CN202203042U - 一种垂直轴涡轮增速风力发电机组 - Google Patents

一种垂直轴涡轮增速风力发电机组 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种垂直轴涡轮增速风力发电机组,包括风机、发电机箱和功率调节器,所述风机设有增速涡轮下端板和增速涡轮上端板,所述增速涡轮下端板与增速涡轮上端板之间安装转子、转子叶片和增速涡轮叶片,所述转子叶片借用风力带动转子转动,利用发电机将机械能转化成电能,本实用新型分小型机组和大型机组,其优点结构简单,安装方便,成本低廉,安全性高并且风能利用率高等。

Description

一种垂直轴涡轮增速风力发电机组
技术领域
本实用新型涉及一种风力发电领域,尤其涉及一种垂直轴涡轮增速风力发电机组。
背景技术
现在市面上的传统风力发电机转动部件都裸露的外,特别是安装在家庭里面的小型机组很不安全;并且安装起来也不方便,大多都需要很高塔杆,如果是大型机组安装维修都很困难。传统的风力发电机成本高,用户很难接受;现在的风机叶片都是特殊形状的加工起来有一定难度并且需要高端设备加工,生产非常困难,现在市面上的风力发电机的风能的利用率较低,通过根据各生产厂家提供的数据,其利用率一般不超过40%。
实用新型内容
本实用新型要解决的问题是提供一种结构简单,安全可靠并利用率高的风力发电机组。
为解决上述问题,本实用新型通过以下方案来实现:一种垂直轴涡轮增速风力发电机组,包括风机、发电机箱和功率调节器,所述风机设有增速涡轮下端板和增速涡轮上端板,所述增速涡轮下端板与增速涡轮上端板之间安装转子、转子叶片和增速涡轮叶片,所述转子叶片借用风力带动转子转动,利用发电机将机械能转化成电能。
所述转子叶片安装在增速涡轮叶片内部。
所述增速涡轮叶片外围设有防护网。
所述的发电机箱内部安装发电机。
所述发电机箱连接在增速涡轮下端板下面,功率调调节器通过电源线连接发电机。
所述转子叶片弯曲方向与增速涡轮叶片相反。
本实用新型的有益效果如下:
1、本实用新型外部没有转动部件,解决低空安装时的安全问题。
2、本实用新型可以安装在房顶,山顶,地面等,没必要用塔杆,所以安装简单,成本低廉,坚固抗台风性能很好。
3、本实用新型的增速涡轮可以把风速提高一倍以上,转子的转速也提高一倍以上,所以发电机制做成本会下降一大节,进一步降低了成本。
4、本实用新型外部部件是完全固定的,所以也增加了使用寿命。
5、本实用新型安装维修都很容易,不需要特殊的设备。
6、本实用新型增速涡轮迎风面为进风口,反之在背风面就是出风口,增速涡轮叶片3的进风面积大,靠近转子叶片1的面积小,所以风到达转子叶片1表面时速度会被加速,出风口在靠近转子的面积小出风的面积大所以风在出风口会被减速,气流中包含的能量e=1/2V^*ρ*9.8*V(V为风速,ρ为空气密度),也就是气流中的能量和风速的3次方成正比,因空气流在涡轮的一增一减中大部能量都被转子吸收转化成发机械能,如果增速涡轮外内径之比为2时所以风能利用率约为65%。
7、本实用新型有功率调节器实时跟踪风速并调节发电机的输出功率使输出功率达到最大值。
8、本实用新型采用无铁芯三相发电机,微风特性好,0.5m/s风速就可工作,噪音小,振动小。
附图说明
图1为本实用新型的立体结构图;
图2为本实用新型的横截图;
图3为本实用新型实施例一结构示意图;
图4为本实用新型实施例二结构侧面图。
具体实施方式
参照图1、图2所示,一种垂直轴涡轮增速风力发电机组,包括风机、发电机箱5和功率调节器7,所述风机设有增速涡轮下端板4和增速涡轮上端板2,所述增速涡轮下端板4与增速涡轮上端板2之间安装转子8、转子叶片1和增速涡轮叶片3,所述转子叶片1借用风力带动转子8转动,利用发电机将机械能转化成电能,所述转子叶片1安装在增速涡轮叶片3内部,所述增速涡轮叶片3外围设有防护网6,所述的发电机箱5内部安装发电机,所述发电机箱5连接在增速涡轮下端板4下面,功率调节器7通过电源线连接发电机,所述转子叶片1弯曲方向与增速涡轮叶片3相反。
本实用新型主要由增速涡轮叶片3、转子8、转子叶片1和防护网6组成,增速涡轮叶片3由6-24片成弧形的叶片组成,把不同方向的风转化成沿转子顺时针切线方向的风,因为增速涡轮叶片3的进风面积大,靠近转子叶片1的面积小,所以风到达转子叶片1表面时速度会被加速,加速的多少取决于增速涡轮外内径之比,增速涡轮叶片3又起到扭转风向的作用,无论什么方向(竖直方向的气流除外)的来风都能转化成沿转子顺时针切线方向的风所以本实用新型可以适用各种风向而不需要安装活动的风向部件因些很牢靠,转子叶片1是由4-12片成弧形的叶片组成,转子叶片1受沿转子8顺时针切线方向的风吹动就可以产生出一旋转的力开始旋转,因为有增速的功能,所以本实用新型的微风特性特别好,0.5m/s风速就可以推动风机旋转。
实施例一:如图3所示,本实用新型为小型机组,其结构包括转子8、转子叶片1和增速涡轮叶片3,发电机连接功率调调节器7,所述的转子8、转子叶片1和增速涡轮叶片3在增速涡轮下端板4、增速涡轮上端板2和防护网6内部,小型机组的风机采用冷轧板剪板折弯,用螺钉固定即可,一般手工生产也可以,用剪板机更容易生产。
实施例二:如图4所示,本实用新型为大型机组,大型机组上的组件和小型机组基本一样,就是尺寸要大很多,这样用整块钢板加工就有困难了,所以大型机组的增速涡轮要用混凝土浇铸,每5米分一层,每层用分层楼板10隔开,每层分别安装一个转子,一台发电机和功率调节器7,转子叶片1分块成型再用螺丝钉固定起来,每一个机组有数层单机构成,每一层单机可以独立运行和单独停机检修,一台大型机组很容易就能建成兆瓦级的机组,如下图整个建筑物,底层为控制中心和办公区,中间层为发电机组,天台上还可以放置太阳能电池组。

Claims (6)

1.一种垂直轴涡轮增速风力发电机组,包括风机、发电机箱(5)和功率调节器(7),其特征在于:所述风机设有增速涡轮下端板(4)和增速涡轮上端板(2),所述增速涡轮下端板(4)与增速涡轮上端板(2)之间安装转子(8)、转子叶片(1)和增速涡轮叶片(3),所述转子叶片(1)借用风力带动转子(8)转动,利用发电机将机械能转化成电能。
2.根据权利要求1所述的垂直轴涡轮增速风力发电机组,其特征在于:所述转子叶片(1)安装在增速涡轮叶片(3)内部。
3.根据权利要求1所述的垂直轴涡轮增速风力发电机组,其特征在于:所述增速涡轮叶片(3)外围设有防护网(6)。
4.根据权利要求1所述的垂直轴涡轮增速风力发电机组,其特征在于:所述的发电机箱(5)内部安装发电机。
5.根据权利要求1所述的垂直轴涡轮增速风力发电机组,其特征在于:所述发电机箱(5)连接在增速涡轮下端板(4)下面,功率调调节器(7)通过电源线连接发电机。
6.根据权利要求1所述的垂直轴涡轮增速风力发电机组,其特征在于:所述转子叶片(1)弯曲方向与增速涡轮叶片(3)相反。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103790782A (zh) * 2012-11-02 2014-05-14 蔡师尧 直立式风涡轮
CN107420257A (zh) * 2017-07-26 2017-12-01 贵州大学 一种双涡轮风力发电机结构

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