CN201554600U - 风能转换器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种风能转换器，其包括自动调节器和雷击吸收器。该自动调节器和雷击吸收器利用从安装在支点上的钢质S形臂机构上悬垂的钢缆，该钢缆相对于风速自由地枢转并防止对任何类型的转子叶片的损坏。该调节器允许转子叶片与风速无关地旋转，从而允许从转子驱动发电机中连续产生能量。转子头的上下运动由位于现有风轮机塔下部处的附属平衡重物控制。平衡重物在附属于塔下部的钢缆上上下滑动，并且所述钢缆连接至位于风轮机塔底部处的接地桩。钢质S形臂、不锈钢缆、平衡重物、以及独立钢缆的组合会将来自于雷击或涡轮摩擦(静电)的电荷直接引导至地面，防止伤及人类和牲畜并且防止对涡轮机的损坏。

Description

风能转换器
技术领域
本实用新型涉及一种风力涡轮机，更具体地说，涉及一种用于将风能转换成另一种形式能量(例如，电能)的风能转换器。
背景技术
目前，风力发电机/涡轮机由两大部分组成，其一是风力机，它的功能是将风能转换为机械能；其二是发电机，它的功能是将机械能转换为电能。
然而，目前的风力涡轮机效率较低，并且，受风力大小的影响，叶片过速或低速转动，使得无法维持每分钟转数。而且，由于叶片之间的反向的风力，使得噪音较大。
实用新型内容
本实用新型正是致力于克服现有技术的上述缺陷而作出的。本实用新型提供一种包括调节器和雷击吸收器的风能转换器，该风能转换器提高了效率，并且能够防止过热或过高的电压对其的损害，而且能够保护转子叶片，减少噪音。
根据本实用新型的一方面，该风能转换器包括：S形臂，安装在支点上，并且连接有转子头，所述转子头用于支撑转子叶片，所述转子叶片使得转子头内的发电机单元转动以产生电力；不锈钢缆，悬垂在所述S形臂上，并且，相对于风速自由地枢转；平衡重物，与不锈钢缆连接；以及独立钢缆，其穿过所述平衡重物的中部从轮机塔的顶部延伸至轮机塔的底部。
根据本实用新型的一方面，提供一种不锈钢S形臂，该S形臂具有焊接于其上的支点配件，该支点配件被用作附接于风轮机塔的附接点。另外，该S形臂具有焊接于其上的配件，所述配件被用于附接转子头和转子叶片。最后，所述S形臂具有焊接于其上的配件，所述配件被用于附接钢缆。
根据本实用新型另一方面，提供一种附接于S形臂的不锈钢缆，该不锈钢缆向下延伸并通过风轮机塔旋转头的中心，最终附接于平衡重物。
根据本实用新型再一方面，提供一种圆柱形平衡重物，所述平衡重物阻碍S形臂和转子头的移动。
根据本实用新型的又一方面，提供一种独立钢缆，所述钢缆从轮机塔的顶部延伸至轮机塔的底部，该钢缆连接至接地棒或其他有效接地装置，将来自于雷击或摩擦(静电)的任何电荷传输至接地点。
根据本实用新型，提供了一种高效简单的方法来调节风轮机转子并且保护风轮机和风轮机塔免受风力或雷电损坏，同时使得转子和风轮机能够连续操作以产生电力。这在不发达国家以及不便通入电源栅极的农村地区尤为有用。本实用新型涉及用在风能涡轮机塔上的自动调节器和雷击吸收器。更具体地，本实用新型涉及钢质S形臂、不锈钢缆、平衡重物、以及钢缆。这些构件的组合允许转子头附接于固定的转子叶片。转子头使发电机转动以产生电力并且能够在任何风速下工作。本实用新型的自动调节器系统允许转子头与风速无关地旋转，从而防止大风条件下对转子和涡轮机塔的损坏；随后，连接于S形臂的平衡重物与风力对抗并且将转子头保持在用于连续转子头旋转的适宜位置。不锈钢缆、平衡重物、以及独立的钢缆会将雷击电荷或静电电荷直接放电至地面，保护发电机和电力存储构件(电池)。
自动调节器和雷击吸收器利用从安装在支点上的钢质S形臂机构上悬垂的钢缆，该钢缆相对于风速自由地枢转并防止对任何类型的转子叶片的损坏。该调节器的自动调节特征防止转子叶片的超速或低速，其将每分钟转速(RPM)保持在特定极限内，并防止WEC遭受雷击或其他电荷的损坏。
应该理解，以上的一般性描述和以下的详细描述都是列举和说明性质的，目的是为了对要求保护的本实用新型提供进一步的说明。
附图说明
附图组成本说明书的一部分，用来帮助进一步理解本实用新型。这些附图图解了本实用新型的一些实施例，并可与说明书一起用来说明本实用新型的原理。附图中：
图1示出了根据本实用新型一实施例的电能转换器；
图2示出了根据本实用新型的雷击吸收器；以及
图3示出了根据图2所示的雷击吸收器的局部放大图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。在附图中相同的部件用相同的标号表示。
图1示出了根据本实用新型一实施例的电能转换器；图2示出了根据本实用新型的雷击吸收器；图3示出了根据图2所示的雷击吸收器的局部放大图。如图所示，涡轮叶片安装于转子头和调节器臂，调节器5连接至塔延伸部。悬垂缆(或悬缆)1附接于调节器5的端部，并随之附接于平衡重物3。独立钢缆9从涡轮机塔的顶部延伸至涡轮机塔的底部。其中标号2为涡轮机塔座。
该风能转换器包括：S形臂，安装在支点上，并且连接有转子头，该转子头用于支撑转子叶片，该转子叶片使得转子头内的发电机单元转动以产生电力；不锈钢缆1，悬垂在S形臂上，并且，相对于风速自由地枢转；平衡重物3，通过不锈钢缆而连接；以及独立钢缆9，其穿过平衡重物的中部从轮机塔的顶部延伸至轮机塔的底部。其中，转子头将附接于利用固定于固定挂钩的焊接支点的枢转梁，该固定挂钩连接至风轮机塔，该风轮机塔结合有自由旋转的塔头，该塔头允许S形臂的自由移动并允许调节构件的上下移动。
除使用焊接附接的构件外，本实用新型的S形臂为具有均匀厚度(直径)的不锈钢。并且该S形臂具有焊接于其上的支点配件，该支点配件被用作附接于风轮机塔的附接点，使用陶瓷垫片作为绝缘体。
S形臂也可以具有焊接于其上的配件，该配件用于附接转子头和转子叶片(非特定)，其中，转子叶片由具有密封轴承的机械加工钢片构成。
S形臂还可以具有焊接于其上的配件，该配件与用于附接钢缆的转子头附接点相对。
该不锈钢缆1向下延伸并通过风轮机塔旋转头的中心，绕过永久固定于风轮机塔的滑轮，最终附接于平衡重物。该不锈钢缆的长度随塔高度而改变，然而，整个长度的缆直径和强度将保持恒定。
该不锈钢缆1具有安装在上端上的眼孔以便使用用于固定的不锈钢螺栓、垫片以及螺母将不锈钢缆固定于S形臂。
而且，该不锈钢缆1具有位于下端处的挂钩附接点，该挂钩附接点使用不锈钢螺栓、垫片以及螺母固定于平衡重物3。
本实用新型的平衡重物3用于阻止S形臂和转子头的移动，并且通过不锈钢缆1被连接，其中该悬挂的重物从缆上自由地悬挂。该平衡重物3的形状为圆柱形的并且具有垂直穿过平衡重物3而钻得的钻孔，该平衡重物3具有固定于顶部的挂钩配件并用于与不锈钢缆1连接。并且，该平衡重物3沿着固定于风轮机塔的独立钢缆自由地上下行进。平衡重物3提供相对于转子叶片的反向力，当风速改变时，平衡重物3(以及涡轮叶片)将会上下移动。
如图2和3示出了根据本实用新型的雷击吸收器。其中，独立钢缆9用于将来自于雷击或静电摩擦的任何电荷直接传输至接地点，其从轮机塔的顶部延伸至轮机塔的底部，并使用眼孔和不锈钢螺栓、垫片以及螺母固定在两端上，该独立钢缆连接至风轮机塔的下部附接点处的接地棒或其他有效接地装置。
如图3所示，该平衡重物3为管状，而且，具有沿钻孔的内径安装的黄铜电刷(如图3中所示，其中阴影区域包括电刷)，该黄铜电刷与固定于风轮机塔的独立钢接地缆直接接触。该电刷将来自平衡重物3的电流传至独立电缆9，并进而传至地面。当平衡重物3沿着独立钢缆移动时，其将电流从平衡重物3传至独立电缆，进而传至地面。从而，使得电能转换器免受由闪电或来自转子头发电机的电涌而导致的任何电源的损害。
此外，根据本实用新型，还设置有至少两套转子叶片，该转子叶片反方向转动，并且，该叶片以及调节器5由不锈钢制成。该反方向转动的叶片将60％的风能转换成电能；并且与具有一个转子头的传统的风力涡轮机相比提高了35％的效率；而且减少了由于叶片间相反的风力而产生的噪音；并且能够在风速为3米每秒/6.5英里每小时的情况下有效地产生能量；防止了超速情况下的叶片的突变失效；并且不需要昂贵的部件从而降低了成本。
根据本实用新型的电能转换器包括自动调节器(或调节系统)和雷击吸收器。其中，该自动调节器包括调节器、不锈钢缆以及平衡重物。并且，该自动调节器和雷击吸收器利用从安装在支点上的钢质S形臂机构上悬垂的钢缆，该钢缆相对于风速自由地枢转并防止对任何类型的转子叶片的损坏。该调节器允许转子叶片与风速无关地旋转，从而允许从转子驱动发电机中连续产生能量。转子头的上下运动由位于现有风轮机塔下部处的附属平衡重物控制。平衡重物在附属于塔下部的钢缆上上下滑动，并且该钢缆连接至位于风轮机塔底部处的接地桩。钢质S形臂、不锈钢缆、平衡重物、以及钢缆的组合会将来自于雷击或涡轮摩擦(静电)的电荷直接引导至地面，防止伤及人类和牲畜并且防止对涡轮机的损坏。
根据本实用新型的调节器和雷击吸收器一起允许风能转换器涡轮机的不受限制的操作并提供对于大风损坏以及来自于雷击或静电的电荷的防护。
并且，用于调节器和雷击构件的不锈钢材料具有耐腐蚀、无需保养、寿命长的优点。而且，本实用新型无需传感器或自动停机电子器件且较少移动部件并降低了成本。
尽管本实用新型已经参照附图和优选实施例进行了说明，但显然，对于本领域的技术人员来说，在不背离本实用新型的精神和范围的前提下，可以对本实用新型作出各种更改和变化。本实用新型的各种更改、变化由所附的权利要求书及其等同物的内容涵盖。

Claims (16)

1.一种风能转换器，其特征在于，其包括自动调节且防雷击构件，所述自动调节且防雷击构件：
S形臂，安装在支点上，并且连接有转子头，所述转子头支撑转子叶片，所述转子叶片带动转子头内的发电机单元转动以产生电力；
不锈钢缆，悬垂在所述S形臂上，并且，相对于风速自由地枢转；
平衡重物，与所述不锈钢缆连接；以及
独立钢缆，其穿过所述平衡重物的中部从轮机塔的顶部延伸至轮机塔的底部。
2.根据权利要求1所述的风能转换器，其特征在于，所述转子头附接于利用固定于固定挂钩的焊接支点的枢转梁，所述固定挂钩连接至风轮机塔，所述风轮机塔结合有自由旋转的塔头，所述塔头使得所述S形臂自由移动并使得所述自动调节且防雷击构件上下移动。
3.根据权利要求1所述的风能转换器，其特征在于，所述S形臂由具有均匀厚度的不锈钢形成。
4.根据权利要求1所述的风能转换器，其特征在于，所述S形臂具有焊接于其上的支点配件，所述支点配件为附接于风轮机塔的附接点，并使用陶瓷垫片作为绝缘体。
5.根据权利要求1所述的风能转换器，其特征在于，所述S形臂具有焊接于其上的配件，所述配件用于连接转子头和转子叶片，所述转子叶片由具有密封轴承的机械加工钢片构成。
6.根据权利要求1所述的风能转换器，其特征在于，所述S形臂具有焊接于其上的配件，所述配件与用于附接所述不锈钢缆的转子头附接点相对。
7.根据权利要求1所述的风能转换器，其特征在于，所述不锈钢缆向下延伸并通过风轮机塔旋转头的中心，绕过固定于风轮机塔的滑轮，所述不锈钢缆的长度随风轮机塔高度而改变。
8.根据权利要求1所述的风能转换器，其特征在于，所述不锈钢缆具有安装在上端上的眼孔以便使用不锈钢螺栓、垫片以及螺母将所述不锈钢缆固定于所述S形臂。
9.根据权利要求1所述的风能转换器，其特征在于，所述不锈钢缆具有位于下端处的挂钩附接点，所述挂钩附接点使用不锈钢螺栓、垫片以及螺母固定于平衡重物。
10.根据权利要求9所述的风能转换器，其特征在于，所述平衡重物用于阻止所述S形臂和所述转子头的移动，其中所述平衡重物从缆上自由地悬挂。
11.根据权利要求9所述的风能转换器，其特征在于，所述平衡重物的形状为圆柱形的并且具有垂直穿过平衡重物钻得的钻孔，所述平衡重物具有固定于顶部的挂钩配件并用于附接所述不锈钢缆。
12.根据权利要求11所述的风能转换器，其特征在于，所述平衡重物具有沿所述钻孔的内径安装的黄铜电刷，所述黄铜电刷与固定于风轮机塔的独立钢缆直接接触。
13.根据权利要求11所述的风能转换器，其特征在于，所述平衡重物沿着固定于风轮机塔的独立钢缆自由地上下行进。
14.根据权利要求1所述的风能转换器，其特征在于，所述独立钢缆使用眼孔和不锈钢螺栓、垫片以及螺母固定在所述风轮机塔两端。
15.根据权利要求1所述的风能转换器，其特征在于，所述独立钢缆连接至风轮机塔的下部附接点处的接地棒或其他有效的接地装置。
16.根据权利要求1所述的风能转换器，其特征在于，所述独立钢缆将来自于雷击或静电摩擦的任何电荷直接传输至接地点。
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