CN1566625A

CN1566625A - 风坝式径流垂直轴风力发电机

Info

Publication number: CN1566625A
Application number: CNA031456170A
Authority: CN
Inventors: 舒新燕
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-07-01
Filing date: 2003-07-01
Publication date: 2005-01-19

Abstract

本发明属新能源技术，其目的是将风能有效地转变为电能。本发明所提出的风坝式径流垂直轴风力发电机，其目的在于克服现有风力发电机结构复杂，制造要求高，安装、维修不便，单台风力发电机的功率不大，在低风速工况下，风力发电机的效率低，防雷击、防特大暴风以及台风的能力差等缺点。本发明所提出的发电机，能使得单台风力发电机的功率增大，特别是在低风速工况下的效率提高，同时使其结构简单，安装维修方便，抗特大暴风、台风以及防雷击的能力提高；众所周知，水力发电机的功率之所以能够增大，效率之所以高，是因为有高大的水坝将水的压力提高；因而，本发明提出了一种全新结构型式的大功率风坝式径流垂直轴风力发电机，其特点在于：在立轴上安装有径流式转动叶轮，在叶轮的外围设计有高大的风坝和可调节角度的导风轮，使得风坝、导风轮以及转动叶轮成为有机的整体，从而能将任何方向吹来的风聚集到转动叶轮上，通过增速传动机构，由发电机线圈绕组将其转变成为电能。本发明所述的风力发电机，适合于安装在平原、山坡、建筑物的顶部、海滩及海岛等地方。有了这种新型风力发电机，能够更安全地、源源不断地为人们提供充足的清洁能源，同时又保护了生态环境。

Description

风坝式径流垂直轴风力发电机

技术领域本发明属新能源技术，其目的是将风能有效地转变为电能。

背景技术现有的水平轴风力发电机，一般有一个垂直塔架，在塔架的上端再安装一个可以360度旋转的水平轴，在水平轴的一端装有叶轮，在水平轴的另一端装有发电机和尾翼，其叶轮和发电机要随风向变化而变化，以便对准风向；这种风力发电机的不足之处在于：1结构复杂，制造要求高，安装、维修不便，因为主要设备在塔架上端；2单台风力发电机的功率不大，因为叶轮尺寸受到限制；3在低风速工况下，风力发电机的效率低，因为风压差小；4防雷击、防特大暴风以及台风的能力差，因而不适合安装在沿海地区；而现有的垂直轴风力发电机，因为受风面积小，一般也存在单台风力发电机的功率很小，在低风速工况下，风力发电机效率低等缺点。

发明内容本发明所提出的风坝式径流垂直轴风力发电机，其目的在于克服现有风力发电机的上述缺点，使得单台风力发电机的功率增大，特别是在低风速工况下的效率提高，同时使其结构简单，安装维修方便，抗特大暴风、台风以及防雷击的能力提高；众所周知，水力发电机的功率之所以能够增大，效率之所以高，是因为有高大的水坝将水的压力提高；因而，本发明提出了一种全新结构型式的大功率风坝式径流垂直轴风力发电机，其特点在于：在垂直的立轴上安装有径流式转动叶轮，在叶轮的外围设计有高大的风坝和可调节角度的导风轮，使得风坝、导风轮以及转动叶轮成为有机的整体，从而能将任何方向吹来的风聚集到转动叶轮上，通过增速传动机构，由发电机线圈绕组将其转变成为电能。

附图说明风坝式径流垂直轴风力发电机的结构如附图所示，附图1为侧视图，附图2为俯视图，风力发电机由大型风坝1，导风轮2，转动叶轮3，立轴4，增速传动机构5，发电机线圈绕组6，升降机构7，角度调节机构8，制动器9，发电机房10，固定机架及拉紧钢丝绳11，防雷装置12等组成。

具体实施方式风坝式径流垂直轴风力发电机由高大的风坝及可调节角度的导风轮，将自然风导入转动叶轮，使其绕立轴旋转，再由增速传动机构带动发电机转子转动，使定子线圈中产生电能。风坝是由若干组(一般3至5组)直立的挡风帆组成的，均匀地固定在导风轮外围的，并与导风轮半径成一定的夹角高大的固定挡风设施；导风轮是由若干组直立的导风叶片组成，该导风叶片沿转动叶轮外圆周均匀分布，并与转动叶轮半径方向成一定夹角，导风轮的每个叶片可以绕自身的立柱转动一定的角度，且此夹角的大小可根据风速的大小由角度调节机构来调节，角度调节机构是由沿导风轮圆周设置的与每个导风轮叶片相连的同步连杆和调节控制装置组成，它能同步调节导风的每个叶片的夹角，从而调节风进入转动叶轮的角度，使转动叶轮始终工作在最佳工况。转动叶轮是由若干个折角形直立叶片组成，叶片沿圆周均匀分布，两端固定在转动叶轮的轮毂上，转动叶轮与固定立轴装配在一起并可绕立轴旋转，转动叶轮轮毂的下端与增速传动机构相连，而增速传动机构的另一端与发电机转子相连；在转动叶轮的下面设有发电机房，上述增速传动机构，发电机线圈绕组，以及升降机构，角度调节机构等均设置在发电机房内；而升降器则可以随时升起或降下高大的风坝、导风轮叶片以及转动叶轮的叶片，同时在转动叶轮轮毂的下端设有制动器，可以随时对转动叶轮进行制动，在风坝及立轴的上端还设有防雷装，这样就便于发电机的安装和维修，特别是在恶劣的天气情况下(如台风)，可以保护整个发电机不受破坏。本发明所述的风力发电机中，高大的风坝、导风轮以及转动叶轮由固定机架及钢丝绳与立轴固定为一整体，其结构设计为简单的立柱支撑，钢丝绳固定形式，所以，其叶轮的尺寸可大型化；同时，由高大的风坝将风压提高，因此，可以实现单台大功率风力发电机，在低风速的工况下的风力发电机的效率也得以提高。本发明所述的风力发电机总体设计为轻型结构组装式，其制造要求不高，因此，便于搬运、安装和维修，同时也降低了制造成本；本发明所述的风力发电机，适合于安装在平原、山坡、建筑物的顶部、海滩及海岛等地方。

Claims

1.一种风力发电机由立轴，转动叶轮，发电机转子及锭子线圈等组成，其特征是：在垂直的立轴上安装有径流式转动叶轮，在叶轮的外围设计有高大的风坝和可调节角度的导风轮，使得风坝、导风轮以及转动叶轮成为有机的整体，能将任何方向吹来的风聚集到转动叶轮上，通过增速传动机构，由发电机线圈绕组将其转变成为电能。

2.根据第一项所述风力发电机，其特征是：由若干组(一般3至5组)直立的挡风帆组成的、均匀地固定在导风轮外围的，并与导风轮半径成一定夹角的高大风坝。

3.根据第一项所述风力发电机，其特征是：在风坝和转动叶轮之间，设有由若干组直立的沿转动叶轮外圆周均匀分布的导风叶片组成的，并与转动叶轮半径方向成一定夹角的固定导风轮，且导风轮叶片的角度可根据风力大小，由角度调节机构来调节其角度。

4.根据第一项所述风力发电机，其特征是：风坝、导风轮和转动叶轮均设计为活动升降式，并由升降机构来控制。