CN201090371Y - 利用斜轴原理作45°左右偏航有变襟风叶的风力发电机 - Google Patents

利用斜轴原理作45°左右偏航有变襟风叶的风力发电机 Download PDF

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Abstract

利用斜轴原理作45°左右偏航并有变襟风叶的风力发电机，它有三大特点：一是利用斜轴原理作45°左右偏航；二是两组风叶均带有可增大或减小风叶面积的前、后襟翼；三是在风叶转动链末端及相应地面发电机组之间介设有地面机组传动机构，该机构可以是钢丝绳机构，也可以是碳纤维竖轴传动机构。本实用新型的好处是可以提高水平轴风机的微风发电功率，同时能够突破风机大型化的技术屏障。

Description

利用斜轴原理作45°左右偏航有变襟风叶的风力发电机
技术领域
本实用新型涉及利用斜轴原理作45°左右偏航并有变襟风叶的风力发电机。
背景技术
目前水平轴风机的启动风速为3米/秒，当风速达10米/秒后才进入较佳状态，而我国大多数地区的风速均长期徘徊在10米/秒以下，1.5兆瓦的风机只能发200多千瓦的电，多少人梦寐以求想解决这个问题，并提出过磁悬浮风机、液浮轴承风机等方案，但一来代价高昂，且无法在大型风机上实现，殊为遗憾；其次，风机上产生升力的部件是风叶，它产生的升力可用以维持风机转动，而升力公式为Y＝CyρV2S/2，其中ρ代表空气密度，V代表风速，S代表风叶面积，Cy是升力系数，可见加减风叶面积是保障升力的重要因素，但目前未见有人作此尝试；第三，风机的大型化是潮流所趋，而风机的大型化又会遇到各种各样的难题，常人往往望而却步。
发明内容
本实用新型的目的，就是要设计出利用斜轴原理作45°左右偏航并有变襟风叶的风力发电机，它能较好地解决水平轴风机微风时发电功率低的问题，并突破风机高空大型化的技术屏障。
本实用新型的技术方案是，利用斜轴原理作45°左右偏航并有变襟风叶的风力发电机，它包括塔身、两组风叶和相应的地面发电机组，其特征在于：所述风叶与其转轴间之夹角为45°左右也就是变浆到45°左右，而风叶转轴与水平面间的夹角也是45°左右就是偏航到45°左右；所述风叶均带有可用于增大或是缩小风叶面积的前、后襟翼；在所述风叶转动链末端和相应地面发电机组之间还介设有地面机组传动机构。
在具体实施中，地面机组传动机构有两种形式：一种是钢丝绳机构，它包括塔身顶部的传动导滑轮、塔身和地面的传动导滑轮、风叶转动链末端作上下排列的两组滑轮，地面的两组升速箱导轮以及张紧轮；另一种是碳纤维竖轴机构，它由风叶转动链末端内含伞齿轮并可作上下滑移的齿轮箱和多边型碳纤维竖轴组成，其中多边型碳纤维竖轴顶部轴承悬掛在塔身顶上。
风叶与其转轴之间、风叶转轴与水平方向之间的45°夹角正是利用斜轴原理作45°偏航的关键，这样一来，如果风从水平方面吹来，风叶垂直时在上部时可以最大面积接受风能，而回旋时风叶在最低状态时阻力很小还可以产生有用的升力，于是风机微风发电功率偏低的问题就能较好得到解决；其次，有变襟功能的风叶，在风速小时为保障维持升力它可以加大风叶面积，而在风速大时为保障维持升力它可以减小风叶面积，关键的好处在于用变襟来改变升力技术也可以在不偏航时直接用于微风发电；地面机组传动机构的设置，最有利于风机的大型化，因为可以把发电机组安装在地面机构上，而地面机组传动机构可以把高空风叶采集来的机械能传递给地面的发电机。
附图说明
附图1是本实用新型正面结构示意图。
附图2是图1的A向视图。
附图3是钢丝绳机构的结构示意图。
附图4是碳纤维竖轴机构的结构示意图。
图中，1——塔身，2、2′——风叶，3、3′——地面发电机组，21——前襟翼，22——后襟翼，41——塔身顶部的传动导滑轮，42——塔身和地面的传动导滑轮，43、44——风叶转动链末端的两组滑轮，45、46——升速箱导轮，47——张紧轮，48——齿轮箱，49——多边型碳纤维竖轴。
具体实施方式
例一：参见图1、图2、图3，利用斜轴原理作45°左右偏航并有变襟风叶的风力发电机，它包括塔身1、两组风叶2、2′和相应的地面发电机3、3′，一字型排列的风叶2、2′与其转轴间之夹角为45°左右，同时风叶转轴与水平面间的夹角也是45°左右；也就是风叶在以斜轴原理作45°左右偏航；其次，风叶2、2′均带有可用于增大或是缩小风叶面积的前、后襟翼；风速小时可以加大风叶面积，而风速大时又可减小风叶面积，总之是有利于保障升力；第三，本风机在高空风叶转动链和地面发电机组之间还介设有地面机组传动机构。它包括塔身顶部的传动导滑轮41，塔身和地面的传动导滑轮42，风叶转动链末端的两组滑轮43、44，地面的两组升速箱导轮45、46以及张紧轮47，风叶转动链末端两组滑轮43及44允许钢丝绳在滑轮上绕一圈，不致因在滑轮槽中的横向滑移而磨损钢丝绳，这样才能保证有足够的传动力矩。风叶及转动链要设计得需要时可以放落地面进行维修。
例二：参见图1、图2及图4。利用斜轴原理作45°左右偏航并有变襟风叶的风力发电机，它包括塔身1、两组变襟风叶2、2′和相应的地面发电机组3、3′。两组利用斜轴原理作45°左右偏航的风叶均带有可使风叶面积增大或减小的前、后襟翼，这样有利于微风发电；另外，在风叶转动链末端与相应地面发电机组之间还介设有碳纤维竖轴传动机构，以便把风叶在高空中采集到的机械能传到地面发电机组，该传动机构包括内含伞齿轮并可作上、下滑移的齿轮箱48，还有多边型碳纤维竖轴49，多边型碳纤维竖轴49的顶部轴承悬掛在塔身顶上，与例一相同的是，风叶及转动链需要时可以放回地面进行维修。

Claims (3)

1.利用斜轴原理作45°左右偏航并有变襟风叶的风力发电机，它包括塔身(1)、两组风叶(2)、(2′)和相应的地面发电机组(3)、(3′)，其特征在于：
所述风叶(2)、(2′)与其转轴间之夹角为45°左右也就是变浆到45°左右，而风叶转轴与水平风向的夹角也是45°左右，就是偏航到45°左右；
所述风叶(2)、(2′)均带有可用于增大或是缩小风叶面积的前、后襟翼；
在所述风叶转动链末端和相应地面发电机组之间还介设有地面机组传动机构。
2.根据权利要求1所述的利用斜轴原理作45°偏航并有变襟风叶的风力发电机，其特征是，所述的地面机组传动机构是钢丝绳机构，它包括塔身顶部的传动导滑轮(41)，塔身和地面的传动导滑轮(42)，风叶转动链末端的两组滑轮(43)、(44)，地面的两组升速箱导轮(45)、(46)以及张紧轮(47)。
3.根据权利要求1所述的风力发电机，其特征是，所述的地面机组传动机构是碳纤维竖轴机构，它由风叶转动链链末端内含伞齿轮并可作上下滑移地齿轮箱(48)和多边型碳纤维竖轴(49)组成，其中多边型碳纤维竖轴顶部轴承悬掛在塔身顶上。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103032261A (zh) * 2011-10-06 2013-04-10 通用电气公司 具有被动修改的后缘部件的风力涡轮机转子叶片
CN103089536A (zh) * 2011-11-02 2013-05-08 西门子公司 安装在风力涡轮机叶片上的失速栅上的副翼面
CN106593763A (zh) * 2017-01-13 2017-04-26 刘荣甫 垂直轴上下摆动风叶发电装置

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