CN203430702U - 一种大扭矩可复叠式风力发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种大扭矩可复叠式风力发电机，它包括风机框架体、定位轴承、转动主轴、至少三叶的旋转叶片以及发电机；至少三叶的旋转叶片均匀地固定分布于转动主轴轴壁上，所述每叶旋转叶片的截面呈角型结构，且每叶旋转叶片的远离转动主轴一端的端部设有三角形挡片，所述角型结构的旋转叶片构成的夹角α是30°～90°；本实用新型具有占地面积小，对地势的要求低，且其可垂向复叠构成直立塔式风力发电机组，该直立塔式风力发电机组即可构成一个风力发电场，空间利用率、土地利用率以及风能利用率均高与现有风力发电机组，由于单个风力发电机采用模块化框架结构，使得两两风力发电机组装简便快捷。

Description

一种大扭矩可复叠式风力发电机

技术领域

本实用新型涉及发电设备，尤其涉及一种大扭矩可复叠式风力发电机。 

背景技术

目前，国际通用的风力发电机大部分采用三叶片螺旋桨式风轮旋转驱动发电机发电；由于这种三叶片大直径风力发电机叶片直径巨大，使得该发电机需要建造得很高，一般支撑住的高度在50至70米，且由于叶片旋转半径大，两两相邻的风力发电机间隔的距离也很大，风力发电机组的占地面积大，风资源的直接利用率不足20%；又由于该风力发电机设备巨大，整机造价高，安装需要大型起重设备辅助进行，该风力发电机的安装成本巨大；而且，风力发电机组往往不只一两台，而是由几十台构成一个风力发电场，这就需要找到一块地势平缓的平原或丘陵建设风力发电场，因此该风力发电机的安装受到装机地域位置的严格限制，从而影响风力发电这项绿色能源的普及与发展速度。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种大扭矩可复叠式风力发电机，其单个风力发电机具有占地面积小，对地势的要求低，且其可垂向复叠构成直立塔式风力发电机组，该直立塔式风力发电机组即可构成一个风力发电场，空间利用率、土地利用率以及风能利用率均高与现有风力发电机组，由于单个风力发电机采用模块化框架结构，使得两两风力发电机组装简便快捷。 

为解决上述技术问题，本实用新型采用下述技术方案：一种大扭矩可复叠式风力发电机，它包括风机框架体、定位轴承、转动主轴、至少三叶的旋转叶片以及发电机；所述风机框架体的上端框架内和下端框架内的水平面分别对应设有一个旋转主轴固定装置，该框架结构使得风力发电机支撑稳固，成本低廉，且框架结构六面透风，不会影响风能的利用率，框架上端面及下端面内的旋转主轴固定装置是对旋转主轴起限位作用，同时还可增加框架上端面及下端面的强度；定位轴承包括上定位轴承和下定位轴承，上下两个对应的旋转主轴固定装置内表面的中部分别通过螺栓固定有上定位轴承和下定位轴承，转动主轴匹配地套设于上定位轴承和下定位轴承之间，至少三叶的旋转叶片均匀地固定分布于转动主轴轴壁上，所述每叶旋转叶片的截面呈角型结构，且每叶旋转叶片 的远离转动主轴一端的端部设有三角形挡片，所述角型结构的旋转叶片构成的夹角α是30°～90°，该端部设有三角形挡片的角型结构的旋转叶片设计充分遵循空气动力学原理，当风力吹向旋转叶片内表面，该叶片结构可最大限度增加风阻，从而兜住风力带动叶片旋转，而此时该叶片对侧的旋转叶片是外表面面对风力方向，该尖锐的角型结构大大减少对风的阻力，减少对叶片旋转的干扰，增加风能的利用率，实验表明，当叶片夹角在30°～90°之间时，风能的利用率高，夹角小于30°的风能利用率会变低；转动主轴下部轴壁上固定有风机主动轮，一带有转轮的发电机固定于风机框架体下端的旋转主轴固定装置上，风机主动轮与发电机的转轮之间通过链条或皮带传动连接。 

所述每叶旋转叶片由水平支撑杆和角型结构的风叶构成，水平支撑杆一端固定于旋转主轴上，水平支撑杆另一端与旋转叶片的三角形挡片内壁固定，且水平支撑杆的杆壁贴合固定于角型结构的风叶内壁弯折边处，该结构设计可增加旋转叶片弯折边的强度，防止旋转叶片扭曲变形。 

所述旋转叶片夹角的角平分线与水平面平行，使得旋转叶片上下弯折边的受力均衡，所有旋转叶片可处于同一水平面旋转，避免叶片不均衡旋转对转动主轴带来的偏心力造成旋转主轴的磨损。 

所述每个旋转主轴固定装置是一字型横梁，上部的一字型横梁两端分别与风机框架体的上端框架对侧侧壁固定连接，下部的一字型横梁两端分别与风机框架体的下端框架对侧侧壁固定连接，该旋转主轴固定装置结构设计既考虑到旋转主轴的固定问题，在上下端面设计该横梁结构，同时还考虑到节约材料成本和成品重量的问题，尽量在上下端面节约使用材料，也兼顾考虑到风能利用率的问题，在上下端面保持较高的风通量。 

所述每个旋转主轴固定装置是十字形横梁，上部的十字形横梁四个端部分别与风机框架体的上端框架内侧壁固定连接，下部的十字形横梁四个端部分别与风机框架体的下端框架内侧侧壁固定连接，该旋转主轴固定装置结构设计既考虑到旋转主轴的固定问题，在上下端面设计该横梁结构，同时还考虑到节约材料成本和成品重量的问题，尽量在上下端面节约使用材料，也兼顾考虑到风能利用率的问题，在上下端面保持较高的风通量。 

所述每个旋转主轴固定装置由圆形固定片和均匀分布固定于圆形固定片圆周壁上的至少两根条形支撑横梁构成，上部旋转主轴固定装置的条形支撑横 梁分别与风机框架体的上端框架内侧壁固定连接，下部旋转主轴固定装置的条形支撑横梁分别与风机框架体的下端框架内侧侧壁固定连接，该旋转主轴固定装置结构设计既考虑到旋转主轴的固定问题，在上下端面设计该横梁结构，同时还考虑到节约材料成本和成品重量的问题，尽量在上下端面节约使用材料，也兼顾考虑到风能利用率的问题，在上下端面保持较高的风通量。 

所述旋转叶片由四叶旋转叶片构成，通过实验表明，此时旋转叶片风能利用率最高，再增加叶片将会减少兜风效果，同时增加对风的阻力，风能利用效率降低。 

风机框架体为正方体框架结构、长方体框架结构或圆柱体框架结构。 

所述风机框架体的上端框架和下端框架对应位置设有复叠固定通孔，以便于两两风力发电机上下复叠后通过螺栓固定。 

本实用新型具有占地面积小，对地势的要求低，且其可垂向复叠构成直立塔式风力发电机组，该直立塔式风力发电机组即可构成一个风力发电场，空间利用率、土地利用率以及风能利用率均高于现有风力发电机组，其中风能利用率同比现有大型三叶发电机效率提高两倍以上，本实用新型可以把十几台单机组合成直立塔式风力发电机组，发电效率高，把单台传统三叶式风力发电机的土地利用率提高十倍以上，有效减少发电场的土地占用费，整机发电千瓦成本是现有风力发电机的50%，由于单个风力发电机采用模块化框架结构，使得两两风力发电机组装简便快捷。 

附图说明

图1是本实用新型剖视结构示意图； 

图2是图1中左侧旋转叶片主视结构示意图； 

图3是图2的后视结构示意图； 

图4是图2的左视结构示意图； 

图5是图2的右视结构示意图； 

图6是图2的俯视结构示意图； 

图7是本实用新型实施例1的风机框架体与旋转主轴固定装置结构示意图； 

图8是本实用新型实施例2的风机框架体与旋转主轴固定装置结构示意图； 

图9是本实用新型实施例3的风机框架体与旋转主轴固定装置结构示意图； 

图10是本实用新型实施例4的风机框架体与旋转主轴固定装置结构示意图。 

具体实施方式

实施例1 

参见图1～图7所示，一种大扭矩可复叠式风力发电机，它包括风机框架体1、定位轴承2、转动主轴3、四叶的旋转叶片4以及发电机5；所述风机框架体1的上端框架内和下端框架内的水平面分别对应设有一个旋转主轴固定装置11；定位轴承2包括上定位轴承21和下定位轴承22，上下两个对应的旋转主轴固定装置11内表面的中部分别通过螺栓固定有上定位轴承21和下定位轴承22，转动主轴3匹配地套设于上定位轴承21和下定位轴承22之间，四叶的旋转叶片4均匀地固定分布于转动主轴3轴壁上，所述每叶旋转叶片4的截面呈角型结构，且每叶旋转叶片4的远离转动主轴一端的端部设有三角形挡片41，所述角型结构的旋转叶片4构成的夹角α是60°；转动主轴3下部轴壁上固定有风机主动轮31，一带有转轮51的发电机5固定于风机框架体1下端的旋转主轴固定装置11上，风机主动轮31与发电机5的转轮51之间通过皮带32传动连接。 

所述每叶旋转叶片4由水平支撑杆42和角型结构的风叶43构成，水平支撑杆42一端固定于旋转主轴3上，水平支撑杆42另一端与旋转叶片4的三角形挡片41内壁固定，且水平支撑杆42的杆壁贴合固定于角型结构的风叶43内壁弯折边处。 

所述旋转叶片4夹角的角平分线与水平面平行。 

所述每个旋转主轴固定装置11是一字型横梁，上部的一字型横梁两端分别与风机框架体1的上端框架对侧侧壁固定连接，下部的一字型横梁两端分别与风机框架体1的下端框架对侧侧壁固定连接。 

风机框架体1为正方体框架结构。 

所述风机框架体1的上端框架和下端框架对应位置设有复叠固定通孔12。 

实施例2 

参见图8所示，一种大扭矩可复叠式风力发电机1，其与实施例1不同之处在于，所述每个旋转主轴固定装置11是十字形横梁，上部的十字形横梁四个端部分别与风机框架体1的上端框架内侧壁固定连接，下部的十字形横梁四个端部分别与风机框架体1的下端框架内侧侧壁固定连接。 

所述角型结构的旋转叶片4构成的夹角α是30°。 

风机框架体1为长方体框架结构。 

实施例3 

参见图9所示，一种大扭矩可复叠式风力发电机1，其与实施例1不同之处在于，所述每个旋转主轴固定装置11由圆形固定片111和均匀分布固定于圆形固定片圆周壁上的四根条形支撑横梁112构成，上部旋转主轴固定装置1的条形支撑横梁112分别与风机框架体1的上端框架内侧壁固定连接，下部旋转主轴固定装置1的条形支撑横梁112分别与风机框架体1的下端框架内侧侧壁固定连接。 

所述角型结构的旋转叶片4构成的夹角α是90°。 

风机框架体1为长方体框架结构。 

实施例4 

参见图10所示，一种大扭矩可复叠式风力发电机1，其与实施例1不同之处在于，所述每个旋转主轴固定装置11是十字形横梁，上部的十字形横梁四个端部分别与风机框架体1的上端框架内侧壁固定连接，下部的十字形横梁四个端部分别与风机框架体1的下端框架内侧侧壁固定连接。 

所述角型结构的旋转叶片4构成的夹角α是45°。 

风机框架体1为圆柱体框架结构。 

如上所述，本实用新型一种大扭矩可复叠式风力发电机，所述的实施例及图，只是本实用新型较好的实施效果，并不是只局限于本实用新型，凡是与本实用新型的结构、特征等近似、雷同者，均应属于本实用新型保护的范围。 

Claims (9)

1.一种大扭矩可复叠式风力发电机，其特征在于：它包括风机框架体（1）、定位轴承（2）、转动主轴（3）、至少三叶的旋转叶片（4）以及发电机（5）；所述风机框架体（1）的上端框架内和下端框架内的水平面分别对应设有一个旋转主轴固定装置（11）；定位轴承（2）包括上定位轴承（21）和下定位轴承（22），上下两个对应的旋转主轴固定装置(11)内表面的中部分别通过螺栓固定有上定位轴承（21）和下定位轴承（22），转动主轴（3）匹配地套设于上定位轴承（21）和下定位轴承（22）之间，至少三叶的旋转叶片（4）均匀地固定分布于转动主轴（3）轴壁上，所述每叶旋转叶片（4）的截面呈角型结构，且每叶旋转叶片（4）的远离转动主轴一端的端部设有三角形挡片（41），所述角型结构的旋转叶片（4）构成的夹角α是30°～90°；转动主轴（3）下部轴壁上固定有风机主动轮（31），一带有转轮（51）的发电机（5）固定于风机框架体（1）下端的旋转主轴固定装置（11）上，风机主动轮（31）与发电机（5）的转轮（51）之间通过链条或皮带（32）传动连接。

2.根据权利要求1所述的一种大扭矩可复叠式风力发电机，其特征在于：所述每叶旋转叶片（4）由水平支撑杆（42）和角型结构的风叶（43）构成，水平支撑杆（42）一端固定于旋转主轴（3）上，水平支撑杆（42）另一端与旋转叶片（4）的三角形挡片（41）内壁固定，且水平支撑杆（42）的杆壁贴合固定于角型结构的风叶（43）内壁弯折边处。

3.根据权利要求1或2所述一种大扭矩可复叠式风力发电机，其特征在于：所述旋转叶片（4）夹角的角平分线与水平面平行。

4.根据权利要求3所述一种大扭矩可复叠式风力发电机，其特征在于：所述每个旋转主轴固定装置（11）是一字型横梁，上部的一字型横梁两端分别与风机框架体（1）的上端框架对侧侧壁固定连接，下部的一字型横梁两端分别与风机框架体（1）的下端框架对侧侧壁固定连接。

5.根据权利要求3所述一种大扭矩可复叠式风力发电机，其特征在于：所述每个旋转主轴固定装置（11）是十字形横梁，上部的十字形横梁四个端部分别与风机框架体（1）的上端框架内侧壁固定连接，下部的十字形横梁四个端部分别与风机框架体（1）的下端框架内侧侧壁固定连接。

6.根据权利要求3所述一种大扭矩可复叠式风力发电机，其特征在于：所述每个旋转主轴固定装置（11）由圆形固定片（111）和均匀分布固定于圆形固定片圆周壁上的至少两根条形支撑横梁（112）构成，上部旋转主轴固定装置（1）的条形支撑横梁（112）分别与风机框架体（1）的上端框架内侧壁固定连接，下部旋转主轴固定装置（1）的条形支撑横梁（112）分别与风机框架体(1)的下端框架内侧侧壁固定连接。

7.根据权利要求4、5或6所述一种大扭矩可复叠式风力发电机，其特征在于：所述旋转叶片（4）由四叶旋转叶片构成。

8.根据权利要求7所述一种大扭矩可复叠式风力发电机，其特征在于：风机框架体（1）为正方体框架结构、长方体框架结构或圆柱体框架结构。

9.根据权利要求8所述一种大扭矩可复叠式风力发电机，其特征在于：所述风机框架体（1）的上端框架和下端框架对应位置设有复叠固定通孔（12）。

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