CN202596975U - 大功率高抗风风电帆轮组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及的是一种风电设备:大功率高抗风风电帆轮组。其特征是:把4组竖直轴帆轮设置在同一固定塔架的四周。其中,塔架是由多个正方形钢框按一定间隔、相互平行的被4根钢柱串联,其连接固定点分别在钢框各边的中点。帆轮的结构是:在一根竖直轴上等角度放射状的设置6个左右的田字形框架,在每个框架上分别设置、根据需要自动调整迎风角的帆门,能最大程度的增大动力矩减小阻力矩。
Description
技术领域:
本实用新型涉及的是一种风电设备。其功能是转换自然风能为发电机提供动力。
背景技术:
市场上已有的发电风车,其共性的结构是:在一根截面相对小的高杆顶端设置风轮,风轮的迎风角度固定。因而使它抗强风能力差、容易损毁;难以大型化、功率小;制造工艺难、成本高;能量转化率低,特别是在风速较小的情况下更是难以发挥作用,故普及难度大。
实用新型内容:
本实用新型的发明目的是:在强风中不易损毁,功率大而成本低,不但可以利用较小风流,而且还可以提高其能量转化率,从而达到容易普及的目的。
技术方案是:设置一根强度较高的竖直轴,上下分别通过轴承与两个固定外套相联、定位。在竖直轴上等角度放射状的固联4~8个‘田’字形框架,每个框架都分别与竖直轴处在同一空间平面内。框架可以是田字形、目字形或直角梯形,也可以是前三种形状的混合。
在框架的每个矩形框孔远离竖直轴的一竖直边上、分别对应设置可以自由转动开闭的独扇帆门。框孔和帆门的结构关系就像一般住房的门框和独扇门一样。
帆门的转轴也可以设置在帆门中间稍偏远竖直轴的位置。帆门的上下尺寸稍小于、而左右稍大于框孔,可以在框孔中自由转动180度。
我们把上述整体装置称作帆轮。以帆轮的转向为参考向,帆门都位于框架的同一侧面。
帆轮在风力作用下转动,半边顺风半边逆风。转到顺风边帆门关闭压贴框架,风对之产生动力矩;转到逆风边帆门被风吹开并保持和风向平行,仅能产生很小的阻力矩。
为了大功率和模块化,我们把上述4N副帆轮固定在同一N层塔架上,N=1、 2、3…。
塔架是由N+1副正方形钢框按一定的间距、相互平行的被4根钢柱串联而成,其固定点在各框边的中点,形成N层塔架,其外形包络线呈正四棱柱形。
每4副帆轮分别装联在相邻上下两方框的4个角的顶点,总共N层。相邻上下两帆轮的竖直轴活动联接、一体化输出动力。
发电机设置在塔架下中心的地面上,通过传动接受4N副帆轮的动力。
有益效果:采用上述设计方案的帆轮组,不但结构和制造工艺简单,成本低廉,能量转化率高,而且抗风能力强,容易实现大功率,为风电的发展和普及创造条件。
附图说明:
图1是帆轮的结构示意图;
图2是帆轮的俯视图;
图3是塔架的结构示意图;
图4是本实用新型的俯视图。
其中:1、竖直轴;2、固定套;3、框架;4、帆门;5、连接板;6、钢框;7、钢柱。
具体实施方式:
如图1所示,设置一根有较高强度和刚度的竖直轴(1),其上下两端分别通过轴承与两个固定套(2)相联。固定套通过连接板(5)与塔架相联、定位、固定。
在竖直轴(1)上等角度放射状的固联4~8个有较高强度的“田”字形框架(3),每个框架(3)都分别与竖直轴(1)处在同一空间平面内。组成框架的条形材的横截面呈流线型。框架(3)也可以是“目”字形或直角梯形,也可以是前三种形状的混合。
以下以“田”字形框架为例说明。
在框架(3)的每个矩形框孔远离竖直轴1的竖直边上、分别对应设置可以绕竖直边自由转动开闭的独扇帆门(4)。帆门的横向尺寸略大于框孔,可以压贴框架,用轻且强度高的材料如玻璃钢制作。
如图2,以帆轮的转向为参考向,各扇帆门(4)都分别位于所在框架(3) 的同一前侧面(也可以位于同一后侧面)。
如图2,当某一方向的风、例如西风吹来时,(俯视,以与竖直轴1交叉的东西向空间直线为界)将会使位于南向半边的帆门被风吹闭,使帆门面与风或垂直或成不同的角度,对帆轮产生较大的逆时针力矩。位于北向半边的帆门被风吹开,并保持与风向平行,故仅能产生很小的顺时针的阻力矩。帆轮得到的合力矩将是逆时针向,而且持续不断,向外提供动力。
为了大功率和模块化,我们把上述4N副帆轮固定在同一N层塔架上,N=1、2、3…。
如图3,塔架是由N+1副正方形钢框(6)按一定的间距、相互平行的被4根钢柱(7)串联而成,其固定点在各框边的中点,形成N层塔架,其外形包络线呈正四棱柱形。如图4,每4副帆轮分别装联在相邻上下两钢框的4个角的顶点,总共N层。
为了加强塔架的强度和刚度,在不影响帆轮转动的情况下,塔架内尽可能的采取三角形结构。
相邻上下两帆轮的竖直轴(1)相互活动联接、一体化输出动力。
把四根钢柱(7)的下端固定在地面下的水泥塔基上。发电机设置在塔架内的地面上,通过传动接受4N副帆轮的动力。
本实用新型具高抗风能力的原因有三:其1、例如在西风的情况下,如图4、左边两组帆轮及塔架的重力形成抗西风力矩;其2、四根钢柱(7)相距较远、即阻力臂长,故可产生更大的抗风力矩(风力矩产生使塔架倾倒的作用);3、强风时,断开发电机的输出电路使其空转,或使发电机和本实用新型间的离合器脱离,使帆轮空转。帆门4随风快速空转,风对本实用新型将不会产生大的破坏及倾倒力矩。
另外、为了进一步的增大抗风能力,可在钢柱7的顶端向地斜拉钢绳。
Claims (2)
1.一种大功率高抗风风电帆轮组是由塔架和帆轮组成,其特征是:塔架呈N层,N=1、2、3、…,是由N+1副正方形钢框(6)按一定的间距、相互平行的被4根钢柱(7)串联而成,其固定点在各框边的中点,帆轮是由4~8个框架(3)等角度放射状的固联在一根可以转动的竖直轴(1)上,框架被隔离成多个矩形框孔,每个框孔远离竖直轴(1)的竖直边上、分别对应设置可以绕竖直边自由转动开闭的独扇帆门(4),帆门的横向尺寸略大于框孔,可以压贴框架,以帆轮的转向为参考向,帆门(4)均位于框架(3)的同一侧面,框架(3)是田字形、目字形或直角梯形,也可以是前三种形状的混合。
2.根据权利要求1所述的大功率高抗风风电帆轮组,其特征是:每4副帆轮分别装联在塔架上下相邻两钢框(6)的4个角的顶点,形成N层,上下相邻帆轮竖直轴(1)相互活动联接。
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CN 201120516734 CN202596975U (zh) | 2011-11-22 | 2011-11-22 | 大功率高抗风风电帆轮组 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107965417A (zh) * | 2016-10-19 | 2018-04-27 | 李庆耀 | 用于风力发电的门式风车 |
CN109653955A (zh) * | 2019-01-14 | 2019-04-19 | 河南通达电力工程有限公司 | 旗帆式流体动力轮及使用该动力轮的海洋动能发电设备 |
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2011
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CN109653955A (zh) * | 2019-01-14 | 2019-04-19 | 河南通达电力工程有限公司 | 旗帆式流体动力轮及使用该动力轮的海洋动能发电设备 |
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