CN110537017A - 风力发电系统及用于风力发电系统的受风叶片 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种风力发电系统，其装置比过去的装置简单，且也容易维持管理。一种风力发电系统，其特征在于，使两条牵引索形成为环状，并将所述两条牵引索架设于发电机用旋转轮及一个或多个旋转支承单元，所述两条牵引索以一定的间隔装配有多个根据风的风向进行开闭的受风叶片，所述受风叶片具有两片叶片、及上下被牵引索固定的轴，两片叶片各自的一边可转动地装配于所述轴，另一边为自由端。

Description

风力发电系统及用于风力发电系统的受风叶片

技术领域

本申请涉及一种风力发电系统，更详细而言，涉及一种利用对循环的多个受风叶片的风力的风力发电系统及该系统中使用的受风叶片。

背景技术

风能作为再生能源之一，被认为是能够保全自然环境、确保能源安全的能量来源，许多地区建设有风力发电厂或风力发电装置。

作为风能的利用，发电风车(风力发电机)被用于风力发电。巨大的风力发电厂(wind farm)由连接至输电线的多达几百架的风车构成。根据最近EU的调查，新建设的陆上风车是廉价的发电来源，价格比利用煤、天然气等化石燃料的发电厂便宜，具有竞争力。此外，小型陆上风力发电厂会与输电网互连而进行输电，或者不与输电网互连而自行耗电。

而且，风车被使用于风力发电，其形式最多使用水平轴的螺旋桨型，但除此以外，根据用途，可使用垂直轴的达里厄型(darrieus)、陀螺磨机型(gyromill)、桶型(savonius)或它们的混用型等。

然而，任何一种发电用风车，作为结构物均具有相当规模的大小及高度，其建设会消耗费用，且在其维持管理上也有需要在高处作业的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-106622

专利文献2：日本特开2012-67742

专利文献3：日本特开2013-130071

发明内容

发明所要解决的问题

因此，本申请提供一种风力发电系统，其装置比过去的装置简单，且也容易维持管理。

用于解决问题的方案

本申请人对于不需要建筑巨大的建筑物且维持管理也简单的风力发电系统进行了研究，结果发现了如下事实，从而完成了本申请，即，将根据风的风向进行开闭的受风叶片以一定的间隔装配于形成为环状的牵引索，由此使连结至发电机的旋转轮旋转，从而能够风力发电。

即，本申请是一种风力发电系统，其特征在于，使牵引索形成为环状，将所述牵引索架设于发电机用旋转轮及一个或多个旋转支承单元，所述牵引索以一定的间隔装配有多个根据风的风向进行开闭的受风叶片。

此外，本申请是一种上述系统中使用的受风叶片，其特征在于，具有两片叶片、及上下被牵引索固定的轴，两片叶片各自的一边可转动地装配于所述轴，另一边为自由端。

发明效果

本申请具有简单的构成，其建设以及维持管理的费用均廉价。此外，由于不同于过去的风力发电机，而是平面的构成，因此，例如能够设置于用于太阳能发电等的土地周围而不妨碍其发电，或者能够设置于进行耕作的田地周围，因此能够高效地得到来自天然能源的电力。

附图说明

图1为俯视地表示本申请的风力发电系统的示意图。图中，箭头表示风向，粗箭头表示牵引索的行进方向。

图2为本申请的风力发电系统的发电机用旋转轮附近的部分主视图。

图3为表示旋转支承单元的其他方案的图。

图4为本申请中使用的受风叶片的立体图。

图5为受风叶片的俯视图。图中，A表示打开的状态，B表示闭合的状态。

具体实施方式

以下，列举表示本申请的风力发电系统的一方案的图，进一步详细说明本申请。

图1为俯视地表示本申请的风力发电系统的示意图，图2为其发电机用旋转轮附近的部分主视图。图中，1表示发电系统、2表示发电机用旋转轮、3表示发电机、4表示旋转支承单元、5表示受风叶片、6表示牵引索、7表示固定轴、8表示连结部件。

针对本申请的系统，如图1所示，在具有两段旋转轮的发电机用旋转轮2与同样具有两段旋转保持部的一个或多个旋转支承单元4之间，使多个受风叶片5的上端及下端所连结的两条牵引索6形成环而进行架设。

上述发电机用旋转轮2及旋转支承单元4能够利用旋转轮、或如图3所示的例如用于滑雪缆车等的构件等。此外，将其作为两段进行使用，是为了防止受风叶片5的上下方向的摇晃并抑制移动。在此，虽然旋转支承单元4也可以为一个，但在此情况下，仅能利用与发电机用旋转轮2的直线方向上的风力，这是不利的，通过将旋转支承单元4设为多个，不论风向如何均能够发电。

图4为表示本申请所使用的受风叶片5的一方案的立体图。图中，5、6、7及8如上所述，10表示止动器(stopper)。由此图可知，受风叶片5的两片叶片5a、5b，它们的一边结合于固定轴7，另一端为自由边，能够以固定轴7为中心转动。

上述叶片5a、5b可以面积相同，但由于在面向背风侧时容易因来自侧面的风而从面向迎风侧时的闭合状态打开，因此优选使其面积不同。此外，形状也是由于在迎风侧容易闭合、而在面向背风侧时容易打开，因此相比平坦的板状，优选在前端侧(自由端侧)向外稍微翘曲地打开。

此外，在本申请的叶片5中，为了使受风达到最大，打开状态下的叶片5a、5b的角度优选设为90～180°左右，特别优选设为90～120°。为此，优选使用止动器10来调整打开的程度。如图5所示，该止动器10可以在叶片5a、5b上分别使用各末端能转动的部件，使其不会超过规定的打开角度。此外，也可在连结部件8上设置作为棒状物而突出的止动器10，或使连结部件8本身的一部分形成缺口而限制叶片5a、5b的移动，进而，也可在叶片5a、5b的一部分设置绳孔，利用通过此处的绳来调整打开的程度(均未图示)。需要说明的是，叶片5a、5b的材质没有特别限制，优选为具有一定程度以上的强度且难以腐蚀的材质，例如金属板或FRP板。

在所述方案中，虽然两片叶片5a、5b在它们的一边是以合叶结构结合于固定轴7而可以转动，但并不限于此，只要是两片叶片可以转动的结构即可，例如，也可仅在各自的上边、下边，或者进一步在中间部的多个地方，使用桁架等可开闭地装配于固定轴7。

装配本申请的受风叶片5的两条牵引索6优选为具有一定程度以上的强度且难以腐蚀的材质。具体而言，优选为钢、不锈钢制的绳索、或芳纶纤维等的绳索。此外，也能够利用链条代替绳索，在此情况下，通过将旋转轮两侧设为齿轮(gear)而能够提高转动旋转轮2的力。

装配受风叶片5的两条牵引索6为绳梯状，通过架设于发电机用旋转轮2的两段旋转轮与优选为多个旋转支承单元4的各自两段旋转轮或旋转保持部之间，使发电机用旋转轮2旋转，从而能够发电。

在本申请的风力发电系统1中，如上那样构成，因此在受风叶片5从前方受风的情况下，其阻力使叶片5a、5b闭合，几乎没有移动时的阻力。另一方面，在从后方受风的情况下，其力使叶片5a、5b打开，该打开的叶片接受风力，且该风力通过所连结的牵引索而转动发电机用旋转轮2，从而能够使发电机3发电。具体而言，例如将发电机用旋转轮2的旋转经由旋转轴侧齿轮9a传递到发电机侧齿轮9b，此时通过齿轮比的差异而使发电机侧齿轮9b的速度上升，能够得到发电用的充分的旋转力。

产业上的可利用性

本申请的风力发电系统并不伴随有庞大的结构物，因此例如即使在需要一定程度的面积且要求日晒良好的太阳能发电厂，只要是有风吹的地方就能够没有问题地运转。此外，不限于此，也可将其设置于旱田或水田周围，一边耕种作物一边使其运转，或利用大楼屋顶使其运转。

并且，例如在太阳能发电厂中，若将其设置为包围太阳能发电厂的外侧，则即使在无法进行太阳能发电的夜间等也能够发电，并能够作为自然能源的电力高效地贩卖电力，这极为有利。

附图标记说明：

1：发电系统。

2：发电机用旋转轮。

3：发电机。

4：旋转支承单元。

41：支柱。

42：滑轮。

43：桁架。

5：受风叶片。

6：牵引索。

7：固定轴。

8：连结部件。

9：齿轮。

9a：旋转轴侧齿轮。

9b：发电机侧齿轮。

10：止动器。

Claims (6)

1.一种风力发电系统，其特征在于，

使两条牵引索形成为环状，将所述两条牵引索架设于发电机用旋转轮及一个或多个旋转支承单元，所述两条牵引索以一定的间隔装配有多个根据风的风向进行开闭的受风叶片，所述受风叶片具有两片叶片、及上下被牵引索固定的轴，两片叶片各自的一边可转动地装配于所述轴，另一边为自由端。

2.根据权利要求1所述的风力发电系统，其中，

受风叶片在两条牵引索的上下被固定于所述牵引索。

3.根据权利要求1或2所述的风力发电系统，其中，

发电机用旋转轮及旋转支承单元的旋转轮由两段构成。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的风力发电系统，其中，

受风叶片的两片叶片的面积不同。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的风力发电系统，其中，

受风叶片的两片叶片的前端朝外侧弯曲。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的风力发电系统，其中，

两片叶片在打开到最大的情况下的角度被制约在90～180°。