CN115182848A - 风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种风力发电机组，所述风力发电机组包括机舱和相对于机舱对称地布置且具有相同结构的第一蜗轮主体和第二蜗轮主体，所述第一蜗轮主体通过第一主轴连接到机舱，所述第二蜗轮主体通过第二主轴连接到所述机舱，所述第一主轴连接到所述第二主轴，并与所述第二主轴同轴设置，其中，所述第一蜗轮主体和所述第二蜗轮主体中的每个包括多个集风蜗，所述多个集风蜗沿第一主轴和第二主轴的圆周方向布置。根据本发明的风力发电机组没有设置传统的风机叶片，降低了当前叶片长、发电机大、塔筒超限等各种运输和安装难题，此外，通过增加调速机构，可实现多级能量联合出力，提升了风能利用转换效率。

Description

风力发电机组

技术领域

本公开涉及风力发电机领域，具体涉及一种风力发电机组。

背景技术

目前市场常见的风力发电机组大多体型较大，存在叶片长、发电机大、塔筒超限等运输难题，同时，由于大型叶片的噪音、塔影效应、回收困难等对环境造成了不良的生态影响。

此外，风力发电机受自身设计结构限制，尤其是叶片结构外形、长度及载荷约束等的限制，导致风能利用率低且电能转化率低。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种无传统的风机叶片的风力发电机组。

针对上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明的一方面提供一种风力发电机组，所述风力发电机组可包括机舱和相对于机舱对称地布置且具有相同结构的第一蜗轮主体和第二蜗轮主体，所述第一蜗轮主体通过第一主轴连接到机舱，所述第二蜗轮主体通过第二主轴连接到所述机舱，所述第一主轴连接到所述第二主轴，并与所述第二主轴同轴设置，其中，所述第一蜗轮主体和所述第二蜗轮主体中的每个包括多个集风蜗，所述多个集风蜗沿第一主轴和第二主轴的圆周方向布置。

所述多个集风蜗中的每个集风蜗具有入风口和出风口且入风口的面积大于出风口的面积。多个所述入风口沿所述圆周方向形成环形入风口，并且多个所述出风口在所述第一蜗轮主体或所述第二蜗轮主体的径向方向上位于多个所述入风口的内侧。

所述第一主轴形成为中空的圆柱形状，并且所述第一主轴上形成有与多个所述出风口对应的通孔，流到多个所述出风口的空气流入所述第一主轴的内部。

所述第一主轴的延伸到所述机舱内的至少一部分上形成有排风孔，使得所述第一主轴的内部的空气通过所述排风孔排放到所述机舱中。

相对于所述入风口，所述出风口朝向所述机舱的方向倾斜。

所述第一蜗轮主体的所述多个集风蜗中的每个集风蜗包括在所述第一蜗轮主体的圆周方向上彼此相对的第一曲面板和第二曲面板，其中，所述第一曲面板和所述第二曲面板可在所述第一蜗轮主体的圆周方向上朝向同一个方向弯曲。

所述第一曲面板和所述第二曲面板可通过第一连接板和第二连接板彼此连接，其中，所述第一连接板和所述第二连接板分别连接到所述第一曲面板和所述第二曲面板的在所述第一蜗轮主体周向方向上的两侧。

所述第一曲面板的远离所述第一主轴的上边缘的曲率与所述第二曲面板的至少一部分的曲率相同，以使彼此相邻的集风蜗紧密地贴合在一起。

所述第一曲面板与所述第二曲面板具有完全相同的形状，使得一个集风蜗的至少一部分用作相邻的一个集风蜗的至少一部分。

所述第二曲面板的远离所述第一主轴的上边缘具有圆弧形状，使得所述上边缘在所述第一蜗轮主体的轴向方向上的第一端点和第二端点与所述第一主轴的距离最近。

所述风力发电机组还包括形成在所述第一蜗轮主体上的第一导风轴，所述第一导风轴与所述第一主轴同轴地设置在所述第一主轴的内部，并相对于所述第一主轴能够旋转，其中，所述第一导风轴的远离所述机舱的第一端设置有第一导风构件，所述第一导风构件为弧形板并沿着所述第一导风轴的轴向方向朝着远离所述机舱的方向延伸预定长度。

所述第一导风构件的端部沿朝向所述第一导风轴的中心轴线的方向弯曲地延伸，以形成导风面。

当在所述第一主轴的轴向方向上观察时，所述第一导风构件与所述第一导风轴彼此叠置，且所述第一导风构件与所述第一导风轴彼此叠置的区域的弧长占所述第一导风轴整个圆周的周长的1/4至1/2。

所述第一导风轴的与所述第一端相对的第二端设置有第二导风构件，所述第二导风构件具有与所述第一导风构件相同的形状且相对于所述第一导风轴与所述第一导风构件对称的布置。

所述第一导风轴具有中空的圆柱形状，并且所述第一导风轴的下部的壁厚大于所述第一导风轴的上部的壁厚。

从所述第一导风轴的中心沿重力方向延伸的延伸线穿过所述第一导风轴的部分所对应的壁厚最厚，并且从所述壁厚最后的部分起沿着远离所述部分的方向，所述第一导风轴的壁厚逐渐减小。

所述第一蜗轮主体还包括固定地结合到所述第一主轴的第一壳体，所述多个集风蜗设置在所述第一壳体中。

所述第一壳体包括平行布置的第一环形板和第二环形板，其中，所述第一环形板结合到所述多个集风蜗的一侧与所述第一主轴之间，所述第二环形板结合到所述多个集风蜗的另一侧与所述第一主轴之间。

所述集风蜗的至少一部分在所述第一壳体的径向方向上突出至所述第一壳体的外侧。

所述风力发电机组还包括设置在所述机舱内的齿轮系统，其中，所述齿轮系统包括彼此啮合的第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮的输入齿轮轴与所述第二齿轮的输出齿轮轴彼此垂直地布置，所述第一主轴和所述第二主轴分别结合到所述输入齿轮轴的两端，所述输出齿轮轴连接到所述机舱内的发电机。

所述齿轮系统为斜齿轮系统，并且所述第一齿轮和所述第二齿轮为彼此啮合的斜齿轮组。

所述第一主轴与所述输入齿轮轴之间以及/或者所述第二主轴与所述输入齿轮轴之间可设置有变比可调节的调速器。

所述风力发电机组还包括设置在所述风力发电机组的塔架的外壁上的升降系统，其中，所述升降系统可包括升降机，以搭载工作人员或货物。

根据本发明的另一方面，提供一种风力发电机组，所述风力发电机组可包括第一蜗轮主体和沿水平方向延伸到机舱内的第一主轴。所述第一蜗轮主体可包括多个集风蜗，所述多个集风蜗中的每个集风蜗具有入风口和出风口且入风口的面积大于出风口的面积。所述多个集风蜗沿所述第一主轴的圆周方向均匀布置，使得多个所述入风口沿所述圆周方向形成环形入风口，并且多个所述出风口在所述第一蜗轮主体的径向方向上位于多个所述入风口的内侧。

所述第一主轴形成为中空的圆柱形状，并且所述第一主轴上形成有与多个所述出风口对应的通孔，流到多个所述出风口的空气流入所述第一主轴的内部。

根据本发明的实施例，风力发电机组采用新式独特双蜗轮级联设计，一套设备配备两套风能收集装置，风能转化率大大提升，同时利用自然风对机舱内的设备降温，降低了设备由于散热发生的电能损耗。

此外，本发明的风力发电机组接整体结构设计紧凑，且没有大型叶片噪音、塔影效应、回收困难等不良生态影响，更符合环境友好型设计理念。

此外，由于增加了调速器，因此能够最大限度地利用两个蜗轮总成的动能，提高发电量。

另外，本发明的蜗轮总成可分解运输，到现场后组装，大大降低了当前叶片长、发电机大、塔筒超限等各种运输和安装难题。

附图说明

通过下面结合附图对实施例进行的描述，本公开的上述和/或其他目的和优点将会变得更加清楚，其中：

图1示出了根据本发明的示例性实施例的风力发电机组的结构示意图；

图2示出了一个集风蜗的结构示意图；

图3示出了一个集风蜗的另一角度的结构示意图；

图4示出了部分集风蜗在圆周方向上的排布的第一示例性实施例的局部示意图；

图5示出了部分集风蜗在圆周方向上的排布的第二示例性实施例的局部示意图；

图6示出了部分集风蜗在圆周方向上的排布的第三示例性实施例的局部示意图；

图7是示出了根据本发明的一个实施例的第一主轴与第一导风轴之间的结合关系的局部结构示意图；

图8示出了根据本发明的第一导风轴的整体结构示意图；

图9示出了根据本发明的第一导风轴的截面图。

附图标记：

100-第一蜗轮总成；200-第二蜗轮总成；110-第一蜗轮主体；111-集风蜗；111a-入风口；111b-出风口；111c-第一曲面板；111d-第二曲面板；111e-第一端点；111f-第二端点；111g-第一连接板；111h-第二连接板；112-第一壳体；120-第一主轴；121-通孔；130-第一导风轴；131-第一导风构件；132-第二导风构件；210-第二蜗轮主体；220-第二主轴；300-斜齿轮系统；310-第一斜齿轮；311-输入齿轮轴；320-第二斜齿轮；321-输出齿轮轴；500-机舱；510-天窗；600-发电机；700-排风孔；800-调速器；900-塔架；910-电缆井；911-电缆；90-升降系统；91-提升机；92-缆绳；93-升降机。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，不应被理解为本发明的实施形态限于在此阐述的实施方式。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。此外，附图仅用于示意性示出本发明的实施例，部分图片可能未按比例描绘，但本领域技术人员结合对具体实施方式的描述，能够清楚地理解本申请的技术方案。

传统的风力发电机组大多设置有叶片，而风机叶片的制造、运输、安装等使得整个风力发电机组的成本提升。为此，本发明提供一种新型的不带有传统风机叶片的风力发电机组。

图1示出了根据本发明的实施例的风力发电机组的整体结构示意图。如图1所示，根据本发明的风力发电机组包括机舱500以及相对于机舱对称地布置的第一蜗轮总成100和第二蜗轮总成200。

第一蜗轮总成100可包括第一蜗轮主体110和沿水平方向延伸到机舱500内部的第一主轴120，第二蜗轮总成200可包括第二蜗轮主体210和沿水平方向延伸到机舱500内部的第二主轴220。

机舱500内设置有齿轮传动系统和发电机600。第一主轴120和第二主轴220同轴布置，以分别连接到齿轮传动系统的输入轴。例如，齿轮传动系统可以为斜齿轮系统300，并且斜齿轮系统300可包括彼此啮合的第一斜齿轮310和第二斜齿轮320，第一斜齿轮310的输入齿轮轴311与第二斜齿轮320的输出齿轮轴321彼此垂直地布置，第一主轴120和第二主轴220分别结合到输入齿轮轴311的两端，由此，第一主轴120、第二主轴220和输入齿轮轴311同轴地旋转。另外，输出齿轮轴321连接到发电机600。因此，被第一蜗轮总成100和第二蜗轮总成200接收的风能被转化为动能，进而通过发电机600转化为电能，通过发电机600输出的电能可通过依次敷设在机舱500、电缆井910（设置在塔架900中）中的电缆911输送到电网。

根据本发明的齿轮传动系统不限于斜齿轮系统，只要输入轴设置有两个输入端，并且输出轴与输入轴可以彼此垂直地布置的任何其它齿轮系统都是可行的，例如，锥形齿轮系统。

此外，即使第一蜗轮主体110和第二蜗轮主体210具有完全相同且对称布置的结构，它们所接收到的风能也不可能完全相同，因此导致第一主轴120和第二主轴220之间的转速可能不同，使得所接收的风能无法有效地转化为动能。为此，可在第一主轴120与输入齿轮轴311之间或者在第二主轴220与输入齿轮轴311之间设置变比可调节的调速器800，调速器800可调节第一主轴120或第二主轴220的转速，使它们具备相同的转速。因此，通过设置变比可调节的调速器800，能够确保第一主轴120和第二主轴220以相同的速度同步旋转，以利用两个蜗轮总成的合力获得更大的动能，从而确保风力发电机组发出更多的电量。

此外，如图1中所示出的，也可在第一主轴120与输入齿轮轴311之间以及第二主轴220与输入齿轮轴311之间均设置调速器800，这样，即使其中一个蜗轮总成发生故障，也不影响另一蜗轮总成正常工作。具体而言，假设第一蜗轮总成100发生故障，则设置在第一蜗轮总成100与输入齿轮轴311之间的调速器800可断开第一蜗轮总成100与输入齿轮轴311之间的连接，而仅使第二蜗轮总成200正常工作。因此，通过设置调速器800，可实现多级能量联合出力，从而可以最大可能地利用两个蜗轮总成的动能，提高风能利用率。

然而，从另一角度而言，本发明的风力发电机组也可仅包括一个蜗轮总成，在这种情况下，设置在机舱500内的齿轮传动系统可不采用斜齿轮传动系统等，其可采用输入轴与输出轴彼此平行设置的齿轮传动系统，并且也可省略设置在蜗轮总成与齿轮传动系统之间的调速器800。

当然，当设置两个蜗轮总成时，能够获取更多的风能，提供更高的动能且能够获得更多的发电量。因此，根据本发明的实施例，优选地设置两个蜗轮总成，下文中也将对设置两个蜗轮总成的结构进行详细描述。

由于第一蜗轮总成100和第二蜗轮总成200的结构基本相同且彼此对称设置，因此，将以第一蜗轮总成100的结构为例进行描述，但本领域技术人员将理解的是，除非另外明确指出了二者之间的不同，否则以下描述也可适用于第二蜗轮总成200。

图2和图3示出了根据本发明的一个示例性集风蜗的结构示意图。

如图1所示，根据本发明的实施例，第一蜗轮总成100的第一蜗轮主体110可包括第一主轴120和沿着第一主轴120的圆周方向均匀布置的多个集风蜗111，多个集风蜗111以多级阵列的方式排列。

结合图2和图3，多个集风蜗111中的每个具有入风口111a和出风口111b，入风口111a的面积大于出风口111b的面积。此外，多个集风蜗111沿第一主轴120的圆周方向布置，使得多个入风口111a沿第一主轴120的圆周方向形成环形入风口，并且多个出风口111b在第一蜗轮主体110的径向方向上位于多个入风口111a的内侧。

根据本发明的实施例，每个集风蜗111的内表面在从入风口111a朝向出风口111b的方向上流畅地延伸，不存在台阶或其他凹凸结构等，以使气流从入风口111a顺畅地流动到出风口111b。

图4、图5和图6示出了部分集风蜗在圆周方向上的排布的三个示例性实施例的局部示意图。图4、图5和图6仅示出了将集风蜗的入风口展开排布后的从入风口方向观察的集风蜗的排布。

如图2、图3以及图4至图6所示，每个集风蜗111可包括在第一蜗轮主体110的圆周方向彼此面对的第一曲面板111c和第二曲面板111d。第一曲面板111c和第二曲面板111d朝着同一个方向弯曲，例如，以图4中的方向为例，相对于第一曲面板111c和第二曲面板111d的在第一蜗轮主体110的轴向方向上的两侧边而言，第一曲面板111c和第二曲面板111d的在入风口111a处的边缘（下文中称为“第一曲面板111c的上边缘”和“第二曲面板111d的上边缘”）朝向右侧弯曲，以形成月牙形状的入风口111a。

此外，返回参照图1至图3，第一曲面板111c和第二曲面板111d在从入风口111a朝向出风口111b的方向上的面积逐渐变小，以形成面积较小（相对于入风口111a的面积而言）的出风口111b。

为了使多个集风蜗111能够紧密地排布成阵列形式，相邻的两个集风蜗111的第二曲面板111d的至少一部分与第一曲面板111c的至少一部分可具有相同的曲率。例如，第一曲面板111c的上边缘与第二曲面板111d的至少一部分的曲率相同，使得第一曲面板111c的整个上边缘可完全与相邻的第二曲面板111d的所述至少一部分完全贴合，从而形成紧密排布的阵列形式，以接收更多的风能。

根据本发明的实施例，每个集风蜗111可单独制造、然后组装到第一主轴120上来形成第一蜗轮主体，或者，多个集风蜗111也可以一体地形成，一体形成的多个集风蜗111可一块装配到第一主轴上。

例如，图4中的实施例可以采用每个集风蜗111单独制造、然后组装到一起的方式形成。当图4中的多个集风蜗111一体形成时，相邻的两个集风蜗111可共用一个曲面板111c或111d，从而具有图5中的形状。

此外，如图6中所示，第一曲面板111c和第二曲面板111d可通过第一连接板111g和第二连接板111h彼此连接，其中，第一连接板111g和第二连接板111h可分别连接到第一曲面板111c和第二曲面板111d的在第一蜗轮主体110的周向方向上的两侧。第一连接板111g和第二连接板111h可形成为平板状，并将第一曲面板111c和第二曲面板111d的侧边缘彼此连接。

图6中的蜗轮主体可采用每个集风蜗111单独制造、然后组装到一起的方式形成，也可一体地制造形成。与图4和图5的实施例相似，当图6的集风蜗111单独制造时，相邻的两个集风蜗的两个曲面板111c和111d可彼此贴合地组装到一起，当具有图6的形状的集风蜗一体地形成时，相邻的两个集风蜗111可共用一个曲面板111c或111d。

此外，为了能够接收更多的气流，每个集风蜗111的第二曲面板111d的上边缘可比第一曲面板111c的上边缘进一步远离第一主轴120。具体地，如图2和图3所示，第二曲面板111d的上边缘在第一蜗轮主体110的轴向方向上的两个端点，即，第一端点111e和第二端点111f（在图4中为两个曲面板111c和111d的上边缘的交点，图5中为一个曲面板与相邻的另一曲面板的上边缘的交点，图6中为第一曲面板111c或第二曲面板111d与第一连接板111g和第二连接板111h的上边缘的交点）与第一主轴120距离可基本相同，并且第二曲面板111d的上边缘可随着远离第一端点111e和第二端点111f而与第一主轴120的距离逐渐增大，以使第二曲面板111d的上边缘具有平滑的弧形表面。

此外，如图2所示，在第二曲面板111d的向上突出的上边缘的部分中，当从第一蜗轮主体110的圆周方向上观察时，该部分的远离机舱500的一侧的曲率可大于靠近机舱500的一侧的曲率，即，虽然第二曲面板111d的上边缘具有平滑的弧形表面，但该弧形表面并不是相对于其中央对称的，而是在远离机舱500的一侧突出的更多，在靠近机舱500的一侧突出的相对少。通过设置这样形式的曲面板，能够在第一蜗轮主体110旋转时接收更多的气流。虽然上面参照附图描述了入风口111a具有类似月牙形状以及相应的集风蜗111的结构和排布，但本发明的实施例不限于根据图2、图3以及图4至图6所示出的具体形状、结构和排布，本领域技术人员也可根据需求将入风口设置为其他形状，例如，每个集风蜗111的入风口111a可以是半圆形、圆形、椭圆形、带圆角的矩形等各种形状，只要集风蜗111能够以阵列形式排布，具备上述功能特性即可。

此外，附图中示出了出风口111b为圆形的情形，但本发明不限于此，出风口111b也可具有与入风口111a相同的形状，或具体其他形状。

根据本发明的实施例，第一主轴120上可设置有与每个集风蜗111的出风口111b连通的通孔121（参见图7，其中，图7中仅示意性地示出了一个集风蜗111和部分通孔121），流入集风蜗111的空气可经出风口111b沿着通孔121流动到第一主轴120的内部，并沿着第一主轴120流动到机舱500中。然而，通孔121不限于图7中示出的形式，例如，也可多个出风口111b连接到同一个通孔121，并且通孔121可根据设计需求设计成其他形状。

此外，第一主轴120的延伸到机舱500中的部分上可形成有排风孔700，经集风蜗111流动到第一主轴120内部的空气可通过排风孔700排放到机舱500内，以对机舱500内的部件进行冷却，带走机舱500内部的热量。因此，相对于入风口111a，出风口111b可朝向机舱500的方向倾斜，以使流入到集风蜗111中的空气稳定顺畅地朝向机舱500的方向流动。

机舱500中可设置有天窗510，对机舱500进行冷却后的空气可通过天窗510再次排放到外部环境中。

也就是说，流入到集风蜗111中的气流的大部分转化成了动能，而剩余的风能量在机舱500内形成气流循环的微环境，进一步提高了风能的利用率。

由于根据本发明的风力发电机组没有采用传统的风机叶片，从而相应地降低了对塔架900的要求，因此，通过采用上述新式设计，塔架900的直径可大大缩小，可降低塔架900的成本。此外，由于根据本发明的风力发电机组的结构简单，便于制造和安装，因此更换设备成本低，使得其具有很强的迭代性和可替换性，可提高市场收益率。

图7和图8中示出了第一主轴120与第一导风轴130结构示意图及之间的位置关系，并且示意性示出了一个集风蜗111与它们之间的位置关系。

根据本发明的实施例的第一蜗轮总成100还可包括第一导风轴130，第一导风轴130与第一主轴120同轴地设置在第一主轴120的内部，并相对于第一主轴120能够旋转。第一导风轴130的长度小于第一主轴120，且第一导风轴130位于第一主轴120的远离机舱500的一端的端部。此外，第一导风轴130通过轴承（未示出）支撑在第一主轴120的内部。

第一导风轴130包括的远离机舱500的第一端和与第一端相对的第二端，第一导风轴130的第一端可设置有第一导风构件131。

第一导风构件131可为弧形板，其从第一导风轴130的第一端的一部分上沿第一导风轴130的轴向方向朝着远离机舱500的方向延伸预定长度。具体而言，第一导风构件131呈板状并且第一导风构件131的弧度可与第一导风轴130的弧度一致，当在第一主轴120的轴向方向上观察时，第一导风构件131与第一导风轴130彼此叠置，且第一导风构件131与第一导风轴130彼此叠置的区域的弧长占第一导风轴130整个圆周的周长的1/4至1/2。

根据本发明的实施例，具有上述结构的第一导风构件131可用作整个风力发电机组的自动偏航结构。

虽然未示出，但在塔架900与机舱500之间可形成有偏航系统，以使机舱500可相对于塔架900旋转。在本发明的实施例中，取决于外部空气作用到第一导风构件131上的风向和风力，机舱500可相对于塔架900旋转，以使集风蜗111的迎风面最大，从而能够进一步提高风能的利用率。

此外，第一导风构件131的端部可朝向第一导风轴130的中心轴线的方向弯曲地延伸，以使其整体具有L形形状，具体地，第一导风构件131的沿第一导风轴130的轴向方向截取的任意截面的形状为L形形状，并且L形状的两条边之间的夹角形成圆角，而不是直角。通过使第一导风构件131设置成L形形状，可在第一导风构件131的端部形成导风面，使得流动到第一导风构件131上的空气可在该导风面的引导下沿着第一导风轴130的内部空间流动到第一主轴120中，以与通过集风蜗111进入到第一主轴120的空气一起经排风孔700排放到机舱500中，从而共同对机舱500进行冷却。

第一导风轴130的第二端可设置有第二导风构件132，第二导风构件132可相对于第一导风轴130与第一导风构件131对称地布置，并且第二导风构件132可具有与第一导风构件131大体相同的形状（弧形板形状），并且第二导风构件132的端部也可朝向第一导风轴130的中心轴线的方向倾斜地延伸，从而整体具有L形形状，以在第二导风构件132的端部形成导风面。通过设置第二导风构件132，可将通过第一导风构件131引入的空气和通过集风蜗111引入的空气引导至排风孔700的位置处，以使气流顺利地流动到机舱500中。

图9中示出了根据本发明的实施例的第一导风轴130的截面图。

根据本发明的实施例，如果第一导风轴130绕其中心轴线旋转，则会带动第一导风构件131同步旋转，在这种情况下，第一导风构件131则无法用作偏航构件。为了确保第一导风构件131不绕其中心轴线旋转，根据本发明的第一导风轴130可具有中空的圆柱形状，并且第一导风轴130的下部的壁厚可大于第一导风轴130的上部的壁厚。这里，上部和下部是相对于第一导风轴130的安装方向而言的。具体地，相对于经过第一导风轴130的中心轴线的水平面而言，位于该水平面上方的部分可定义为第一导风轴130的上部，位于该水平面下方的部分可定义为第一导风轴130的下部。

然而，上面的描述不意味着第一导风轴130的上部的壁厚一致且相同，同时其下部的壁厚也一致且相同。根据本发明的实施例，如图9所示，从第一导风轴130的中心沿重力方向延伸的延伸线穿过第一导风轴130的部分所对应的壁厚最厚，并且从该部分起沿着远离该部分的方向，第一导风轴130的壁厚逐渐减小。因此，第一导风轴130的外周截面可以为圆形，其内周截面可以为椭圆形。通过将第一导风轴130设置成上述形状，可确保第一导风轴130的重心始终朝下，不会由于气流对第一导风构件131的冲击而使其绕其它的心轴线发生旋转，进而确保第一导风构件131实现偏航构件的作用。

返回参照图1，根据本发明的实施例，第一蜗轮主体110还可包括固定地结合到所述第一主轴120的第一壳体112，多个集风蜗111可设置在第一壳体112中。

如图1中所示，第一壳体112可包括彼此平行设置第一环形板（未标注）和第二环形板（未标注），第一环形板可结合到多个集风蜗111的一侧与第一主轴120之间，第二环形板可结合多个集风蜗111的另一侧与第一主轴120之间。即，多个集风蜗111设置在第一环形板和第二环形板之间。

根据本发明的实施例，环形板与每个集风蜗111结合的位置可不超过第二曲面板111d的第一端点111e和第二端点111f，以使每个集风蜗111的至少一部分沿第一壳体112的径向方向突出至第一壳体112的外侧，从而能够接收更多的风能。

但本发明不限于此，根据设计需求（例如，取决于不同形状的集风蜗），也可省略第一壳体112。

如上所述，由于可大大缩减塔筒的直径，因此，用于搭载工作人员的升降系统90可设置在塔架900的外壁上。如图1所示，升降系统90可包括提升机91、缆绳92和升降机93。提升机91可作为动力源设置在塔架900的底部，通过驱动缆绳92来带动升降机93上下运行。其中，升降机93可为设置成透明的箱体结构，并且可在塔架900的外壁上滑动运行。通过升降机93的内部操作系统实现其上下运行控制，以将工作人员与货物运送至机舱500中。

然而，升降系统的结构不限于此，任何能够用于搭载工作人员或货物沿着塔架900的外壁上下移动的升降结构均可用作本发明的升降系统90。

根据本发明的实施例，风力发电机组采用新式独特双蜗轮级联设计，一套设备配备两套风能收集装置，风能转化率大大提升，同时利用自然风对机舱内的设备降温，降低了设备由于散热发生的电能损耗。

此外，本发明的风力发电机组接整体结构设计紧凑，且没有大型叶片噪音、塔影效应、回收困难等不良生态影响，更符合环境友好型设计理念。

此外，由于增加了调速器，因此能够最大限度地利用两个蜗轮总成的动能，提高风能利用率，增加发电量。

另外，本发明的蜗轮总成可分解运输，到现场后组装，大大降低了当前叶片长、发电机大、塔筒超限等各种运输和安装难题。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在上面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组件、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本发明的各方面。

Claims (24)

1.一种风力发电机组，其特征在于，所述风力发电机组包括机舱（500）和相对于所述机舱（500）对称地布置且具有相同结构的第一蜗轮主体（110）和第二蜗轮主体（210），

所述第一蜗轮主体（110）通过第一主轴（120）连接到所述机舱（500），所述第二蜗轮主体（210）通过第二主轴（220）连接到所述机舱（500），所述第一主轴（120）连接到所述第二主轴（220），并与所述第二主轴（220）同轴设置，

其中，所述第一蜗轮主体（110）和所述第二蜗轮主体（210）中的每个包括多个集风蜗（111），所述多个集风蜗（111）沿第一主轴（120）和第二主轴（220）的圆周方向布置。

2.根据权利要求1所述的风力发电机组，其特征在于，所述多个集风蜗（111）中的每个集风蜗（111）具有入风口（111a）和出风口（111b）且入风口（111a）的面积大于出风口（111b）的面积，

其中，多个所述入风口（111a）沿所述圆周方向形成环形入风口，并且多个所述出风口（111b）在所述第一蜗轮主体（110）或所述第二蜗轮主体（210）的径向方向上位于多个所述入风口（111a）的内侧。

3.根据权利要求2所述的风力发电机组，其特征在于，所述第一主轴（120）形成为中空的圆柱形状，并且所述第一主轴（120）上形成有与多个所述出风口（111b）对应的通孔（121），流到多个所述出风口（111b）的空气经所述通孔（121）流入所述第一主轴（120）的内部。

4.根据权利要求3所述的风力发电机组，其特征在于，所述第一主轴（120）的延伸到所述机舱（500）内的至少一部分上形成有排风孔（700），使得所述第一主轴（120）的内部的空气通过所述排风孔（700）排放到所述机舱（500）中。

5.根据权利要求4所述的风力发电机组，其特征在于，相对于所述入风口（111a），所述出风口（111b）朝向所述机舱（500）的方向倾斜。

6.根据权利要求2所述的风力发电机组，其特征在于，所述第一蜗轮主体（110）的所述多个集风蜗（111）中的每个集风蜗（111）包括在所述第一蜗轮主体（110）的圆周方向上彼此相对的第一曲面板（111c）和第二曲面板（111d），

其中，所述第一曲面板（111c）和所述第二曲面板（111d）在所述第一蜗轮主体（110）的圆周方向上朝向同一个方向弯曲。

7.根据权利要求6所述的风力发电机组，其特征在于，所述第一曲面板（111c）和所述第二曲面板（111d）通过第一连接板（111g）和第二连接板（111h）彼此连接，

其中，所述第一连接板（111g）和所述第二连接板（111h）分别连接到所述第一曲面板（111c）和所述第二曲面板（111d）的在所述第一蜗轮主体（110）的周向方向上的两侧。

8.根据权利要求6所述的风力发电机组，其特征在于，所述第一曲面板（111c）的远离所述第一主轴（120）的上边缘的曲率与所述第二曲面板（111d）的至少一部分的曲率相同，以使彼此相邻的集风蜗（111）紧密地贴合在一起。

9.根据权利要求8所述的风力发电机组，其特征在于，所述第一曲面板（111c）与所述第二曲面板（111d）具有完全相同的形状，使得一个集风蜗（111）的至少一部分用作相邻的一个集风蜗（111）的至少一部分。

10.根据权利要求6所述的风力发电机组，其特征在于，所述第二曲面板（111d）的远离所述第一主轴（120）的上边缘具有圆弧形状，使得所述上边缘在所述第一蜗轮主体（110）的轴向方向上的第一端点（111e）和第二端点（111f）与所述第一主轴（120）的距离最近。

11.根据权利要求1所述的风力发电机组，其特征在于，所述风力发电机组还包括形成在所述第一蜗轮主体（110）上的第一导风轴（130），所述第一导风轴（130）与所述第一主轴（120）同轴地设置在所述第一主轴（120）的内部，并相对于所述第一主轴（120）能够旋转，

其中，所述第一导风轴（130）的远离所述机舱（500）的第一端设置有第一导风构件（131），所述第一导风构件（131）为弧形板并且所述弧形板沿着所述第一导风轴（130）的轴向方向朝着远离所述机舱（500）的方向延伸预定长度。

12.根据权利要求11所述的风力发电机组，其特征在于，所述第一导风构件（131）的端部沿朝向所述第一导风轴（130）的中心轴线的方向弯曲地延伸，以形成导风面。

13.根据权利要求11所述的风力发电机组，其特征在于，当在所述第一主轴（120）的轴向方向上观察时，所述第一导风构件（131）与所述第一导风轴（130）彼此叠置，且所述第一导风构件（131）与所述第一导风轴（130）彼此叠置的区域的弧长占所述第一导风轴（130）整个圆周的周长的1/4至1/2。

14.根据权利要求11至13中任意一项所述的风力发电机组，其特征在于，所述第一导风轴（130）的与所述第一端相对的第二端设置有第二导风构件（132），

所述第二导风构件（132）具有与所述第一导风构件（131）相同的形状且相对于所述第一导风轴（130）与所述第一导风构件（131）对称的布置。

15.根据权利要求11至13中任意一项所述的风力发电机组，其特征在于，所述第一导风轴（130）具有中空的圆柱形状，并且所述第一导风轴（130）的下部的壁厚大于所述第一导风轴（130）的上部的壁厚。

16.根据权利要求15所述的风力发电机组，其特征在于，从所述第一导风轴（130）的中心沿重力方向延伸的延伸线穿过所述第一导风轴（130）的部分所对应的壁厚最厚，并且从所述壁厚最厚的部分起沿着远离所述部分的方向，所述第一导风轴（130）的壁厚逐渐减小。

17.根据权利要求1所述的风力发电机组，其特征在于，所述第一蜗轮主体（110）还包括固定地结合到所述第一主轴（120）的第一壳体（112），所述多个集风蜗（111）设置在所述第一壳体（112）中。

18.根据权利要求17所述的风力发电机组，其特征在于，所述第一壳体（112）包括平行布置的第一环形板和第二环形板，

其中，所述第一环形板结合到所述多个集风蜗（111）的一侧与所述第一主轴（120）之间，所述第二环形板结合到所述多个集风蜗（111）的另一侧与所述第一主轴（120）之间。

19.根据权利要求18所述的风力发电机组，其特征在于，所述集风蜗（111）的至少一部分在所述第一壳体的径向方向上突出至所述第一壳体（112）的外侧。

20.根据权利要求1所述的风力发电机组，其特征在于，所述风力发电机组还包括设置在所述机舱（500）内的齿轮系统（300），

其中，所述齿轮系统（300）包括彼此啮合的第一齿轮（310）和第二齿轮（320），所述第一齿轮（310）的输入齿轮轴（311）与所述第二齿轮（320）的输出齿轮轴（321）彼此垂直地布置，

所述第一主轴（120）和所述第二主轴（220）分别结合到所述输入齿轮轴（311）的两端，所述输出齿轮轴（321）连接到所述机舱（500）内的发电机（600）。

21.根据权利要求20所述的风力发电机组，其特征在于，所述齿轮系统（300）为斜齿轮系统，并且所述第一齿轮（310）和所述第二齿轮（320）为彼此啮合的斜齿轮组。

22.根据权利要求20所述的风力发电机组，其特征在于，所述第一主轴（120）与所述输入齿轮轴（311）之间以及/或者所述第二主轴（220）与所述输入齿轮轴（311）之间设置有变比可调节的调速器（800）。

23.一种风力发电机组，其特征在于，所述风力发电机组包括第一蜗轮主体（110）和沿水平方向延伸到机舱（500）内的第一主轴（120），

其中，所述第一蜗轮主体（110）包括多个集风蜗（111），所述多个集风蜗（111）中的每个集风蜗（111）具有入风口（111a）和出风口（111b）且入风口（111a）的面积大于出风口（111b）的面积，

其中，所述多个集风蜗（111）沿所述第一主轴（120）的圆周方向均匀布置，使得多个所述入风口（111a）沿所述圆周方向形成环形入风口，并且多个所述出风口（111b）在所述第一蜗轮主体（110）的径向方向上位于多个所述入风口（111a）的内侧。

24.根据权利要求23所述的风力发电机组，其特征在于，所述第一主轴（120）形成为中空的圆柱形状，并且所述第一主轴（120）上形成有与多个所述出风口（111b）对应的通孔（121），流到多个所述出风口（111b）的空气经所述通孔（121）流入所述第一主轴（120）的内部。

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