CN107091195A - 百页风力发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种百页风力发电机，包括塔架、垂直转轴、发电机座、方向转换齿盘、活动风页组扇叶，本发明的有益效果在于：大幅度地增加风力发电机的扫风面积，有利于迅速提高发电功率，突破风力发电机功率提高方面的困境，与目前世界各国研究的方向一致；由于扫风面积大幅度地增加，不需要大型风电机风叶特别的长度和特别高的强度，也不需要常年有较大风的地域要求，对风电机的高度要求也会进一步降低，风电机的使用地域范围将会得到进一步的扩展，风页及页框的制造可工业化生产或模块化生产，活动风页组更有利于工程制造、运输、安装、维护，无需控制偏航装置、转体、校正风向的装置，总成本将远低于目前的大型风力发电机。

Description

百页风力发电机
【技术领域】
本发明涉及一种风力发电装置，尤其涉及一种百页风力发电机。
【背景技术】
风能是一种不用燃料的清洁能源，也是可再生能源，不会产生辐射和空气污染。世界上的风电市场发展迅速，风电制造也快速崛起，目前受到各国重视，已经形成一股热潮。
近年来，我国的风电制造业在国家政策支持和能源供应紧张的背景下，也得到迅速发展，国内小、中、大型的风力发电机组制造技术日趋成熟，但大型风力发电机组控制技术已被国外垄断。
目前大型风能发电机主要存在二个问题，一是造价高，二是单台风力发电机功率提升存在困境。这二个问题其实也是相互关联的，只有出现更加理想的技术方案，单台风电机的功率得到较大提高，就有可能大幅度降低风力发电的单位成本。而目前的垂直轴风力发电机设备成本不是很高，但是单台发电功率又偏小；相反水平轴风力发电机功率已经达到较大的水平，但是总的费用偏高。最近，国内外多家公司提出了建造大型垂直轴风力发电机的计划，目的是为了降低造价，提高单台风电机的功率，并为此不断研究和努力。
【发明内容】
本发明目的在于解决大型风力发电机成本高，以及解决在更大功率提升方面受制约的问题而提供的一种新型大功率风力发电机。
本发明是通过以下技术方案来实现的：一种百页风力发电机，包括塔架、垂直转轴、发电机座、方向转换齿盘、活动风页组扇叶，所述塔架顶端设有垂直转轴，所述垂直转轴中部连接有方向转换齿盘，若干发电机座对称固定安装在垂直转轴的中轴上，所述发电机座的水平轴齿与所述方向转换齿盘相互咬合，将活动风页组扇叶产生的巨大机械能从垂直轴转换到水平轴上面，利用较为简洁的大型水平轴类机头装置发电，因为有充裕的安置空间，也便于安装和日常维护，若干活动风页组扇叶对称安装在垂直转轴外筒上，所述活动风页组扇叶中部设有发电机座穿过的空窗。
进一步地，所述活动风页组扇叶包括若干组活动风页及活动风页与垂直转轴外筒连接的页板，所述活动风页包括风页、风页框架、页轴、挡风杆，所述风页框架内侧设有隐藏风页的凹陷，所述风页框架右侧设有页轴，所述风页右端与所述页轴相连且可绕页轴转动，紧邻页轴的风页框架上设有挡风杆，风页在顺风转动的一面会受力，而风页在垂直轴的另一端逆风并受风的影响自动打开，打开时风页基本上不受力；因为风页的扫风面积较大而且风页在垂直转轴的二侧是对称的，一侧受力一侧不受力的情况下所产生的力差非常大，除活动风页组与风的方向平行时不做功外，处于其它位置时都能产生扫风面积而做功，即都能对装置产生风力发电或者说能将风能转换为机械能发电；
所述活动风页组扇叶可设为4组不等，本技术方案以4组为例，每组风页80个，即左右各40个，4组共计风页320个；如每个风页宽为600mm、长为2000mm，则每组受力面(顺风一侧受力)或扫风面积最大为48平方米，则风页组共计扫风面积为110平方米左右。
进一步地，所述发电机座包括底架、电气柜、发电机、发电机轴、齿轮增速箱、水平轴、水平齿轮，所述底架内部设有发电机，所述发电机一侧设有电气柜，所述发电机输出轴连接有发电机轴，所述发电机轴连接有齿轮增速箱，所述电气柜与所述发电机连接，所述齿轮增速箱连接有水平轴，所述水平轴连接有水平齿轮，齿轮增速箱不仅具有从低速到高速的调整转换，而且设置低、中、高三个速度档位，在小风量时用高速档发电，在特大强风时用低速档发电，通常情况下用中档发电，根据天气预报提前调整，用以进一步提高发电效率和确保在特大强风时也能正常高效发电。
进一步地，所述挡风杆由2-3个钢制弹簧片结构制成，所述风页与风页框架关合接触部位、挡风杆均设有缓冲层。
进一步地，所述缓冲层材质为橡胶材料。
进一步地，还包括避雷针，所述避雷针位于所述垂直转轴顶部。
本发明的有益效果在于：
(1)根据风力发电机功率公式：P＝1/2ρ*A*V3*Cp
本技术方案在大型风力发电机的基础上，极大地增加了扫风面积，在其它因素不变或相同的情况下，本发电装置的功率将提高2-5倍左右，可有效突破单台风力发电机功率提升方面的困境；
(2)由于扫风面积大幅度地增加，不需要大型风电机风叶特别的长度和特别高的强度，也不需要常年有较大风的地域要求，对风电机的高度要求也会进一步降低，风电机的使用地域范围将会得到进一步的扩展。特别是海岛、海岸、浅海、近海海域、军港、码头和偏远陆地常年有风的地域。
(3)风页及页框的制造可工业化生产或模块化生产，活动风页组更有利于工程制造、运输、安装、维护，无需控制偏航装置、转体、校正风向的装置，总成本将远低于目前的大型风力发电机。
综上所述，由于大幅度增加扫风面积，能在风力发电机功率方面得到大幅度提高，成本方面出现大幅度降低，可以说是打通了风力发电领域“最后一公里的路程”，更有利于大型风力发电机的发展和普及，将成为世界新能源的主力军，具有突出的有益效果。
【附图说明】
图1为本发明百页风力发电机结构示意图；
图2为本发明活动风页组扇叶结构示意图；
图3为本发明活动风页组扇叶剖面结构示意图；
图4为本发明活动风页组扇叶剖面打开结构示意图；
图5为本发明百页风力发电机俯视结构示意图；
图6为本发明发电机座剖面结构示意图；
附图标记：1、塔架；2、垂直转轴；3、发电机座；31、底架；32、电气柜；33、发电机；34、发电机轴；35、齿轮增速箱；36、水平轴；37、水平齿轮；4、方向转换齿盘；5、活动风页组扇叶；51、活动风页；510、风页；511、风页框架；512、页轴；513、挡风杆；52、页板；6、避雷针。
【具体实施方式】
下面结合附图及具体实施方式对本发明做进一步描述：
如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，一种百页风力发电机，包括塔架1、垂直转轴2、发电机座3、方向转换齿盘4、活动风页组扇叶5，所述塔架1顶端设有垂直转轴2，所述垂直转轴2中部连接有方向转换齿盘4，若干发电机座3对称固定安装在垂直转轴2的中轴上，所述发电机座3的水平轴齿轮37与所述方向转换齿盘4相互咬合，将活动风页组扇叶5产生的巨大机械能从垂直转轴2转换到水平轴36上面，利用较为简洁的大型水平轴36类机头装置发电，因为有充裕的安置空间，也便于安装和日常维护，若干活动风页组扇叶5对称安装在垂直转轴2外筒上，所述活动风页组扇叶5中部设有发电机座3穿过的空窗。
优选地，所述活动风页组扇叶5包括若干组活动风页51及活动风页51与垂直转轴2外筒连接的页板52，所述活动风页51包括风页510、风页框架511、页轴512、挡风杆513，所述风页框架511内侧设有隐藏风页的凹陷，所述风页框架511右侧设有页轴512，所述风页510右端与所述页轴512相连且可绕页轴512转动，紧邻页轴512的风页框架511上设有挡风杆513，风页510在顺风转动的一面会受力，而风页510在垂直转轴2的另一端逆风并受风的影响自动打开，打开时风页510基本上不受力；因为风页510的扫风面积较大而且风页510在垂直转轴2的二侧是对称的，一侧受力一侧不受力的情况下所产生的力差非常大，除活动风页组扇叶5与风的方向平行时不做功外，处于其它位置时都能产生扫风面积而做功，即都能对装置产生风力发电或者说能将风能转换为机械能发电；
所述活动风页组扇叶5可设为4组不等，本技术方案以4组为例，每组风页80个，即左右各40个，4组共计风页320个；如每个风页宽为600mm、长为2000mm，则每组受力面(顺风一侧受力)或扫风面积最大为48平方米，则风页组共计扫风面积为110平方米左右。
优选地，所述发电机座3包括底架31、电气柜32、发电机33、发电机轴34、齿轮增速箱35、水平轴36、水平齿轮37，所述底架31内部设有发电机33，所述发电机33一侧设有电气柜32，所述发电机33输出轴连接有发电机轴34，所述发电机轴34连接有齿轮增速箱35，所述电气柜32与所述发电机33连接，所述齿轮增速箱35连接有水平轴36，所述水平轴36连接有水平齿轮37，齿轮增速箱35不仅具有从低速到高速的调整转换，而且设置低、中、高三个速度档位，在小风量时用高速档发电，在特大强风时用低速档发电，通常情况下用中档发电，根据天气预报提前调整，用以进一步提高发电效率和确保在特大强风时也能正常高效发电。
优选地，所述挡风杆513由2-3个钢制弹簧片结构制成，所述风页510与风页框架511关合接触部位、档风杆513均设有缓冲层。
优选地，所述缓冲层材质为橡胶材料。
优选地，还包括避雷针6，所述避雷针6位于所述垂直转轴2顶部。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (6)

1.一种百页风力发电机，其特征在于：包括塔架、垂直转轴、发电机座、方向转换齿盘、活动风页组扇叶，所述塔架顶端设有垂直转轴，所述垂直转轴中部连接有方向转换齿盘，若干发电机座对称固定安装在垂直转轴的中轴上，所述发电机座的水平轴齿与所述方向转换齿盘相互咬合，若干活动风页组扇叶对称安装在垂直转轴外筒上，所述活动风页组扇叶中部设有发电机座穿过的空窗。
2.根据权利要求1所述的百页风力发电机，其特征在于：所述活动风页组扇叶包括若干组活动风页及活动风页与垂直转轴外筒连接的页板，所述活动风页包括风页、风页框架、页轴、挡风杆，所述风页框架内侧设有隐藏风页的凹陷，所述风页框架右侧设有页轴，所述风页右端与所述页轴相连且可绕页轴转动，紧邻页轴的风页框架上设有挡风杆。
3.根据权利要求1所述的百页风力发电机，其特征在于：所述发电机座包括底架、电气柜、发电机、发电机轴、齿轮增速箱、水平轴、水平齿轮，所述底架内部设有发电机，所述发电机一侧设有电气柜，所述发电机输出轴连接有发电机轴，所述发电机轴连接有齿轮增速箱，所述电气柜与所述发电机连接，所述齿轮增速箱连接有水平轴，所述水平轴连接有水平齿轮。
4.根据权利要求2所述的百页风力发电机，其特征在于：所述挡风杆由2-3个钢制弹簧片结构制成，所述风页与风页框架关合接触部位、挡风杆设有缓冲层。
5.根据权利要求4所述的百页风力发电机，其特征在于：所述缓冲层材质为橡胶材料。
6.根据权利要求1所述的百页风力发电机，其特征在于：还包括避雷针，所述避雷针位于所述垂直转轴顶部。
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