CN204212917U

CN204212917U - 风力发电装置

Info

Publication number: CN204212917U
Application number: CN201420574552.9U
Authority: CN
Inventors: 安娜; 沈中渝
Original assignee: YUNNAN ENERGY INVESTMENT HAIZHUANG NEW ENERGY EQUIPMENT Co Ltd; YUNNAN ENERGY INVESTMENT ENERGY INDUSTRY DEVELOPMENT RESEARCH INSTITUTE
Current assignee: YUNNAN ENERGY INVESTMENT HAIZHUANG NEW ENERGY EQUIPMENT Co Ltd; YUNNAN ENERGY INVESTMENT ENERGY INDUSTRY DEVELOPMENT RESEARCH INSTITUTE
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2014-09-30
Publication date: 2015-03-18
Anticipated expiration: 2024-09-30

Abstract

本实用新型涉提供了一种风力发电装置，包括第一风力涡轮机及第二风力涡轮机；第一风力涡轮机包括第一转子及多个与第一转子连接的螺旋桨式的第一叶片；第二风力涡轮机包括第二转子及多个与第二转子连接的具有马格努斯效应的第二叶片；第一叶片与第二叶片固定连接；每个第二叶片包括可绕垂直中心轴旋转的旋转构件；第二转子包括传动机构；传动机构与旋转构件及第二水平旋转轴连接；所述第一转子与第一水平旋转轴连接；第二水平旋转轴插入第一水平旋转轴内；第一水平旋转轴通过齿轮传动机构与第一发电机连接；第二水平旋转轴通过齿轮传动机构与第二发电机连接。本实用新型增加了发电量，提高了发电效率，同时尺寸较小，可适用于狭小空间。

Description

风力发电装置

技术领域

本实用新型涉及风力发电领域，尤其涉及一种复合型的风力发电装置。

背景技术

随着新能源的发展，风力发电机得到了广泛地应用，现有技术中，已出现了各种各样的风力发电机，在这些风力发电机中最常用的一种为螺旋桨式风力涡轮机，该发电机将风能通过水平旋转轴输送至发电机进行发电，该螺旋桨风机通常通过增加叶片半径来提高发电效率，然而这对于空间有限的复杂地形中并不适用。

实用新型内容

为了实现上述目的，本实用新型的一个目的是提供一种风力发电装置，以解决上述问题。

本实用新型提供了一种风力发电装置，包括：第一风力涡轮机及第二风力涡轮机；第一风力涡轮机包括第一转子及多个与第一转子连接的螺旋桨式的第一叶片；第二风力涡轮机包括第二转子及多个与第二转子连接的具有马格努斯效应的第二叶片；第一叶片与第二叶片固定连接；每个第二叶片包括可绕垂直中心轴旋转的圆柱形旋转构件；第二转子包括传动机构；传动机构与旋转构件连接，用于将每个第二叶片在垂直方向上的旋转力转换成在水平方向上的旋转力；传动机构与第二水平旋转轴连接；所述第一转子与第一水平旋转轴连接；第二水平旋转轴插入第一水平旋转轴内；第一水平旋转轴通过齿轮传动机构与第一发电机连接；第二水平旋转轴通过齿轮传动机构与第二发电机连接。

进一步，旋转构件包括旋转圆筒及固定缠绕在旋转圆筒外表面的窄条形散热件，旋转圆筒的内壁连接有套筒，套筒上端设有端板；垂直中心轴贯穿端板，插入套筒内。

进一步，传动装置包括大锥齿轮及与其正交啮合的小锥齿轮；大锥齿轮与第二水平旋转轴同心连接；小锥齿轮与旋转构件连接。

进一步，还包括定向控制装置及与定向控制装置电连接的风向检测器及方向控制电机。

与现有技术相比本实用新型的有益效果是：通过采用螺旋桨式的第一风力涡轮机及具有马格努斯效应的第二风力涡轮机的复合结构，增加了发电量，提高了发电效率，同时尺寸较小，可适用于狭小空间。

附图说明

图1是本实用新型风力发电装置的横截面示意图；

图2是本实用新型风力发电装置的整体结构示意图；

图3是本实用新型风力发电装置第二叶片的结构示意图；

图4是本实用新型风力发电装置第一风力涡轮机和第二风力涡轮机位置连接关系的第一实施例示意图；

图5是本实用新型风力发电装置第二风力涡轮机传动机构的截面图；

图6是本实用新型风力发电装置第一风力涡轮机和第二风力涡轮机位置连接关系的第二实施例示意图；

图7是本实用新型风力发电装置第一风力涡轮机和第二风力涡轮机位置连接关系的第三实施例示意图；

图8是本实用新型风力发电装置第一风力涡轮机和第二风力涡轮机位置连接关系的第四实施例示意图；

图9是图8的横截面示意图。

具体实施方式

下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

如图1所示，本实施例提供了一种风力发电装置1，包括一个螺旋桨式的第一风力涡轮机2以及布置在该螺旋桨式风力涡轮机2前面的具有马格努斯效应的第二风力涡轮机3；机舱4作为一个主体外壳，用于支撑第一风力涡轮机2和第二风力涡轮机3；支撑杆5与机舱4可旋转连接，用于支撑机舱4。

如图2所示，支撑杆5嵌入到地面6并埋设在基体7。支撑杆5内设有变压器8，变压器8与系统互连保护器9连接。定向控制装置10设于地面6上，用于接收风向检测器获取的风向检测信号，并将方向控制信号传送给方向控制电机10a(参照图1)驱动机舱4转动，使第一风力涡轮机2和第二风力涡轮机3朝向迎风方向。

如图1、图2所示，机舱4包括转子体4a及外罩体4b。转子体4a包括第一转子(螺旋桨转子)4e及第二转子(马格努斯转子)4d，圆顶状的流线型整流罩4c设于转子体4a的前端。如图2所示，三个第一叶片(螺旋桨叶片)2a等距离隔开与第一转子4e的圆筒状外壳连接。三个第二叶片(马格努斯叶片)3a等距离隔开与第二转子4d的圆筒状外壳连接。

如图3所示，每个第二叶片3a包括一个可绕垂直中心轴3a1旋转的旋转构件，包括旋转圆筒3a2、缠绕并固定在旋转圆筒3a2外表面的窄条形散热件3a3及端板3a4，端板3a4与圆筒3a2的上端连接。圆柱形套筒3a5同心地连接到旋转圆筒3a1的内壁，垂直中心轴3a1贯穿端板3a4插入套筒3a5内。当第二叶片3a迎风时，旋转圆筒3a2沿白色箭头方向旋转从而带动第二转子4d沿实箭头方向旋转。

如图4所示，第二叶片3a与第一叶片2a平行同心设置，连接轴11(参图1、图2)固定连接第一叶片2a及垂直中心轴3a1,使第一叶片2a与第二叶片3a固接在一起。

如图5所示，第二转子4d包括一个具有锥齿轮机构的传送机构12，用于将每个第二叶片3a在垂直方向上的旋转力转换成在水平方向上的旋转力。该传送机构12包括大锥齿轮12a及与其正交啮合的小锥齿轮12b，小锥齿轮12b与旋转构件连接。

如图1所示，大锥齿轮12a与第二水平旋转轴(马格努斯轴)13同心连接，作为一个水平旋转轴。第二水平旋转轴13作为内轴插入到第一水平旋转轴(螺旋桨轴)14内。第一水平旋转轴14的外周同心连接有圆形的凸台，凸台通过多个板形臂构件连接到机舱4内表面上。第一水平旋转轴14和第二水平旋转轴13由多个轴承15支承。第一水平旋转轴14后端的外周同心连接有圆形的第一驱动齿轮14a，第一驱动齿轮14a与第一从动齿轮14b相啮合，第一从动齿轮14b与第一输入轴16a连接，第一输入轴16a与第一发电机16连接。第二水平旋转轴13后端的外周同心连接有圆形的第二驱动齿轮13a，第二驱动齿轮13a与第二从动齿轮13b相啮合，第二从动齿轮13b与第二输入轴17a连接，第二输入轴17a与第二发电机17连接。第一发电机16和第二发电机17的输出端与变压器8电连接(参照图2)，电力线设置于支撑杆5的内部。第一风力涡轮机2的旋转力被传递到第一水平旋转轴14，第一发电机16由第一水平旋转轴14驱动产生电力，第二发电机17由第二水平旋转轴13驱动产生电力。所产生的电功率通过导线(未示出)传送给变压器8，并通过系统互连保护器9处理后传送到电力系统。

如上所述，由于电功率是由第一风力涡轮机2和第二风力涡轮机3同时产生电力，可以大大增加发电量，提高发电效率。此外，由于第一水平旋转轴14和第二水平旋转轴13形成双轴结构，可减小外罩体4b的尺寸和重量，同时叶片尺寸较小，可适用于狭小空间。

此外，由于第二叶片3a通过连接轴11与第一叶片2a连接，因此，可以增加第二风力涡轮机2的旋转力，使单位时间的旋转速度得以提高，从而进一步提高发电量。

更进一步地，由于第二叶片3a的外端(前端)通过连接轴11连接到第一叶片2a，这使得马格纳斯叶片3a的支承强度大大增大，可在大风下避免弯曲或变形。

如图6所示，风力发电装置1A上设有6个第一叶片2a和6第二叶片3a，通过增加叶片数量可增加发电量和提高发电效率。当然，第一叶片2a和第二叶片3a数量也可以是四个，五个，七个，或更多。

如图7所示，风力发电装置1B中，第二叶片3a与第一叶片2a隔开一个预定的角度设置，垂直中心轴3a1的外端通过连接轴11a与相邻的第一叶片2a的外端固定连接。由于第二叶片3a与第一叶片2a隔开一个预定的角度，因此第一叶片2a的受风区域增大，单位时间第一风力涡轮机2的旋转速度增加，进而使发电量发电效率得以提高。

如图8所示，风力发电装置1C中提供了一种轮型风力涡轮机18，每个第二叶片3a设于相邻的两个第一叶片2a之间。轮型风力涡轮机18与第二叶片3a及第一叶片2a固定连接。

如图9所示，轮型风力涡轮机18包括：一个圆形的前部18a、与前部18a形状大小相同的后部18b和多个叶片18C，叶片18C跨接前部18a及后部18b。每个叶片18C由矩形板制成。风力发电装置1C中，垂直中心轴3a1与轮型风力涡轮机18固定连接，增加了垂直中心轴3a1的紧固强度，因此，可以通过增加第二叶片3a的长度和尺寸来增加发电量，提高发电效率。此外，由于轮型风力涡轮机18和第二风力涡轮机3产生的旋转力可以提供给第一风力涡轮机2，因此，可以增加第一风力涡轮机2单位时间的旋转速度，从而增加发电量，进一步提高发电效率。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种风力发电装置，其特征在于：包括：第一风力涡轮机及第二风力涡轮机；所述第一风力涡轮机包括第一转子及多个与所述第一转子连接的螺旋桨式的第一叶片；所述第二风力涡轮机包括第二转子及多个与所述第二转子连接的具有马格努斯效应的第二叶片；所述第一叶片与所述第二叶片固定连接；每个所述第二叶片包括可绕垂直中心轴旋转的圆柱形旋转构件；所述第二转子包括传动机构；所述传动机构与所述旋转构件连接，用于将每个所述第二叶片在垂直方向上的旋转力转换成在水平方向上的旋转力；所述传动机构与第二水平旋转轴连接；所述第一转子与第一水平旋转轴连接；所述第二水平旋转轴插入所述第一水平旋转轴内；所述第一水平旋转轴通过齿轮传动机构与第一发电机连接；所述第二水平旋转轴通过齿轮传动机构与第二发电机连接。

2.根据权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于，所述旋转构件包括旋转圆筒及固定缠绕在所述旋转圆筒外表面的窄条形散热件，所述旋转圆筒的内壁连接有套筒，所述套筒上端设有端板；所述垂直中心轴贯穿所述端板，插入所述套筒内。

3.根据权利要求2所述的风力发电装置，其特征在于，所述传动装置包括大锥齿轮及与其正交啮合的小锥齿轮；所述大锥齿轮与所述第二水平旋转轴同心连接；所述小锥齿轮与所述旋转构件连接。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的风力发电装置，其特征在于，还包括定向控制装置及与所述定向控制装置电连接的风向检测器及方向控制电机。