CN202181988U

CN202181988U - 帆板串联式风力发电装置

Info

Publication number: CN202181988U
Application number: CN2011202588429U
Authority: CN
Inventors: 卢国林
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-07-21
Filing date: 2011-07-21
Publication date: 2012-04-04
Anticipated expiration: 2021-07-21

Abstract

本实用新型公开了一种帆板串联式风力发电装置，包括塔架、发电机组和风能转换组件，所述风能转换组件装设于塔架顶部，所述发电机组与风能转换组件连接，所述风能转换组件包括桁架、帆板、帆板链条和拨轮，所述桁架可转动的装设于塔架上，所述拨轮装设于桁架上，所述帆板链条绕设于所述拨轮上，所述帆板设有多件，多件帆板串联于所述帆板链条上，所述拨轮与发电机组的输入端连接。该帆板串联式风力发电装置具有风能利用率高、发电量大、对环境要求低、占地面积小、适应能力强的优点。

Description

帆板串联式风力发电装置

技术领域

本实用新型涉及风力发电装置，尤其涉及帆板串联式风力发电装置。

背景技术

现有风力发电装置主要由二片以上风页绕主轴旋转，带动发电机发电，这种发电装置的缺点包括：1、叶片受力面积与旋转形成的圆面积比值很小，通常低于1/10，且叶尖速与风速的比值也很小，导致风能利用率低；2、虽然有的单台装置的风叶长度现在可以达到50米以上，但是由于风能利用率低，一般采用多台装置并联发电，发电量与装机台数和占地面积均成正比，因此单位面积的发电率低，而实际占地面积大；3、由于地形的影响，风力的地区差异非常明显，如果风的脉动、日变化、季变化以至年际的变化过于明显，或者风力最大值超过风力发电装置的最大载荷，则此地区气象条件不符合使用要求；4、对环境造成一定影响，风力发电装置对所在地面的环境有一定要求，需要去除工作范围内的植被和房屋等障碍物。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种风能利用率高、发电量大、对环境要求低、占地面积小、适应能力强的帆板串联式风力发电装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种帆板串联式风力发电装置，包括塔架、发电机组和风能转换组件，所述风能转换组件装设于塔架顶部，所述发电机组与风能转换组件连接，所述风能转换组件包括桁架、帆板、帆板链条和拨轮，所述桁架可转动的装设于塔架上，所述拨轮装设于桁架上，所述帆板链条绕设于所述拨轮上，所述帆板设有多件，多件帆板串联于所述帆板链条上，所述拨轮与发电机组的输入端连接。

所述帆板链条设有一对，一对帆板链条呈上下布置，各帆板链条由多块链板铰接连接组成，所述帆板链条中两链板的铰接点通过一连接杆与另一帆板链条中对应的两链板的铰接点连接，所述连接杆与所述拨轮的拨杆相配合。

所述帆板包括板状的叶片和固定轴，所述固定轴设于两条帆板链条之间，固定轴的两端分别连接一条帆板链条中的链板，所述叶片装设于固定轴上。

各帆板设有两件叶片，各叶片上均开设有一个以上通风孔，所述两件叶片可相对移动的装设于固定轴上。

所述桁架上装设有风向舵。

所述塔架上端装设有可作升降调节的伸缩段，所述桁架装设于所述伸缩段上。

所述风能转换组件设有两件，所述两件风能转换组件的拨轮分别通过一组传动机构与所述发电机组的输入端连接。

所述两件风能转换组件之间设有可驱使帆板转动回位的帆板转向导轨，所述帆板链条上设有用于对帆板的回位位置限位的限位挡块，所述帆板上装设有回位助力装置。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型的帆板串联式风力发电装置，通过串联的多件帆板将风能转换为机械能发电，大大提高了单位面积的风能利用率（可达到50%以上），解决了现有风力发电装置风能利用率低的问题，在同等占地面积的前提下增大了单台风力发电装置的发电量，降低了风力发电装置对风力环境的要求，并提高了风力发电装置的适应能力。各帆板设有两件叶片，各叶片上均开设有一个以上通风孔，两件叶片可相对移动的装设于固定轴上，通过调整两件叶片的相对位置可以调节两叶片上通风孔的重叠面积，从而可根据风力大小控制整个帆板的受风面积，以同时保证发电量和设备安全。桁架上装设有风向舵，通过风向舵可保证帆板与风向的一致性。本实用新型的风能转换组件可设置两件，可成倍提高发电量；在两件风能转换组件之间设有可驱使帆板转动回位的帆板转向导轨，帆板链条上设有用于对帆板的回位位置限位的限位挡块，帆板上装设有回位助力装置，当帆板随帆板链条转动到需要逆于风向运动的一侧时，帆板在帆板转向导轨和回位助力装置的作用下自动回位，使帆板不承受风力，减少其运动阻力，保证风能转换组件正常运转，限位挡块可对帆板的回位位置限位，保证帆板回位准确。塔架上端装设有可作升降调节的伸缩段，桁架装设于伸缩段上可随伸缩段作上下升降调节，当低空风力较小时可提高桁架高度，从而可从风力较大的高空吸收风能，当当前高度的风力较大时可降低桁架高度，从而可减小承受的风力，以保护设备安全，大大提高了风力发电装置对不同环境的适应能力。

附图说明

图1是本实用新型的立体结构示意图；

图2是本实用新型的主视结构示意图；

图3是本实用新型的右视结构示意图；

图4是本实用新型中风能转换组件的俯视图；

图5是本实用新型帆板中两叶片的通风孔完全错开的结构示意图；

图6是本实用新型帆板中两叶片的通风孔完全重合的结构示意图；

图7是本实用新型的工作原理图。

图中各标号表示：

1、塔架；2、发电机组；3、风能转换组件；6、帆板转向导轨；7、限位挡块；11、伸缩段；31、桁架；32、帆板；33、帆板链条；34、拨轮；35、风向舵；321、叶片；322、固定轴；323、通风孔；331、链板；332、连接杆；341、拨杆。

具体实施方式

图1至图7示出了本实用新型的一种帆板串联式风力发电装置实施例，该风力发电装置包括塔架1、发电机组2和风能转换组件3，风能转换组件3装设于塔架1顶部，发电机组2与风能转换组件3连接，风能转换组件3包括桁架31、帆板32、帆板链条33和拨轮34，桁架31通过支承座可转动的装设于塔架1上，拨轮34装设于桁架31上，帆板链条33绕设于拨轮34上，帆板32设有多件，多件帆板32串联于帆板链条33上形成环带状链式结构，拨轮34与发电机组2的输入端连接。本实用新型通过将多件帆板32串联成带状，利用帆板32的面积和角度变换承受风力并由此带动帆板链条33和拨轮34转动，再通过拨轮34将动能传递到发电机组2，从而将风能转换为机械能发电，大大提高了单位面积的风能利用率（可达到50%以上），解决了现有风力发电装置风能利用率低的问题，在同等占地面积的前提下增大了单台风力发电装置的发电量，降低了风力发电装置对风力环境的要求，并提高了风力发电装置的适应能力，是环保和实用并重的风力发电解决方案。

本实施例中，风能转换组件3设有两件，两件风能转换组件3的拨轮34分别通过一组传动机构与发电机组2的输入端连接，通过设置两件风能转换组件3可成倍提高发电量。各风能转换组件3中均设有一对帆板链条33，该对帆板链条33呈上下布置，各帆板链条33由多块链板331铰接连接组成，帆板链条33中两链板331的铰接点通过一连接杆332与另一帆板链条33中对应的两链板331的铰接点连接，连接杆332与拨轮34的拨杆341相配合。帆板32包括板状的叶片321和固定轴322，固定轴322设于两条帆板链条33之间，固定轴322的两端分别连接一条帆板链条33中的链板331，叶片321装设于固定轴322上。当帆板32在风力作用下驱动帆板链条33转动时，由连接杆332与拨杆341的配合拨动拨轮34。在两件风能转换组件3之间设有可驱使帆板32转动回位的帆板转向导轨6，帆板链条33的链板331上设有用于对帆板32的回位位置限位的限位挡块7，帆板32上装设有回位助力装置，回位助力装置可以是电磁铁或扭簧，本实施例选用扭簧。当帆板32处于工作状态时，帆板32保持与风力方向垂直，当帆板32随帆板链条33转动到需要逆于风向运动的一侧时，帆板32在帆板转向导轨6和回位助力装置的作用下转动90度，实现自动回位，使帆板32与风力方向平行，从而帆板32不承受风力，减少其运动阻力，保证风能转换组件3正常循环运转，限位挡块7可对帆板32的回位位置限位，保证帆板32回位准确。

本实施例中，各帆板32设有两件叶片321，各叶片321上均开设有一个以上通风孔323，两件叶片321可相对移动的装设于固定轴322上，通过调整两件叶片321的相对位置可以调节两叶片321上通风孔323的重叠面积，从而可根据风力大小控制整个帆板32的受风面积，以同时保证发电量和设备安全。当风力很小时可以将两件叶片321调整成如图5所示的状态，使两件叶片321上的通风孔323完全错开，这样大大增加了帆板32的受风面积，可提高风能利用率，加大发电量；当风力很大时可以将两件叶片321调整成如图6所示的状态，使两件叶片321上的通风孔323完全重合，这样可大大减少帆板32的受风面积，避免帆板32受力过大、转速太快，从而保证设备安全。桁架31上装设有风向舵35，通过风向舵35可保证帆板与风向的一致性。

本实施例中，塔架1上端装设有可作升降调节的伸缩段11，桁架31装设于伸缩段11上，可随伸缩段11作上下升降调节，通过带有伸缩段11的塔架1可以将桁架31上升到离地面100米左右的空中吸收风能，从而可以在占地面积较小的情况下大大提高单台风力发电装置的发电量，也可取消现有风力发电装置对地表植被的严格限制，避免修建风力发电装置时对地表环境造成破坏；同时，在当前高度的风力较小时可通过伸缩段11提高桁架31的高度，从而可从风力较大的高空吸收风能，在当前高度的风力较大时可通过伸缩段11降低桁架31的高度，从而可减小承受的风力，以保护设备安全，大大提高了风力发电装置对不同环境的适应能力。桁架31上还可装设除冰装置和防雷装置，使该风力发电装置可用于寒冷地区和雷电较多的地区，进一步提高了风力发电装置的对环境的适应能力和运行安全性。

为了提高本实用新型的帆板串联式风力发电装置的自动化程度，还可以加装一些控制装置，使其具备根据风力环境变化进行自动的适应性调整的能力，从而输出更为稳定的动能，调节电能输入与输出的平衡，将风能转化为稳定的电能。

下面结合本实用新型的工作原理图对本实用新型作进一步详细说明。

如图7所示，在外界风力作用下风向舵35将桁架31调整到与风向一致的状态，帆板32在外界风力作用下带动帆板链条33，帆板链条33通过连接杆332拨动拨轮34上的拨杆341，使拨轮34沿图中箭头所示方向转动，从而实现风能到机械能的转换，拨轮34再通过传动机构将动能传递到发电机组2，通过发电机组2完全机械能到电能的转换，实现风力发电。

上述只是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可以利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应该在本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims

1. 一种帆板串联式风力发电装置，包括塔架（1）、发电机组（2）和风能转换组件（3），所述风能转换组件（3）装设于塔架（1）顶部，所述发电机组（2）与风能转换组件（3）连接，其特征在于：所述风能转换组件（3）包括桁架（31）、帆板（32）、帆板链条（33）和拨轮（34），所述桁架（31）可转动的装设于塔架（1）上，所述拨轮（34）装设于桁架（31）上，所述帆板链条（33）绕设于所述拨轮（34）上，所述帆板（32）设有多件，多件帆板（32）串联于所述帆板链条（33）上，所述拨轮（34）与发电机组（2）的输入端连接。

2. 根据权利要求1所述的帆板串联式风力发电装置，其特征在于：所述帆板链条（33）设有一对，一对帆板链条（33）呈上下布置，各帆板链条（33）由多块链板（331）铰接连接组成，所述帆板链条（33）中两链板（331）的铰接点通过一连接杆（332）与另一帆板链条（33）中对应的两链板（331）的铰接点连接，所述连接杆（332）与所述拨轮（34）的拨杆（341）相配合。

3. 根据权利要求2所述的帆板串联式风力发电装置，其特征在于：所述帆板（32）包括板状的叶片（321）和固定轴（322），所述固定轴（322）设于两条帆板链条（33）之间，固定轴（322）的两端分别连接一条帆板链条（33）中的链板（331），所述叶片（321）装设于固定轴（322）上。

4. 根据权利要求3所述的帆板串联式风力发电装置，其特征在于：各帆板（32）设有两件叶片（321），各叶片（321）上均开设有一个以上通风孔（323），所述两件叶片（321）可相对移动的装设于固定轴（322）上。

5. 根据权利要求1至4中任一项所述的帆板串联式风力发电装置，其特征在于：所述桁架（31）上装设有风向舵（35）。

6. 根据权利要求1至4中任一项所述的帆板串联式风力发电装置，其特征在于：所述塔架（1）上端装设有可作升降调节的伸缩段（11），所述桁架（31）装设于所述伸缩段（11）上。

7. 根据权利要求5所述的帆板串联式风力发电装置，其特征在于：所述塔架（1）上端装设有可作升降调节的伸缩段（11），所述桁架（31）装设于所述伸缩段（11）上。

8. 根据权利要求7所述的帆板串联式风力发电装置，其特征在于：所述风能转换组件（3）设有两件，所述两件风能转换组件（3）的拨轮（34）分别通过一组传动机构与所述发电机组（2）的输入端连接。

9. 根据权利要求8所述的帆板串联式风力发电装置，其特征在于：所述两件风能转换组件（3）之间设有可驱使帆板（32）转动回位的帆板转向导轨（6），所述帆板链条（33）上设有用于对帆板（32）的回位位置限位的限位挡块（7），所述帆板（32）上装设有回位助力装置。