CN201059245Y - 风能汽轮发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种利用风能的汽轮机发电装置，这种装置在利用风能发电方面有显著效果。属机械设备领域。其特征在于风能机的输出轴与空气压缩机中的曲轴连接，空气压缩机曲轴驱动缸体做往复运动，获得压缩空气，压缩气体通过输气管送到储气罐内，储气罐中的高压气体通过输气管送到汽轮发电机系统，高压气体从喷嘴喷向汽轮发电系统中的叶片转轮，推动叶片转轮转动，获得电能。本实用新型风能汽轮发电机具有气体远距离传输、实现单机超大容量、解决风能发电中稳定问题的功效，同时具有原理易懂、结构简单、用材普通、成本低廉、效果显著等特点。

Description

风能汽轮发电机

技术领域：

本实用新型涉及一种利用风能的汽轮机发电装置，这种装置在利用风能发电方面有显著效果。属机械设备领域。

背景技术：

目前，很多风能机或称风车式发电机，其发电大多采用一个风能机为一个发电机提供动力，即使像扇页活动式风能机(专利号为：200520099807.1)这样的风能机，因其组成了一个风能机组，该一风能机组可以带动一个发电机，但能提供的动力有限，无法让发电机获得大功率、比较稳定的能量。

此外，各种风能机(或称风车式发电机)在风车叶片与发电机之间都只能采用机械硬性连接方式，其传输距离有限。在风能转变为机械能，机械能转变为电能过程中，其能量归并、能量传输方式、能量传输距离、相关设施保护、输出电力的稳定、建造运行经济等方面都存在很大局限性。风能的获得与自然界风力有关，无法控制，风力发电机产生的电能很难稳定，无法实现单机超大功率、稳定发电。

发明内容：

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，发明一种将风能转化为压缩空气，通过压缩气体实现能量远距离传输，压缩气体喷向出汽轮发电机系统中的叶片转轮(5)，让叶片转轮(5)转动发电的风能汽轮发电机，实现单机超大功率容量的、解决风能发电中稳定问题。

本实用新型结构是：风能机由风车叶轮、变速器和输出轴组成的风能汽轮发电机，其特征在于风能机的输出轴与空气压缩机中的曲轴连接，空气压缩机曲轴驱动缸体做往复运动，获得压缩空气，压缩气体通过输气管送到储气罐内，储气罐中的高压气体通过输气管送到汽轮发电机系统，高压气体从喷嘴喷向汽轮发电系统中的叶片转轮，推动叶片转轮转动，获得电能。

一个风能机可与一个变速器和一个空气压缩机连接；也可数个风能机共用与一个变速器和一个空气压缩机连接，数个空气压缩机与一个储气罐连接。

压缩气体可经空气压缩机是一级压缩或多级压缩增压，直止达到设定压力。

一个储气罐可为一个汽轮发电机系统提供动力，也可以为两个或者多个汽轮发电系统提供动力。

风能机可以是横轴或水平轴，也可以是立轴或垂轴；风能机可以是相同种类、同规格的，也可以是不同种类、不同规格的。

储气罐存储空间可以是固定的，或是可变的；输气管可以是硬性连接，也可是软性连接；输气管可以是单管单孔连接，也可以单管多孔连接。

汽轮发电系统中的叶片转轮装在凹槽中，高压气体从喷嘴喷向叶片转轮。

工作原理：风能机或称风车式发电机将所获取的风能转变为旋转的机械能，通过变速器以后驱动空气压缩机(1)工作，产生高压气流，高压气流经过输气管(2)进入储气罐(3)中，储气罐(3)中存储大容量的高压气体后，高压气体经过输气管(2)和减压阀调控后，高压气体从输气管(2)喷嘴喷向出汽轮发电机系统中的叶片转轮(5)，叶片转轮(5)带动汽轮发电机发电，这就是风能汽轮发电机的工作流程。这种装置适用于各种风能机(或风车)发电。

本实用新型在风能利用的能量归并方面，因是气体传输法，所以可以实现不同风能机(风车)之间，甚至是不同种类的的风能机(风车)之间的能量归并；而且可以是风能机(风车)之间的能量归并，也可以是风能机组(风车组)之间的能量归并，甚至是整个风电场所有风能机(风车)的能量归并。这样巨大的归并能量，就可以获取稳定、大容量的高压气体，从而实现制造超大型(比如单机容量在1万瓩以上)风能发电机组成为可能。

本实用新型由于是采用气体传输能量，从而解决风能汽轮发电机输出电力的稳定性问题。只要调整好高压气体的气压和流量，就可以成为稳定的动力，有了稳定的动力，就可以产生稳定的电力。这种风电场的稳定电力，可以解决各级电网对风电的惧怕问题，使各级电网容易接受风电，乐于接受风电，达到各级电网对风电最大限度的兼容。实现风电的平稳发电，轻松送入电网。

在能量传输中，由于是气体传输或输送，能量传输环节由硬性机械传输变为流体传输，减少很多中间传输环节能量损失，让能量传输环节更简单、易操作、可靠。

从能量传输或称输送距离上，因本实用新型是气体传输，虽然这种传输会受到管道角度、光滑度的影响，损失一部分能量，但这种损失比机械传输而言，其能量损失所占的比例非常小，可以实现超长距离的能量传输。此外，由于实现能量的远距离传输，风能汽轮发电机中的汽轮发电机系统可以远离风能机(风车)，甚至远离储气罐(3)，必要时可将汽轮发电机系统置于地下。以有效避除各种灾害，得到很好的安全保护。

在本实用新型风能汽轮发电机设计建造中，由于实现了气体传输，减少了很多中间环节。虽然为了解决风能发电的稳定问题，需要增加15-20％的能量调配空间。但在风能发电领域，装机容量每增大10倍，单位成本就可以降低15％左右。加之由于实现了压缩气体输入系统、压缩气体储存系统、压缩气体输出系统、控制系统、汽轮机、发电机、变压器、电力上网设施等均可进行共用，这就可以大幅度降低设计建造成本。所以风能汽轮发电机的建造成本要远低于其它类型的风能发电机的建造成本。在风能汽轮发电机运行中，由于减少了很多脆弱复杂的中间环节，还有可以藏匿发电系统的避害方法；加之如上所言，很多设施可以共用，这也就为大量降低维护费用、减少管理人员提供了可能。这样就可以大幅度降低风能汽轮发电机的运行成本。所以说风能汽轮发电机在设计建造、维护运行中都是非常经济的。

本实用新型风能汽轮发电机具有气体远距离传输、实现单机超大容量、解决风能发电中稳定问题的功效，同时具有原理易懂、结构简单、用材普通、成本低廉、效果显著等特点。

附图说明：

下面结合附图所示实施例，对本实用新型结构作进一步说明，但保护范围不限于此例。

图1本实用新型风能汽轮发电机的各部件连接关系结构示意图。图中：1-空气压缩机；2-输气管；3-储气罐；4-汽轮发电机系统；5-叶片转轮；6-输气管。

图2为风能汽轮发电中使用相同申请人已申请专利“扇页活动式风能机”提供机械能的结构示意图。图中：21-主轴；22-扇页；3-扇页支架；31-连接杆；32-阻拦框架；24-齿轮；25-平衡物。

具体实施方式：

本实用新型解决其技术问题所采用的实施方案是：

选用扇页活动式风能机(专利号为：200520099807.1)，将能风能转变为机械能，机械能再让空气压缩机(1)中的缸体做往复运动，获得压缩气体，压缩气体通过输气管(2)送到储存压缩气体用的储气罐(3)内，储气罐(3)中的高压气体再通过输气管(6)输送到简易汽轮发电机系统(4)的叶片转轮(5)处，从输气管(6)喷嘴喷向叶片转轮(5)，叶片转轮(5)转动，发电机产生电能。

操作方式：当储气罐(3)中压缩空气的压力达到0.2兆帕，打开输气管(6)喷嘴处的阀门开关，压缩气体从喷嘴喷向简易汽轮发电机中放置在凹槽中叶片转轮(5)，叶片转轮(5)开始缓慢起动，随后越来越快，当达到一定速度时，叶片转轮(5)平稳运行，简易汽轮发电机(4)产生稳定的电能。

Claims (7)

1.一种风能汽轮发电机，风能机由风车叶轮、变速器和输出轴组成，其特征在于风能机的输出轴与空气压缩机(1)中的曲轴连接，空气压缩机曲轴驱动缸体做往复运动，获得压缩空气，压缩气体通过输气管(2)送到储气罐(3)内，储气罐(3)中的高压气体通过输气管(6)送到汽轮发电机系统(4)，高压气体从喷嘴喷向汽轮发电系统中的叶片转轮(5)，推动叶片转轮转动，获得电能。

2.根据权利要求1所述的风能汽轮发电机，其特征在于一个风能机可与一个变速器和一个空气压缩机连接；也可数个风能机共用与一个变速器和一个空气压缩机(1)连接，数个空气压缩机(1)与一个储气罐(3)连接。

3.根据权利要求1所述的风能汽轮发电机，其特征在于压缩气体可经空气压缩机是一级压缩或多级压缩增压，直止达到设定压力。

4.根据权利要求1或2所述的风能汽轮发电机，其特征在于一个储气罐(3)可为一个汽轮发电机系统提供动力，也可以为两个或者多个汽轮发电系统提供动力。

5.根据权利要求1所述的风能汽轮发电机，其特征在于风能机可以是横轴或水平轴，也可以是立轴或垂轴；风能机可以是相同种类、同规格的，也可以是不同种类、不同规格的。

6.根据权利要求1所述的风能汽轮发电机，其特征在于储气罐(3)存储空间可以是固定的，或是可变的；输气管(2)可以是硬性连接，也可是软性连接；输气管(2)可以是单管单孔连接，也可以单管多孔连接。

7.根据权利要求1所述的风能汽轮发电机，其特征在于汽轮发电系统中的叶片转轮(5)装在凹槽中，高压气体从喷嘴喷向叶片转轮(5)。

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