CN102817788B - 多元能增力式风光磁发电机组 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多元能增力式风光磁发电机组，包括外机座、助力电机、立轴、机房、风车、发电机，其特征是所述的外机座柱顶面设有大伞齿轮啮合助力电动机的小伞齿轮转动，所述的助力电动机装在杠杆轴上，杠杆轴设有加强圈，所述的发电机房顶部设有承重轨道放置风车承重轮，所述的风车上部设置有六扇以上的对称风叶，六扇风叶之间均设置有多个外加强圈和内加强圈，所述的风叶均布设置有风窗和窗叶，风叶用螺栓固定在外轴套上，所述的风车立轴的外轴套下端设置有立轴大伞齿轮啮合发电机小伞齿轮旋转，小伞齿轮同轴装有离合器、变速箱联接发电机发电。优点是：运行平稳，不受风速和自然气候影响，环保无污染，单机出力功率大，电压输出稳定有利并网。

Description

多元能增力式风光磁发电机组

技术领域：

本发明属于再生能源发电技术领域，尤其是一种多元能增力式风光磁发电机组。

技术背景：

现有的风车型式多为三叶或多叶水平轴式风车或垂直轴式风车，其风车是纯粹利用风能做功，受风面积小，风速风向变化直接影响作功效率，风速风向变化时转速和转向也随之变化，因而出现转速不稳定，甚至出现停风停机现象，从而影响到发电电压不稳，出力不足。微风或弱风时无法发电等现象。所以对风场选址要求很严，实用性差。

另外，传统风车的风叶一般都在三十至四十几米直径以上，风叶和发电机位于几十米高空，风叶和位于高空的发电设备对运输安装维修都比较困难，相比多元能增力式风车，发电机组在地面，维修安装都十分方便。

现有的风车发电技术虽然应用很广，但受到大自然影响较大，没能解决几个实质问题，如：易受气候、季节、地域、风向风速、日昼、温差等自然条件影响。单机功率小，电压不稳定，并网困难。功率因素低，技术复杂、发电成本高、经济效益低。叶片尺寸太大，制造、安装、维修、运输困难，增大成本。无阳光或无风时不能发电，对自然条件依赖性强。磁动力受自然影响较小，但功率低，功率因素低实用性不强。由于受这些因素制约，导致实用性较差，没能最大限度产生经济效益。

发明内容：

本发明的目的在于为了最大限度地运用风能和获得太阳能、水能、磁能、地热、海洋能等新能源为人类的发电工程服务，特设计一种多元能增力式风光磁发电机组。

为达到本发明的目的所采用的技术方案是这样的：

一种多元能增力式风光磁发电机组，包括外机座、助力电机、风叶、风车立轴、发电机房、风车、发电机，其特征是所述的外机座顶面设有大伞齿轮啮 合助力电动机的小伞齿轮转动，所述的助力电动机装在杠杆轴上，杠杆轴设有加强圈，所述的发电机房顶部设有承重轨道放置风车承重轮，所述的风车上部设置有六扇以上的对称风叶，六扇风叶之间均设置有多个外加强圈和内加强圈，所述的风叶均布设置有风窗和窗叶，风叶用螺栓固定在立轴外套上，所述的风车立轴的外轴套下端设置有大伞齿轮啮合发电机的小伞齿轮旋转，小伞齿轮同轴装有离合器、变速箱联接发电机发电。所述的风窗设有内框，两边设有轴承、轴孔放置窗叶轴，风窗用风窗螺栓固定风窗框架上；所述的窗叶设有导向孔、轴横孔和加强筋，导向孔穿过导向杆，导向杆上端装有上减震器和上止横担，下端装有下减震器固定在风窗的内框上；所述的风窗设置为正方形、近正方形或横式长方形；所述的风车立轴设有上轴承、下轴承安装外轴套，外轴套的大伞齿轮根据风车的直径大小，功率大小可以设计多组，同时可以带动多个发电机发电；所述的外机座的大伞齿轮可以设置二组以上，每条杠杆轴设置二组助力电动机，目的尽量增加助力电动机做功功率，增加扭力输出；所述的外机座均布设有钢筋砼桩柱和整体承台，风车底座设有钢筋砼基础和立轴桩基础；所述的风叶设计为启闭风窗式，要利用自然风力和重力关系风窗获取最大的风阻面积和推力，同时也利用自然风力开启风窗通风，获取最小的风阻面积和阻力。

由于采用上述的技术方案，本发明与现有风机相比效果是：由于助力电动机消耗的能源来自太阳能发电和磁动力发电，风车没有内耗，所以风车本身动力变得更加强大，达到整个风车的运行平稳，安全可靠，不受风向风速、日出日落的自然气候影响，也没有三废排放或三废污染，当风力充足时附加助力电动机同时工作可满负荷带动全部发电机发电；当无风时或弱风时，利用助力电动机为主作功可以带动大部份发电机发电。整机出力可达5～10万KW，发电机单机容量大，电压输出稳定有利并网。节省了逆变器，蓄电池等成本，使发电成本低于0.1元/度成为可能，所以是未来可再生能源的主力新型发电机组。

附图说明：

图1为本发明的整体结构示图。

图2为本发明的风窗整体结构图。

图3为本发明的风窗结构图。

图4为本发明的窗叶结构图。

在图1～图4中，外机座(1)、大伞齿轮(2)、小伞齿轮(3)、助力电动机(4)、闭合状态风窗(5)、外加强圈(6)、风窗框架(7)、上轴承(8)、内加强圈(9)、风叶(10)、风车立轴(11)、开启状态风窗(12)、螺栓(13)、立轴外套(14)、杠杆加强圈(15)、杠杆轴(16)、风车承重轮(17)、发电机房(18)、发电机(19)、发电机小伞齿轮(20)、立轴大伞齿(21)、下轴承(22)、钢筋砼基础(23)、立轴桩基础(24)、风窗(25)、风窗螺栓(26)、窗叶(27)、上减震器(28)、上止横担(29)、导向孔(30)、加强筋(31)、导向杆(32)、下减震器(33)、轴承(34)、轴孔(35)、窗叶轴(36)、内框(37)、轴横孔(38)。

具体实施方式：

下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。

参照图1至图4所示，一种多元能增力式风光磁发电机组，包括外机座、助力电机、风车立轴、发电机房、风车、发电机，其中，所述的外机座1顶面设有大伞齿轮2啮合助力电动机4的小伞齿轮3转动，所述的助力电动机4装在杠杆轴16上，杠杆轴16设有加强圈15，助力电动机4的电源供给来自太阳能光伏发电、蓄电池或磁动力发电或其它可再生能源发电机发出的电源，其目的是不消耗风车自身能量，用外界较小的电源动力通过助力电动机的杠杆推力和风叶推力共同带动风车旋转做功。所述的发电机房18顶部设有承重轨道放置风车承重轮17，所述的风车上部设置有六扇以上的对称风叶10，六扇风叶10之间均设置有多个外加强圈6和内加强圈9，所述的风叶10均布设置有风窗25和窗叶27，风叶10用螺栓13固定在外轴套14上，所述的风叶10设计为启闭风窗式，要利用自然风力和重力关系风窗25获取最大的风阻面积和推力，同时也利用自然风力开启风窗25通风，获取最小的风阻面积和阻力，所述的风车立轴11的外轴套14下端设置有立轴大伞齿轮21啮合发电机小伞齿轮20旋转，小伞齿轮20同轴装有离合器、变速箱联接发电机19发电。所述的风窗25设有内框37，两边设有轴承34、轴孔35放置窗叶轴36，风窗25 用风窗螺栓26固定风窗框架7上；所述的窗叶27设有导向孔30、轴横孔38和加强筋31，导向孔30穿过导向杆32，导向杆32上端装有上减震器28和上止横担29，下端装有下减震器33固定在风窗25的内框37上；所述的风窗25设置为正方形、近正方形或横式长方形；所述的风车立轴11设有上轴承8、下轴承22安装外轴套14，外轴套14的大伞齿轮21根据风车的直径大小，功率大小可以设计多组，同时可以带动多个发电机19发电；所述的外机座1的大伞齿轮2可以设置二组以上，每条杠杆轴16设置二组助力电动机4，目的尽量增加助力电动机做功，增加扭力输出；所述的外机座1均布设有钢筋砼桩柱，为了整体风车的稳定运行，风车底座设有钢筋砼基础23和立轴桩基础24，由于风车太重，特设计风车承重轮17运行在机房18顶部承重轨道上，助力电动机4利用杠杆原理，在风车外机座1的大伞齿轮2上驱动着整个风车作360°水平旋转。

所述的风叶10设计为风窗式，内设有多组能开启或闭合的风窗12和风窗5，目的是争取最大的迎风阻力，又便于维修更换损坏了的风窗。如图1所示，以两扇风叶为例说明，当风叶10在A面的风窗25正面迎风时，窗叶27在风压和自重下自然关闭，变成闭合状态风窗5，形成最大的扇面风阻面积，此时，风叶10的A面阻力升至最高状态，产生最大推力使风叶10的A面向后运动，此时对称风叶10的B面风窗12呈开启状态，即此时的风叶10正好转到背面的迎风位置，窗叶27被风吹开通风，风从窗口流出，风阻降到最低形成最小的风阻面积，因而被风阻最大的A面拉动前行。此时下一组风叶10又进入A面迎风状态，另一组对称风叶10又进入B面迎风状态，如此往复，整个风车就顺序转动起来了。

本发明的多元能增力式风光磁发电机组，打破了地域限制，对风场对阳光要求不严格，甚至无风无阳光状态下都能正常工作，因而对气候、地域选址的依赖程度低。只要有足够大的地盘就可以设厂了，而且对土地要求不严，利用荒坡野岭，沿海滩涂、沙漠、海岛都可设厂。即使是现在的火电厂、水电厂对自然条件要求、交通运输要求、气候要求等等都比它高。因而本发明的实用性强，生命力强。

Claims (7)

1.一种多元能增力式风光磁发电机组，包括外机座、助力电机、风车立轴、风叶、发电机房、风车、发电机，其特征在于，所述的外机座(1)顶面设有大伞齿轮(2)啮合助力电动机(4)的小伞齿轮(3)转动，所述的助力电动机(4)装在杠杆轴(16)上，杠杆轴(16)设有加强圈(15)，所述的发电机房(18)顶部设有承重轨道放置风车承重轮(17)，所述的风车上部设置有六扇以上的对称风叶(10)，六扇风叶(10)之间均设置有多个外加强圈(6)和内加强圈(9)，所述的风叶(10)均布设置有风窗(25)和窗叶(27)，风叶(10)用螺栓(13)固定在外轴套(14)上，所述的风车立轴(11)的外轴套(14)下端设置有立轴大伞齿轮(21)啮合发电机小伞齿轮(20)旋转，小伞齿轮(20)同轴装有离合器、变速箱联接发电机(19)发电，所述的外机座(1)均布设有钢筋砼桩柱，风车底座设有钢筋砼基础(23)和立轴桩基础(24)。

2.如权利要求1所述的多元能增力式风光磁发电机组，其特征在于，所述的风窗(25)设有内框(37)，两边设有轴承(34)、轴孔(35)放置窗叶轴(36)，风窗(25)用风窗螺栓(26)固定风窗框架(7)上。

3.如权利要求1所述的多元能增力式风光磁发电机组，其特征在于，所述的窗叶(27)设有导向孔(30)、轴横孔(38)和加强筋(31)，导向孔(30)穿过导向杆(32)，导向杆(32)上端装有上减震器(28)和上止横担(29)，下端装有下减震器(33)固定在风窗(25)的内框(37)上。

4.如权利要求1所述的多元能增力式风光磁发电机组，其特征在于，所述的风窗(25)设置为正方形、近正方形或横式长方形。

5.如权利要求1所述的多元能增力式风光磁发电机组，其特征在于，所述的风车立轴(11)设有上轴承(8)、下轴承(22)安装外轴套(14)，外轴套(14)的大伞齿轮(21)根据风车的直径大小，功率大小可以设计多组，同时可以带动多个发电机(19)发电。

6.如权利要求1所述的多元能增力式风光磁发电机组，其特征在于，所述的外机座(1)的大伞齿轮(2)可以设置二组以上，每条杠杆轴(16)设置二组助力电动机(4)，目的尽量增加助力电动机做功，风车设计直径尽量加大，杠杆长度增长作用力相对也加大，增加扭力输出。

7.如权利要求1所述的多元能增力式风光磁发电机组，其特征在于，所述的风叶(10)设计为启闭风窗式，要利用自然风力和重力关系风窗(25)获取最大的风阻面积和推力，同时也利用自然风力开启风窗(25)通风，获取最小的风阻面积和阻力。