CN205172804U - 一种风力发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型给出一种风力发电机，它的结构包括：叶片、支架、传动装置、发电装置；当风力作用于叶片上，叶片带动支架上的传动装置，传动装置带动发电装置，发电装置向外发电。叶片是翼型直叶片，若干个直叶片水平地上下排列在传动装置的两个竖立平面上。叶片本体的前端有一个轴孔，叶片轴从中穿过，叶片本体可以绕着叶片轴小范围旋转，叶片本体的尾部受限于叶片框内，叶片轴架和叶片框都固定在传动装置上。传动装置的结构包括：链轮、链条、上传动轴和下传动轴。传动过程是：叶片带动链条，链条带动链轮，链轮带动上下传动轴。下传动轴带动上带轮，上带轮带动传动带，传动带带动下带轮，下带轮带动增速机，增速机带动发电机，发电机对外发电。

Description

一种风力发电机

技术领域

本实用新型涉及发电技术，特别是涉及一种风力发电机。

背景技术

许多世纪以来，风力机同水力机械一样，作为动力源替代人力、畜力，对生产力的发展发挥过重要作用。近代机电动力的广泛应用以及二十世纪50年代中东油田的发现，使风力机的发展缓慢下来。70年代初期，由于“石油危机”，出现了能源紧张的问题，人们认识到常规矿物能源供应的不稳定性和有限性，于是寻求清洁的可再生能源遂成为现代世界的一个重要课题。风能作为可再生的、无污染的自然能源又重新引起了人们重视。

风力发电是将风能转换为机械能，机械能转换为电能的电力设备。广义地说，它是一种以太阳为热源，以大气为工作介质的热能利用发动机。风力发电是将风能转换为机械能，机械能转换为电能的电力设备。风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染。

风力发电机有两种：1，水平轴风力发电机。世界上目前利用最多的形式，功率最大5MW左右。2，垂直轴风力发电机。21世纪初，由中国、日本、欧洲几乎同时实用新型的一种新型风力发电机，有别于最早的垂直轴风力发电机(达里厄型)，效率高于水平轴风力发电机，无噪音和转向机构，维护简单。已成为欧美市场中小型风力发电机的首选。世界上目前最大功率是由上海模斯电子设备有限公司(MUCE)生产的50千瓦垂直轴风力发电机，日本最大功率30千瓦，英美国家生产的功率在1千瓦到10千瓦之间。最近，国内外多家公司提出了建造超大型垂直轴风力发电机的计划(10MW)，此项计划得到落实后，由于成本远低于目前的水平轴风力发电机，必将逐步取代水平轴风力发电机，成为世界新能源的主力军！

但是，垂直轴风力发电机有一个结构性缺陷，它的众多叶片中，处于最佳攻角的叶片可能只有1～2个，其余多个叶片的攻角有大有小，各个叶片的做功力矩大小不一，个别叶片还可能有反向力矩，从而使垂直轴风力发电机的输出功率大打折扣。

实用新型内容

本实用新型目的是为了解决垂直轴风力发电机的一个结构性缺陷，即它的众多叶片中，处于最佳攻角的叶片可能只有1～2个，其余多个叶片的攻角有大有小，各个叶片的做功力矩大小不一，个别叶片还可能有反向力矩，从而使垂直轴风力发电机的输出功率大打折扣。

为此，给出了本实用新型一种风力发电机实施例：

一种风力发电机，它的结构包括：叶片、支架、传动装置、发电装置；当风力作用于叶片上，叶片带动支架上的传动装置，传动装置带动发电装置，发电装置向外发电，其特征在于：所述叶片是翼型直叶片，若干个直叶片水平地上下排列在传动装置的两个竖立平面上。

所述叶片，它的结构包括：叶片本体、叶片轴架、叶片轴、叶片框；叶片本体的横截面是翼型，沿长度方向是不扭曲的直叶片，叶片本体的前端有一个轴孔，叶片轴架上的叶片轴从中穿过，叶片本体可以绕着叶片轴小范围旋转，叶片本体的尾部受限于叶片框内；叶片轴架和叶片框都固定在传动装置上。

所述支架，它的结构包括：支架本体、两个高位轴承、两个低位轴承、底座；支架本体由左右立板和顶部连扳组成，在左右立板的上部和下部，分别有两个高位轴承和两个低位轴承，左右立板竖直设立，左右立板坐落在底座上，两立板之间有一定距离，左右立板的高位轴承的轴承孔中承载传动装置的水平的上传动轴，左右立板的低位轴承的轴承孔中承载传动装置的水平的下传动轴。

所述传动装置，它的结构包括：链轮、链条、上传动轴和下传动轴；链条承载叶片，啮合链条的链轮分别固定在上下传动轴上，传动轴可以旋转，它位于支架的轴承中；在上传动轴上，有4个链轮，在下传动轴上也有4个链轮；4对上下对应的链轮之间，有4个环形链条相啮合；传动过程是：叶片带动链条，链条带动链轮，链轮带动上下传动轴。

所述发电装置，它的结构包括：上带轮、传动带、下带轮、增速机和发电机；上带轮固定在传动装置的下传动轴上，下传动轴带动上带轮，上带轮带动传动带，传动带带动下带轮，下带轮带动增速机，增速机带动发电机，发电机对外发电。

附图说明

图1是本实用新型一种风力发电机实施例的总体结构图；

图2是本实用新型一种风力发电机实施例的叶片结构图；

图3是本实用新型一种风力发电机实施例的支架结构图；

图4是本实用新型一种风力发电机实施例的传动装置结构图；

图5是本实用新型一种风力发电机实施例的发电装置结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型作进一步详细描述。

图1给出了本实用新型一种风力发电机实施例的总体结构图。

本实用新型一种风力发电机实施例的总体结构包括：叶片10、支架30、传动装置50、发电装置70。

叶片10是翼型直叶片，若干个直叶片上下彼此平行地排列在传动装置50上。传动装置50由链轮、链条和传动轴组成。链条承载叶片，安装链条的链轮固定在传动轴上，传动轴可以旋转，它位于支架30的轴承中。发电装置70由传动带、带轮、增速机、发电机组成。

当风力作用于叶片10上，由于全部叶片具有同一最佳攻角，不仅全部叶片，也包括同一个叶片的不同部分，都具有捕获风能的最佳效率和最大功率。

扁圆型的环形链条由上下链轮支撑，全部叶片水平地上下等距离地安置在竖立的扁圆型的环形链条上，全部叶片在环形链条的两侧各自形成梯形。一侧按装角向上的叶片正面迎风，受风力作用，叶片10牵引链条向上运动；另一侧叶片10按装角向下，当到受风力作用，叶片牵引链条向下运动。两侧叶片的共同作用结果，使环形链条带动上下链轮，链轮带动传动轴，沿着某一个方向旋转起来。传动轴带动发电装置70运转，发电装置70向外发电。

概述：一种风力发电机，它的结构包括：叶片、支架、传动装置、发电装置；当风力作用于叶片上，叶片带动支架上的传动装置，传动装置带动发电装置，发电装置向外发电，其特征在于：所述叶片是翼型直叶片，若干个直叶片水平地上下排列在传动装置的两个竖立平面上。

本实用新型一种风力发电机实施例不讨论风向跟踪、调速和刹车装置。

图2给出了本实用新型一种风力发电机实施例的叶片结构图。

本实用新型一种风力发电机实施例的叶片10，它的结构包括：叶片本体11、叶片轴架13、叶片轴14、叶片框12。叶片本体11是翼型直叶片，它的横截面是翼型，沿长度方向是不扭曲的直叶片。采用直叶片的原因是它平动运动，是不旋转的叶片，沿长度方向叶片各点所受到的风速、风向都是相同的。叶片本体11的前端，被叶片轴架13固定，叶片本体11的前端有一个轴孔，叶片轴14从中穿过。叶片本体11可以绕着叶片轴架13上的叶片轴14旋转，叶片本体11的尾部受限于叶片框12内。叶片框12是一个长方形的框架，它套住叶片本体11的尾部，使叶片本体11在绕着叶片轴14旋转时，叶片尾部只能在叶片框12内做有限范围的运动。设置叶片轴14和叶片框12的作用，是为了使叶片本体11在迎风面上升和在背风面下降时，都能有最佳攻角，都能得到最大效率和最大功率。

概述：叶片的结构包括：叶片本体、叶片轴架、叶片轴、叶片框；叶片本体的横截面是翼型，沿长度方向是不扭曲的直叶片，叶片本体的前端有一个轴孔，叶片轴架上的叶片轴从中穿过，叶片本体可以绕着叶片轴小范围旋转，叶片本体的尾部受限于叶片框内；叶片轴架和叶片框都固定在传动装置上。

图3给出了本实用新型一种风力发电机实施例的支架结构图。

本实用新型一种风力发电机实施例的支架30，它的结构包括：支架本体31、高位轴承32、低位轴承33、底座34。支架本体31由左右立板和顶部连扳组成，在左右立板的上部和下部，分别有高位轴承32和低位轴承33，左右立板坐落在底座34上。左右立板竖直设立，两板之间有一定距离。左右立板的高位轴承32的轴承孔中承载传动装置的上传动轴，左右立板的低位轴承33的轴承孔中承载传动装置的下传动轴。

本实用新型一种风力发电机实施例的支架30的支架本体31承载风力发电机实施例的全部重力、振动力和水平的风荷载，需要较高的强度，用厚钢板或不锈钢板制造。

概述：支架的结构包括：支架本体、两个高位轴承、两个低位轴承、底座；支架本体由左右立板和顶部连扳组成，在左右立板的上部和下部，分别有两个高位轴承和两个低位轴承，左右立板竖直设立，左右立板坐落在底座上，两立板之间有一定距离，左右立板的高位轴承的轴承孔中承载传动装置的水平的上传动轴，左右立板的低位轴承的轴承孔中承载传动装置的水平的下传动轴。

图4给出了本实用新型一种风力发电机实施例的传动装置结构图。

本实用新型一种风力发电机实施例的传动装置50，它的结构包括：链轮52、链条53、上传动轴51和下传动轴54。链条承载叶片，安装链条的链轮分别固定在上下传动轴上，传动轴可以旋转，它位于支架的轴承32中。

在上传动轴51上，有4个链轮52，图中表示的是位于支架一侧，从高位轴承32一侧伸出的半个上传动轴的两个链轮，和从低位轴承一侧伸出的半个下传动轴的两个链轮。每一对上下对应的链轮之间有链条53。

传动过程是：叶片带动链条53，链条53带动链轮，链轮带动上下传动轴51、54。

本实用新型一种风力发电机实施例的传动装置50采用链传动的原因是：确保左右链条同步运动，以保证固定在链条上的每一个叶片的轴线时刻保持水平位置。

概述：传动装置的结构包括：链轮、链条、上传动轴和下传动轴；链条承载叶片，啮合链条的链轮分别固定在上下传动轴上，传动轴可以旋转，它位于支架的轴承中；在上传动轴上，有4个链轮，在下传动轴上也有4个链轮；4对上下对应的链轮之间，有4个环形链条相啮合；传动过程是：叶片带动链条，链条带动链轮，链轮带动上下传动轴。

图5给出了本实用新型一种风力发电机实施例的发电装置结构图。

本实用新型一种风力发电机实施例的发电装置70，它的结构包括：上带轮71、传动带72、下带轮73、增速机74和发电机75。

上带轮71固定在下传动轴54上。

下传动轴54带动上带轮71，上带轮71带动传动带72，传动带72带动下带轮73，下带轮73带动增速机74，增速机74带动发电机75，发电机75对外发电。

实用新型一种风力发电机实施例的发电装置70，它利用带传动，完成机械能向电能的转变。由于叶片带动的上下传动轴的转速较慢，利用增速机74提高转速，完成与发电机75高转速的匹配。

概述：发电装置的结构包括：上带轮、传动带、下带轮、增速机和发电机；上带轮固定在传动装置的下传动轴上，下传动轴带动上带轮，上带轮带动传动带，传动带带动下带轮，下带轮带动增速机，增速机带动发电机，发电机对外发电。

Claims (5)

1.一种风力发电机，它的结构包括：叶片、支架、传动装置、发电装置；当风力作用于叶片上，叶片带动支架上的传动装置，传动装置带动发电装置，发电装置向外发电，其特征在于：所述叶片是翼型直叶片，若干个直叶片水平地上下排列在传动装置的两个竖立平面上。

2.按照权利要求1所述的风力发电机，其特征在于：所述叶片，它的结构包括：叶片本体、叶片轴架、叶片轴、叶片框；叶片本体的横截面是翼型，沿长度方向是不扭曲的直叶片，叶片本体的前端有一个轴孔，叶片轴架上的叶片轴从中穿过，叶片本体可以绕着叶片轴小范围旋转，叶片本体的尾部受限于叶片框内；叶片轴架和叶片框都固定在传动装置上。

3.按照权利要求1所述的一种风力发电机，其特征在于：所述支架，它的结构包括：支架本体、两个高位轴承、两个低位轴承、底座；支架本体由左右立板和顶部连扳组成，在左右立板的上部和下部，分别有两个高位轴承和两个低位轴承，左右立板竖直设立，左右立板坐落在底座上，两立板之间有一定距离，左右立板的高位轴承的轴承孔中承载传动装置的水平的上传动轴，左右立板的低位轴承的轴承孔中承载传动装置的水平的下传动轴。

4.按照权利要求1、2或3所述的一种风力发电机，其特征在于：所述传动装置，它的结构包括：链轮、链条、上传动轴和下传动轴；链条承载叶片，啮合链条的链轮分别固定在上下传动轴上，传动轴可以旋转，它位于支架的轴承中；在上传动轴上，有4个链轮，在下传动轴上也有4个链轮；4对上下对应的链轮之间，有4个环形链条相啮合；传动过程是：叶片带动链条，链条带动链轮，链轮带动上下传动轴。

5.按照权利要求1所述的一种风力发电机，其特征在于：所述发电装置，它的结构包括：上带轮、传动带、下带轮、增速机和发电机；上带轮固定在传动装置的下传动轴上，下传动轴带动上带轮，上带轮带动传动带，传动带带动下带轮，下带轮带动增速机，增速机带动发电机，发电机对外发电。