CN1328506C - 风能发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种风能发电机，尤其是一种不受风速风向限制的恒速运行风能发电机，它主要包括机塔、主轴、风翼臂、安装于风翼臂两端的主风叶和发电机、电器控制装置等，其特点是，在机塔的顶部设有立式机仓，机仓内装有发电机和增速箱及刹车器，刹车器安装在主轴上；主轴的上端设有联接套，连接套上固有数个风翼臂；每个风翼臂内都设有一水平传动轴，主风叶两侧各装有一变角调速活风叶，主风叶上设有数个均匀分布的分割凹槽；每个风翼臂上都装有一换向器；其设计合理，便于制造、安装，风能利用率高，提高了发电效率。

Description

风能发电机
一、技术领域
本发明公开了一种风能发电机，尤其是一种不受风速、风向限制的恒速运行的新型风能发电机，属于风力发电机设计制造技术领域。
二、背景技术
现有的风力发电机主轴大多都是水平轴，受风向、风速的制约因素较大，风叶对风向的适应能力差，风能利用率低，发电机的输出功率小，运行速度不恒定，当风向不稳定或风速过高时易造成风能发电机的机械或电器损坏，遇到高速风时需变向和刹车停机控制，结构不合理；专利申请号为02122378.5中公开了一种立轴式的风力发电机，但其风叶是采用叠加排列的，它只是不受风向的限制，但仍摆脱不了风速、风流的限制，无法实现真正的恒速运行。
三、发明的内容
本发明的目的之在克服上述已有技术的不足，而提供一种不受风向、风速、风流限制的、自动恒速运行的风能发电机。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种风能发电机，它主要包括机塔、主轴、风翼臂、安装于风翼臂外端的主风叶、发电机、增速箱、电器控制装置，其特殊之处在于，在机塔的顶部设有一立式机仓，立式机仓内装有发电机和增速箱及刹车器，增速箱的轴的两端通过连轴器分别与发电机的转动轴及主轴的下端相联接，刹车器是安装在主轴上；主轴的上端设有连接套，连接套的外周固有数个对称分布的水平风翼臂，在其中的一个风翼臂上装有一个减速电机；连接套的上端固有一垂直臂，垂直臂上设有与风翼臂相连接的拉绳，在垂直臂的顶端装有一微型风力发电机；在每个风翼臂的内部都设有一水平传动轴，传动轴上都装有一换向器，换向器与传动轴之间通过万向节连接，每相邻的两个风翼臂之间都通过联接杆固定连接，每个风翼臂外端的主风叶都是垂直的，每个主风叶的两侧各装有一个调速活风叶，每个调速活风叶的轴上都装有一换向器，在主风叶上设有数个均匀分布的分割凹槽。
为确保风能发电机工作过程中的增力或减力调速，可在主风叶的上端和下端及传动轴的外端分别装有一个变向调速小风叶。
根据风能发电机输出功率的大小，其风翼臂的个数可以设计为3-30个。
本发明与已有技术相比，该风能发电机实现了真正的自动恒速运行，不受任何风速、风流、风向的限制，全自动机械控制风叶受力和反受力恒速运行，避免了因风向不稳定或风速过高等因素对机械或电器造成的损坏，其设计合理，制造费用低，全部配套机械部分均采用可拆卸组合式，便于制造、运输和安装；风能用率高，发电效率高。
四、附图说明
图1为六个风翼臂的风能发电机的剖视结构示意图。
图2为图1的俯视图。
五、具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对其作进一步详细的说明。
如图1所示的六个风翼臂的的新型风能发电机主要包括机塔1、主轴9、风翼臂2、安装于风翼臂外端的主风叶3、发电机4、增速箱7、电器控制装置5，机塔1安装在机座20上，在机塔1的顶部设有立式机仓6，立式机仓6内装有发电机4和增速箱7及刹车器8，增速箱7的轴的两端通过连轴器分别与发电机4的转动轴和主轴9的下端相联接，刹车器8安装在主轴9上；主轴9的上端设有连接套10，连接套10的外周固有6个对称分布的水平风翼臂2，在一个风翼臂2上装有一个减速电机22，连接套10的上端固有一垂直臂16，垂直臂16上设有与风翼臂相连接的拉绳17，以减轻风翼臂的受力，并确保风翼臂呈水平状态；垂直臂16的顶端装有一微型风力发电机18，用来供给整个风能发电机上的电器及照明用电；每个风翼臂2的内部都设有一水平传动轴11，传动轴11上都装有一换向器14，传动轴11与换向器14之间通过万向节连接，在传动轴11的外端装有一个变向调速小风叶12；每相邻的两个风翼臂之间是通过联接杆23固定连接的，如图2所示；每个风翼臂2外端的主风叶3都是呈垂直状态，每个主风叶3的两侧都各装有一个调速活风叶13，在每个调速活风叶13的轴上装有一换向器19，在主风叶3的上端和下端分别装有一个变向调速小风叶12；在每个主风叶3上都设有数个均匀分布的分割凹槽15，以保证主风叶受力稳定。
上述风能发电机的风翼臂的个数根据所需输出功率的大小而定，一般在3-30个之间，所有的风翼臂都是对称分布的。
工作时，风力带动叶轮转动所产生的能量传递给发电机，发电机发出的电能通过配电箱21向外传输；当发电机4的转速低于或高于其设定转速时，电器控制装置5即启动减速电机22，通过传动轴和换向器使调速活风叶13自动变换角度及变向调速小风叶自动变换方向，以实现增力或减力调速，从而调整发电机4的转速，使之保持恒定不变，从而实现发电机的自动恒速运行。
上述的风能发电机风能利用率高，发电效率高，启动风速2为2米/秒，工作风速为5米-30米/秒，根据不同的需要，可设计制造1Kw-10Kw的微型风能发电机、10Kw-100Kw的小型风能发电机、0.1兆瓦-10兆瓦的大型风能发电机；还根据不同地区的风速和地理条件可设计制造低速风型：3-5级风(风速为3.4-10.7米/秒)，高速风型：6-12级风(风速为10.8-32.6米/秒)等多种机型；该风能发电机的设计安装高度是，利用地表风型的，微型机的风翼最低点离地面两米以上，大型风级的风翼最低点离地面10米以上；利用高空风型的风能发电机的风翼最低点离地面30米以上；具有投资成本低，发电效率高，容易制造和安装等优点，设计独特，结构合理，是风力发电技术领域的一次突破。

Claims (2)

1、一种风能发电机，主要包括机塔(1)、主轴(9)、风翼臂(2)、安装于风翼臂外端的主风叶(3)、发电机(4)、增速箱(7)、电器控制装置(5)，其特征在于：机塔(1)的顶部设有立式机仓(6)，立式机仓(6)内装有发电机(4)和增速箱(7)及刹车器(8)，增速箱(7)的轴的两端通过连轴器分别与发电机(4)的转动轴和主轴(9)的下端相联接，刹车器(8)安装在主轴(9)上；主轴(9)的上端设有连接套(10)，连接套(10)的外周固有数个对称分布的水平风翼臂(2)，其中一个风翼臂上装有减速电机(22)；连接套(10)的上端固有一垂直臂(16)，垂直臂(16)上设有与水平风翼臂相连接的拉绳(17)，垂直臂(16)的顶端装有一微型风力发电机(18)，每个风翼臂(2)内都设有一水平传动轴(11)，传动轴(11)上装有换向器(14)，二者通过万向节连接，相邻的风翼臂之间是通过联接杆(23)固定连接的，风翼臂(2)外端的主风叶(3)是垂直的，主风叶(3)的两侧各装有一个调速活风叶(13)，调速活风叶(13)的轴上都装有一换向器(19)，主风叶(3)上设有数个均匀分布的分割凹槽(15)。
2、根据权利要求1所述的风能发电机，其特征在于：主风叶(3)的上端和下端及传动轴(11)的外端各装有一个变向调速小风叶(12)。
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