高效风能发电机组，由于采用单体多风轮机组并可多个发电机组合式及自控技术进行综合设置与发电，使空间与环境场地和风能资源得到更充分的利用与发挥，该发明技术还可大量节省生产、搬运、安装、施工、场地、输电等所需材料与费用，同时进一步保护了生态环境资源和有效实现低碳运行。尤其是对进一步扩大开发和普及利用取之不尽的廉价风能进行高效发电，将有效补充国家总电网电量不足和缓解与解决城乡社会生产及文化生活发展用电需求日趋紧缺难题，并可充分节约其它有限能源，加快实现国家能源战略和推动全社会经济持续发展与维护社会长治久安等，其作用甚大。因此，本发明高效风能发电机组具有结构独特精巧、技术性能优越、节省场地资源、空间发挥极致、风能利用充分、高效节能环保、安全便利耐用、制用成本极低，即综合性价比极高等优点。

2、用途广泛、效益明显

本发明由于将现有的各种单体单机风能发电机技术进行有机分析、揉和、优化与创新，综合设计成结构严谨、性能优越、单体多机、适用广泛和安全节能高效的高效风能发电机组。该发电机组适应性强，既可用于风能富足和风力大的地区进行全面发电，也可用于风能相对较少和风力较小的地区进行补充发电，既可进行单组式安装发电亦可进行组合式安装发电。同时，以该技术为核心，可根据不同用途和需要生产制造各种先进和大小不同的民用军用高效风能发电机，实现单体多机、广泛使用、高效节能等，其综合经济效益和社会效益及长远效益极为明显。

下面结合附图和实施例对本发明高效风能发电机组作进一步说明。

附图说明

图1是本发明高效风能发电机组的结构示意图（省略前风轮和后风轮后）。

主要元件标号说明：1-机塔座，2-蓄电箱，3-自控器,4-下风轮，5-下传动轴，6-下发电机，7-中风轮，8-中发电机，9-右发电机，10-右风轮，11-右风轮圈,12-右风页板,13-右传动轴,14-前传动轴，15-前发电机,16-上风轮，17-上传动轴，18-警避顶，19-上风页板，20-上风轮圈，21-上发电机， 24-左风轮圈，25-左风页板，26-左传动轴，27-左风轮，28-左发电机，29-中传动轴，30-中风页板，31-中风轮圈，32-下风页板,33-下风轮圈。

具体实施方式

如图1所示，本发明高效风能发电机组（下面简称“发电机组”），该发电机组包括机体装置、机组装置及配件装置。

所述机体装置包括机塔座1、外壳体。所述机塔座1位于发电机组的中下部，所述机塔座1为圆形或椭圆形或菱形塔状，在本实施例中机塔座1为上小下大的筒圆状，其主要作用是固定与支撑和提机组装置。所述外壳体设置于机组装置各发电机外侧，为清楚示意传动轴及发电机图中未示出外壳体，所述外壳体主要包括位于机组装置各发电机外侧并起着包围固定和支撑各发电机的相关部件。所述机塔座1和外壳体内部均设有绝缘层。

所述机组装置包括由机塔座1所支撑的多个风轮和与每个风轮相连接的发电机，每个风轮分别设置于其对应发电机的前端，风轮似涡轮状，风轮作用是利用风能推动发电机锭子转轴转动做功发电，每个风轮分别包括与发电机锭子转轴一端连接且可带动发电机锭子转轴转动的传动轴、间距相等并固定连接于传动轴外侧的风页板、固定连接在风页板远离传动轴一端上的风轮圈，所述风轮圈为环状，所述传动轴设置于风轮圈内圈中心，风页板整体设置于风轮圈中，且风页板的两端分别与风轮圈内侧和传动轴外侧连接，风轮圈的作用是固定风页板一端，传动轴作用是在风轮动能作用下驱动发电机进行高效发电，所述风页板为矩形页板，其两侧面为平形或龟背形并凿有风力助推凹孔（图中未示出），风力助推凹孔作用是充分利用风能推动风轮，每块风页板靠传动轴一端的接点和靠风轮圈一端之间的接点不在一条垂直线上,促使风页板整体形成漩涡状，即使风轮形成涡轮状,以充分利用各方大小风能做功。在本实施例中所述每个风轮的风轮圈为两个平行连接于该风轮上所有风页板外侧两端部的环形圈体。当让作为本发明的变换，每个风轮的风轮圈也可为一个连接于该风轮上所有风页板外侧中部的环形圈体。所述发电机为风能交流式或直流式发电机。

所述多个风轮分别为上风轮16、中风轮7、下风轮4、前风轮、后风轮、左风轮27、右风轮10，发电机分别包括与上述各风轮配合的上发电机21、中发电机8、下发电机6、前发电机15、后发电机、左发电机、右发电机9。所述上风轮16、中风轮7及下风轮4的传动轴位于同一轴线Ⅰ上，前风轮、后风轮的传动轴位于与轴线Ⅰ垂直的同一轴线Ⅱ上，左风轮27、右风轮10的传动轴位于分别与轴线Ⅰ、轴线Ⅱ垂直的同一轴线Ⅲ上。所述上风轮16、中风轮7及下风轮4由上至下依次设置，所述前风轮、后风轮分别位于中风轮7和上风轮16之间的前侧和后侧，所述左风轮27、右风轮10分别位于中风轮7和上风轮16之间的左侧和右侧。

上风轮16位于上发电机21的前端（即上发电机21的上侧），上风轮16包括上传动轴17、间距相等的固定连接于上传动轴17外侧圆周方向的上风页板19、固定连接在上风页板19外端上下侧的上风轮圈20，上传动轴17与上发电机21的锭子转轴一端连接。

中风轮7位于中发电机8的前端（即中发电机8的下侧），中风轮7包括中传动轴、间距相等的固定连接于中传动轴外侧圆周方向的中风页板、固定连接在中风页板外端上下侧的中风轮圈31，中传动轴与中发电机8的锭子转轴一端连接。

下风轮4位于中发电机8的前端（即中发电机8的下侧），下风轮4包括下传动轴5、间距相等的固定连接于下传动轴5外侧圆周方向的下风页板32、固定连接在下风页板32外端上下侧的下风轮圈33，下传动轴5与下发电机6的锭子转轴一端连接。

前风轮位于前发电机15的前端（即前发电机15的前侧），前风轮包括前传动轴14、间距相等的固定连接于前传动轴14外侧圆周方向的前风页板、固定连接在前风页板外端前后侧的前风轮圈，前传动轴14与前发电机15的锭子转轴一端连接。

后风轮位于后发电机的前端（即后发电机的后侧），后风轮包括后传动轴、间距相等的固定连接于后传动轴外侧圆周方向的后风页板、固定连接在后风页板外端前后侧的后风轮圈，后传动轴与后发电机的锭子转轴一端连接。

左风轮27位于左发电机的前端（即左发电机的左侧），左风轮27包括左传动轴26、间距相等的固定连接于左传动轴26外侧圆周方向的左风页板25、固定连接在左风页板25外端左右侧的左风轮圈24，左传动轴26与左发电机28的锭子转轴一端连接。

右风轮10位于右发电机9的前端（即右发电机9的右侧），右风轮10包括右传动轴13、间距相等的固定连接于右传动轴13外侧圆周方向的右风页板12、固定连接在右风页板12外端左右侧的右风轮圈11，右传动轴13与右发电机9的锭子转轴一端连接。

所述配件装置包括设置于机塔座1中的蓄电箱2、自控器3和设置于发电机组顶端用以警示及防雷的警避顶18。所述蓄电箱2和自控器3分别设置于下风轮4下方的机塔座1内，蓄电箱在风能充裕季节时可将余电积蓄其中或输往远处外设大型蓄电箱备用，蓄电箱2主要作用是按自控器3指令对发电机机组剩余交流电能进行直流转换蓄电与供电，自控器3主要作用是对风能发电机组开机与关机和发电与供电，以及蓄电箱2蓄电与供电等进行适时调节监控工作。蓄电箱2和自控器3外侧设有密封防盗盖。在本实施例中，警避顶18设置于上风轮16的上传动轴17上端，警避顶18中设有节能警示灯，警避顶18内壁设有绝缘层，且顶端用内置避雷绝缘导线依次（图中未示出）与机体外壳和机塔座1连接或直接与地面连接，警避顶18具有固定、警示、防避雷击等作用。

本发明高效风能发电机组工作过程：选取风源相对充沛和环境适宜的地位(如山顶、荒丘、平原、海岸、建筑物和运动体顶部等)将发电机组机体座安装牢固，并架接外用线路后，打开自控器3自控开关及蓄电箱2开关，当风力推动各风页板时，所述下风轮4、中风轮7、前风轮、后风轮、左风论27、右风轮10、上风轮16即各自旋转并通过各自传动轴驱动各发电机进行发电，并形成发电机组电流，而机组所产生的交流电或直流电通过自控器3整合后自动向外输送或将余电积存于直流蓄电箱2中供自控器3工作和其它备用。如需要定时同步发电和关机时，或当不需要进行机组同步发电或进行轮流发电或只需某机发电时，可在自控器3上分别按需要进行自控设定即可实现，同时当某机出现故障时自控器3亦自动将其关闭并将故障信号传至监管中心，且不影响其它发电机正常工作。当需要进行检修某一部位时，只要将自控器3上的该机开关锁闭后即可进行检修，而其它发电机可继续工作。由于本发明发电机组在上中下前后左右都设置有风轮，可充分利用空间、场地和来自四面八方的风能。据测算，使用高效风能发电机组进行同步发电，与现有单机技术相比，可综合节能、降耗、增效、降噪、降炭70%以上，其使用经济效益与社会效益和长远效益极为明显。

作为本发明的变换：风轮的数量也不限于上述实施例所述的数量，风轮的数量也可以大于7个，如上中下和前后左右风轮均可设置为多个。只要在本发明的范围内所作的变换均属于本发明的技术范畴。

Claims

1.一种高效风能发电机组，其特征在于，该发电机组包括机体装置、机组装置及配件装置，

所述机体装置包括机塔座（1）、外壳体，所述机塔座（1）位于发电机组的中下部，所述外壳体设置于机组装置各发电机外侧，所述机塔座（1）和外壳体内部均设有绝缘层；

所述机组装置包括由机塔座（1）所支撑的多个风轮和与每个风轮相连接的发电机，每个风轮分别设置于其对应发电机的前端，每个风轮分别包括与发电机锭子转轴一端连接且可带动发电机锭子转轴转动的传动轴、间距相等并固定连接于传动轴外侧的风页板、固定连接在风页板远离传动轴一端上的风轮圈，所述风轮圈为环状，所述传动轴设置于风轮圈内圈中心，风页板整体设置于风轮圈中，且风页板的两端分别与风轮圈内侧和传动轴外侧连接，所述发电机为风能交流式或直流式发电机；

所述配件装置包括设置于机塔座（1）中的蓄电箱（2）、自控器（3）和设置于发电机组顶端用以警示及防雷的警避顶（18）。

2.如权利要求1所述的高效风能发电机组，其特征在于，所述多个风轮分别为上风轮、中风轮、下风轮、前风轮、后风轮、左风轮、右风轮，上风轮、中风轮及下风轮的传动轴位于同一轴线Ⅰ上，前风轮、后风轮的传动轴位于与轴线Ⅰ垂直的同一轴线Ⅱ上，左风轮、右风轮的传动轴位于分别与轴线Ⅰ、轴线Ⅱ垂直的同一轴线Ⅲ上。

3.如权利要求2所述的高效风能发电机组，其特征在于，所述上风轮、中风轮及下风轮由上至下依次设置，所述前风轮、后风轮分别位于中风轮和上风轮之间的前侧和后侧，所述左风轮、右风轮分别位于中风轮和上风轮之间的左侧和右侧。

4.如权利要求1所述的高效风能发电机组，其特征在于，所述每个风轮的风轮圈为两个平行连接于该风轮上所有风页板外侧两端部的环形圈体，或每个风轮的风轮圈为一个连接于该风轮上所有风页板外侧中部的环形圈体。

5.如权利要求1所述的高效风能发电机组，其特征在于，所述风页板为矩形页板，其两侧面为平形或龟背形并凿有风力助推凹孔,且每块风页板靠传动轴一端的接点和靠风轮圈一端之间的接点不在一条垂直线上,促使风页板整体形成漩涡状。

6.如权利要求1所述的高效风能发电机组，其特征在于，所述蓄电箱（2）和自控器（3）分别设置于下风轮下方的机塔座（1）内，蓄电箱（2）和自控器（3）外侧设有密封防盗盖。

7.如权利要求3所述的高效风能发电机组，其特征在于，所述警避顶（18）设置于上风轮的上传动轴（17）上端，警避顶（18）中设有节能警示灯，警避顶（18）内壁设有绝缘层，且顶端用内置避雷绝缘导线依次与机体外壳和机塔座(1)连接或直接与地面连接。

8.如权利要求1所述的高效风能发电机组，其特征在于，所述机塔座（1）为圆形或椭圆形或菱形塔状。