CN109899241A - 一种串组码垛结构风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种串组码垛结构风力发电机组，包括底座、支撑框架和多组发电组，所述底座和多组发电组设于所述支撑框架内，多组所述发电组通过传动箱从下至上依次串接，且该发电组的总层数为奇数，且为奇数层的发电组与为偶数层的发电组的旋向相反；位于底部的发电组通过下轴承座与底座连接，位于顶部的发电组的顶端通过上轴承座与支撑框架的顶部连接。具有占地面积小发电效率高，且多组发电组串接降低整个装置的倒塔现象的优点。

Description

一种串组码垛结构风力发电机组

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，具体来说，涉及一种串组码垛结构风力发电机组。

背景技术

传统的发电机为一组垂直叶轮，叶轮中心轴下安装发电机，当电机发生故障时会导致整个设备的瘫痪。一种串组码垛结构风力发电机组的成功研发，彻底解决了上述的技术不足，提升了风力发电机装体发电效率。并且还可以在较小的占地面积之上实现超大功率的装机容量，从跟不上提升了风力发电机的整体性能结构，这是目前市面所有水平轴三浆叶和单叶轮垂直轴无法实现的。

发明内容

为彻底解决现有水平轴三浆叶和单叶轮垂直轴技术中存在的问题，本发明提供一种串组码垛结构风力发电机组，具有占地面积小、风力转换率高、发电效率高、运行平稳、发出电压平稳、噪音小、360°均压受风、平衡旋转泄压等优势，有效解决风力发电机倒塔现象等优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种串组码垛结构风力发电机组，包括底座、支撑框架和多组发电组，所述底座和多组发电组设于所述支撑框架内，多组所述发电组通过传动箱从下至上依次串接，且该发电组的总层数为奇数，且为奇数层的发电组与为偶数层的发电组的旋向相反；位于底部的发电组通过下轴承座与底座连接，位于顶部的发电组的顶端通过上轴承座与支撑框架的顶部连接。

该串组码垛结构风力发电机组包括底座、支撑框架和串装的多组发电机组，所述底座和多组发电组设于所述支撑框架内，多组所述发电机组通过传动箱从下至上依次串装，且该发电机组的总层数为至少一层以上，在叶轮串装实施时传动箱下一组叶轮与传动箱上一组叶轮旋向是相反的；以此类推可以实现串装多层发电机组以及叶轮结构。最底层叶轮通过轴承与地端的塔筒顶部连接，传动箱通过支撑架与外围立柱连接支撑，传动箱的下端通过轴承与下叶轮轴连接，传动箱的上端则通过轴承与上叶轮连接，传动箱的外圆周面安装有至少一台以上的发电机，至最顶端(即末顶端的叶轮轴通过轴承座与与支撑架固定连接于外围立柱)，形成一个圆柱鼠笼多层结构塔架。该码垛串组而成的塔架具有通风性好、风阻小、不受风向限制、塔架稳固性强、安全系数高。

优选的，所述发电组包括叶轮轴、安装盘和多个叶片，多个所述叶片通过所述安装盘均布设于所述叶轮轴上；

所述传动箱包括箱体和设置在箱体内的传动装置，所述传动装置外围安装有发电机；相邻两发电组的叶轮轴上分别与所述下伞形齿轮和上伞形齿轮固接，所述上伞形齿轮和下伞形齿轮之间设置有同步伞形齿轮，所述同步伞形齿轮均分别与上伞形齿轮和下伞形齿轮啮合，所述同步伞形齿轮一端穿出壳体与所述发电机的输入端固定连接，若干所述同步伞形齿轮与所述壳体转动连接。

发电组包括至下而上的串装的叶轮轴、多组叶片；传动箱包括至下而上的串装的箱体和设置在箱体内的传动装置，传动装置外围安装布置有发电机。

优选的，所述叶片包括旋转臂和固设于所述旋转臂上的叶片，所述叶片呈几何结构状，所述叶片与旋转臂接触的一端设有风槽；上下相邻的两发电组的叶片朝向相反设置。

传动箱包括至下而上的串装的叶轮，传动箱的下叶轮与传动箱的上叶轮的迎风面正好相反装配。

优选的，所述叶轮轴的两端均固定安装有离心刹车体，位于叶轮轴顶端的离心刹车体设于所述箱体与所述上伞形齿轮之间；所述离心刹车体包括离心刹车盘，所述离心刹车盘与叶轮轴的上端固定连接且同轴设置，所述离心刹车盘上转动连接有若干离心刹车蹄，所述离心刹车蹄的转轴与所述离心刹车盘偏心设置，所述离心刹车蹄朝向离心刹车盘圆心的侧面上固定连接有拉簧，所述拉簧另一端连接在离心刹车盘上；位于叶轮轴下端的离心刹车体结构与设置方式与位于叶轮轴上端的离心刹车体一致。

在叶轮轴旋转时，由于离心刹车蹄为偏心布置，离心刹车盘的转速越高，离心刹车蹄受到的离心力越大，当离心刹车蹄受到的离心力大于拉簧拉力时，离心刹车蹄向离心刹车盘的外侧旋转，随后摩擦块与壳体相接触，产生摩擦力，降低离心刹车盘的转速，以降低叶轮轴的上端和下转轴的转速，叶轮轴的上端和下转轴的转速即受到限定，发电机组的安全性得到了保证，避免因转速过高产生的设备损坏；

优选的，所述同步伞型齿轮为若干个，所述电机的数量与所述同步伞型齿轮的数量一致，若干所述同步伞形齿轮均布设置在所述上伞形齿轮和下伞形齿轮之间。设置多个同步伞形齿轮是为了方便安装多个发电机，避免其中一个发电机损坏后导致整个设备不能继续使用。

具体工作原理：多组发电组从下至上依次串接，使得整体装置占地面积小发电效率高；位于顶部的发电组和位于底部的发电组收到的风力大小是不一样的，为了让顶部与顶部的发电组转速一致，各个发电组之间设置了传动箱，由传动箱内的传动装置进行动力的传递，且传动箱上设有多个发电机，避免其中一个发电机损坏之后设备不能正常工作；同时在发电过程中相邻两发电组的叶片转动方向相反，使得任意方向吹入的风都能够传动上叶轮轴与下叶轮轴旋转，进一步提高发电机组在各种工况下的适应能力。

本发明的有益效果是：

(1)多组发电组从下至上依次串接，使得整体装置占地面积小发电效率高，且多组发电组串接降低整个装置的倒塔现象；

(2)设有多个发电机，避免其中一个发电机损坏之后设备不能正常工作；

(3)发电过程中相邻两发电组的叶片转动方向相反，使得任意方向吹入的风都能够传动上叶轮轴与下叶轮轴旋转，进一步提高发电机组在各种工况下的适应能力；

(4)在叶轮轴旋转时，由于离心刹车蹄为偏心布置，离心刹车盘的转速越高，离心刹车蹄受到的离心力越大，当离心刹车蹄受到的离心力大于拉簧拉力时，离心刹车蹄向离心刹车盘的外侧旋转，随后摩擦块与壳体相接触，产生摩擦力，降低离心刹车盘的转速，以降低叶轮轴的上端和下转轴的转速，叶轮轴的上端和下转轴的转速即受到限定，发电机组的安全性得到了保证，避免因转速过高产生的设备损坏；

(5)同步伞形齿轮均布设置在所述上伞形齿轮和下伞形齿轮之间使得发电机均布设置在箱体外侧壁上，使得位于高空的传动箱在工作中更加稳定。

附图说明

图1是本发明所述的串组码垛结构风力发电机组的实施例的整体结构示意图；

图2是本发明所述的串组码垛结构风力发电机组的实施例的局部结构示意图；

图3是本发明所述的串组码垛结构风力发电机组的实施例的相邻两发电组的结构示意图；

图4是本发明所述的串组码垛结构风力发电机组的实施例的传动箱的结构示意图；

图5是本发明所述的串组码垛结构风力发电机组的实施例的叶轮轴的结构示意图；

附图标记说明：

1、底座；2、支撑框架；3发电组；4、传动箱；5、叶轮轴；6、安装盘；7、叶片；8、箱体；9、传动装置；10、下伞形齿轮；11、上伞形齿轮；12、同步伞形齿轮；13、发电机；14、旋转臂；15、叶片；16、上离心刹车体；17、下离心刹车体；18、离心刹车盘；19、离心刹车蹄；20、拉簧；21、上轴承座； 22、连接杆；23、风槽；24、摩擦块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

实施例1：

如图1-5所示，一种串组码垛结构风力发电机组，包括底座1、支撑框架2 和多组发电组3，所述底座1和多组发电组3设于所述支撑框架2内，多组所述发电组3通过传动箱4从下至上依次串接，且该发电组3的总层数为奇数，且为奇数层的发电组3与为偶数层的发电组3的旋向相反；位于底部的发电组3 通过下轴承座与底座1连接，位于顶部的发电组3的顶端通过上轴承座21与支撑框架2的顶部连接。

所述发电组3包括叶轮轴5、安装盘6和多个叶片7，多个所述叶片7通过所述安装盘6均布设于所述叶轮轴5上；

所述传动箱4包括箱体8和设置在箱体8内的传动装置9，所述传动装置9 包括下伞形齿轮10、上伞形齿轮11和多个发电机13；相邻两发电组3的叶轮轴5上分别与所述下伞形齿轮10和上伞形齿轮11固接，所述上伞形齿轮11和下伞形齿轮10之间设置有若干同步伞形齿轮12，所述同步伞形齿轮12均分别与上伞形齿轮11和下伞形齿轮10啮合，所述同步伞形齿轮12一端穿出壳体与所述发电机13的输入端固定连接，若干所述同步伞形齿轮12与所述壳体转动连接；且发电机13的数量与同步伞形齿轮12的数量相等。

在安装时，将底座1和支撑框架2的一端与地面固接，位于底部的发电组3 通过下轴承座与底座1固接，其余的发电组3通过传动箱4从下至上依次串接，位于顶部的发电组3的叶轮轴5顶端设置有上轴承座21，且该轴承通过连接杆 22与支撑框架2的顶部固接，使得整体装置占地面积小，多层发电组3发电效率高，且支撑框架2进行进一步固定，使得整体装置结构更加稳固，不易造成倒塔现象；位于顶部的发电组3和位于底部的发电组3收到的风力大小是不一样的，为了让顶部与顶部的发电组3转速一致，各个发电组3之间设置了传动箱4，由传动箱4内的传动装置9进行动力的传递，使得位于顶部的发电组3与位于底部的发电组3之间的转速一致；该传动装置9包括了分别设置在相邻两发电组3的叶轮轴5上的下伞形齿轮10和上伞形齿轮11，上伞形齿轮11和下伞形齿轮10之间设置有若干同步伞形齿轮12，同步伞形齿轮12均分别与上伞形齿轮11和下伞形齿轮10啮合，同步伞形齿轮12一端穿出壳体与发电机13 的输入端固定连接，若干所述同步伞形齿轮12与所述壳体转动连接；在传动箱 4上的发电机13数量与同步伞形齿轮12的数量一致，均为多个，避免其中一个发电机13损坏之后设备不能正常工作；同时在发电过程中相邻两发电组3的叶片7转动方向相反，使得任意方向吹入的风都能够传动上叶轮轴5与下叶轮轴5 旋转，进一步提高发电机13组在各种工况下的适应能力。

实施例2：

如图1-5所示，本实施例在实施例1的基础上，所述叶片7包括旋转臂14 和固设于所述旋转臂14上的叶片15，所述叶片15呈几何结构状，所述叶片15 与旋转臂14接触的一端设有风槽23；上下相邻的两发电组3的叶片15朝向相反设置。

发电过程中相邻两发电组3的叶片7转动方向相反，使得任意方向吹入的风都能够传动上叶轮轴5与下叶轮轴5旋转，进一步提高发电机13组在各种工况下的适应能力，在本实施例中将叶片15设置呈半圆柱筒形，且叶片15与旋转臂14接触一端设有风槽23，使得整个叶片15的迎风面大于背风面，提高整个装置的发电效率。

实施例3：

如图1-5所示，本实施例在实施例1的基础上，所述叶片7包括旋转臂14 和固设于所述旋转臂14上的叶片15，所述叶片15呈几何结构状，所述叶片15 与旋转臂14接触的一端设有风槽23；上下相邻的两发电组3的叶片15朝向相反设置。

发电过程中相邻两发电组3的叶片7转动方向相反，使得任意方向吹入的风都能够传动上叶轮轴5与下叶轮轴5旋转，进一步提高发电机13组在各种工况下的适应能力，在本实施例中将叶片15设置呈不等边三角形，且叶片15与旋转臂14接触一端设有风槽23，使得整个叶片15的迎风面大于背风面，提高整个装置的发电效率。

实施例4：

如图1-5所示，本实施例在实施例1的基础上，所述叶片7包括旋转臂14 和固设于所述旋转臂14上的叶片15，所述叶片15呈几何结构状，所述叶片15 与旋转臂14接触的一端设有风槽23；上下相邻的两发电组3的叶片15朝向相反设置。

发电过程中相邻两发电组3的叶片7转动方向相反，使得任意方向吹入的风都能够传动上叶轮轴5与下叶轮轴5旋转，进一步提高发电机13组在各种工况下的适应能力，在本实施例中将叶片15设置呈椭圆形，且叶片15与旋转臂 14接触一端设有风槽23，使得整个叶片15的迎风面大于背风面，提高整个装置的发电效率。

以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种串组码垛结构风力发电机组，其特征在于，包括底座、支撑框架和多组发电组，所述底座和多组发电组设于所述支撑框架内，多组所述发电组通过传动箱从下至上依次串接，且该发电组的总层数为奇数，且为奇数层的发电组与为偶数层的发电组的旋向相反；位于底部的发电组通过下轴承座与底座连接，位于顶部的发电组的顶端通过上轴承座与支撑框架的顶部连接。

2.根据权利要求1所述的一种串组码垛结构风力发电机组，其特征在于，所述发电组包括叶轮轴、安装盘和多个叶片，多个所述叶片通过所述安装盘均布设于所述叶轮轴上；

所述传动箱包括箱体和设置在箱体内的传动装置，所述传动装置外围安装有发电机；相邻两发电组的叶轮轴上分别与所述下伞形齿轮和上伞形齿轮固接，所述上伞形齿轮和下伞形齿轮之间设置有同步伞形齿轮，所述同步伞形齿轮均分别与上伞形齿轮和下伞形齿轮啮合，所述同步伞形齿轮一端穿出壳体与所述发电机的输入端固定连接，若干所述同步伞形齿轮与所述壳体转动连接。

3.根据权利要求2所述的一种串组码垛结构风力发电机组，其特征在于，所述叶片包括旋转臂和固设于所述旋转臂上的叶片，所述叶片呈几何结构状，所述叶片与旋转臂接触的一端设有风槽；上下相邻的两发电组的叶片朝向相反设置。

4.根据权利要求2所述的一种串组码垛结构风力发电机组，其特征在于，所述叶轮轴的两端均固定安装有离心刹车体，位于叶轮轴顶端的离心刹车体设于所述箱体与所述上伞形齿轮之间；所述离心刹车体包括离心刹车盘，所述离心刹车盘与叶轮轴的上端固定连接且同轴设置，所述离心刹车盘上转动连接有若干离心刹车蹄，所述离心刹车蹄的转轴与所述离心刹车盘偏心设置，所述离心刹车蹄朝向离心刹车盘圆心的侧面上固定连接有拉簧，所述拉簧另一端连接在离心刹车盘上；位于叶轮轴下端的离心刹车体结构与设置方式与位于叶轮轴上端的离心刹车体一致。

5.根据权利要求2所述的一种串组码垛结构风力发电机组，其特征在于，所述同步伞型齿轮为若干个，所述电机的数量与所述同步伞型齿轮的数量一致，若干所述同步伞形齿轮均布设置在所述上伞形齿轮和下伞形齿轮之间。