CN210317590U - 一种风力发电风车旋转驱动结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风力发电风车旋转驱动结构，包括风力发电风车以及边缘驱动装置，其中：风力发电风车包括风车轴、连接在风车轴上的风车叶片、以及与风车轴连接的电机驱动系统；边缘驱动装置安装在风力发电风车的风车叶片边缘，边缘驱动装置动作产生反向作用力推动风力发电风车的风车叶片旋转并且通过风车轴带动电机驱动系统发电。本实用新型的风力发电风车旋转驱动结构，实现了风力发电风车在任意环境内的正常发电，显著延长了发电时间，发电效率得到明显提高；合理布置涵道风机在风车叶片的位置，从而在涵道风机能耗一定的情况下，降低风车叶片所需推力，显著提高了风车叶片转速，继而进一步提高了风车的发电效率。

Description

一种风力发电风车旋转驱动结构

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风力发电风车旋转驱动结构。

背景技术

风力发电是把风的动能转为电能。风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。其蕴量巨大，全球的风能约为2.74×10⁹MW，其中可利用的风能为2×10⁷MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍，因而，风力发电备受关注。

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。依据目前的风车技术，大约是每秒三公尺的微风速度(微风的程度)，便可以开始发电。风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染。

目前的风力发电占发电总量的4％左右，一天发电时间平均1/3左右，其余2/3时间浪费，由发电时间来看，现有风力发电具有很高的提升潜能，因此，很有必要对现有风机发电风车进行结构改进，从而延长发电时间，提升发电效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种风力发电风车旋转驱动结构，在微风或者无风的情况下，通过边缘驱动装置驱动风车叶片旋转发电，从而延长了发电时间，提升了发电效率。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种风力发电风车旋转驱动结构，其特征在于，包括风力发电风车以及边缘驱动装置，其中：风力发电风车包括风车轴、连接在风车轴上的风车叶片、以及与风车轴连接的电机驱动系统；边缘驱动装置安装在风力发电风车的风车叶片边缘，边缘驱动装置动作产生反向作用力推动风力发电风车的风车叶片旋转并且通过风车轴带动电机驱动系统发电。

进一步的，风车叶片包括两个或者多个，边缘驱动装置的数量与风车叶片的数量相匹配。

进一步的，边缘驱动装置为涵道风机，涵道风机动作产生高速、大推力气流反向推动风力发电风车的风车叶片旋转并且通过风车轴带动电机驱动系统发电。

进一步的，涵道风机垂直其所在风车叶片的迎风面安装。

进一步的，涵道风机包括高速电机、风机叶片、以及涵道，其中：涵道的底端面封闭，涵道的顶端面敞开，涵道垂直风力发电风车的风车叶片的迎风面安装且通过涵道底端面与风车叶片固定连接；高速电机位于涵道内且安装在涵道的底端面上；高度电机的输出端安装风机叶片，且风机叶片位于涵道内正对涵道顶端。

进一步的，涵道的横截面为圆形，涵道底端面的中心与风车叶片顶端固定连接；涵道、高速电机、以及风机叶片同轴线布置。

进一步的，电机驱动系统与边缘驱动装置电连接。

进一步的，高速电机为正反电机。

本实用新型的一种风力发电风车旋转驱动结构，具有以下有益效果：

1、本实用新型的风力发电风车旋转驱动结构，通过边缘驱动装置在风车叶片边缘的安装，从而在微风或者无风的情况下动作，借助在叶片上产生的反向力推动风车叶片旋转，从而使得风车叶片时刻处于一个高速旋转的状态，从而延长了风车的发电时间，继而提高了风车的发电效率。

2、本实用新型的风力发电风车旋转驱动结构，边缘驱动装置的数量与风车叶片的数量相匹配，即每个风车叶片均安装等数量的边缘驱动装置，从而边缘驱动装置协同动作，使得风车叶片的旋转更平稳。

3、本实用新型的风力发电风车旋转驱动结构，边缘驱动装置采用涵道风机，可在风车叶片边缘产生强大、高速的气流，从而实现了在风车叶片边缘产生强大的反向作用力，用于提高风车转速，实现风力发电风车的高效发电；另外，采用涵道风机，冲击噪声小，诱导阻力小，效率高，在同样功率消耗下,涵道风机较同样直径的孤立螺旋桨,会产生更大的推力(即涵道风机运转作用在风机叶片的反向作用力),这是风力发电，提高发电效率的关键；此外，由于涵道的环括作用,其结构紧凑、气动噪声低、使用安全性好。

4、本实用新型的风力发电风车旋转驱动结构，涵道风机垂直风车叶片迎风面安装在风车叶片的顶端，从而加大了作用在风车叶片推力的动力臂长，在涵道风机能耗一定的情况下，减小了维持风车匀速转动的所需驱动力且与此同时提高了风车转速。

5、本实用新型的风力发电风车旋转驱动结构，电机驱动系统与边缘驱动装置电连接，用于提供边缘驱动装置运转的动力，无需提供外部能量，使得风力发电系统结构更加简单。

6、本实用新型的风力发电风车旋转驱动结构，高速电机为正反电机，从而实现风车在强风情况下通过控制高速电机反转实现正常发电。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1为本实用新型的风力发电风车旋转驱动结构的安装结构示意图；

图2为本实用新型的风力发电风车叶片的涵道风机的结构示意图；

图3为图2涵道风机的透视图；

图4为本实用新型的风力发电风车旋转驱动结构的杠杆驱动示意图；

图中：1-风车叶片、2-边缘驱动装置、31-高速电机、32-风机叶片、33-涵道；

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型的保护范围。

如图1、图2、图3所示，本实用新型实施例的一种风力发电风车旋转驱动结构，包括风力发电风车以及边缘驱动装置2，其中：风力发电风车包括风车轴、连接在风车轴上的风车叶片1、以及与风车轴连接的电机驱动系统；边缘驱动装置2安装在风力发电风车的风车叶片1边缘，边缘驱动装置2动作在风车叶片上产生反向作用力，推动风车叶片1旋转并且通过风车轴带动电机驱动系统发电。

具体的，风力发电风车为现有技术的风力发电风车，电机驱动系统安装在风力发电风车机架上并与风车轴连接。风车叶片1包括两个或者多个，边缘驱动装置2(本实用新型的边缘驱动装置是指布置在风车叶片边缘的、以增加动力臂长度的驱动装置，故此称之为边缘驱动装置)的数量与风车叶片1的数量相匹配，即每个风车叶片1上布置等数量的边缘驱动装置2，可以是一个、二个、或者多个，只需相等即可，从而使得风车叶片1旋转更加平稳。边缘驱动装置2优选的为涵道风机，涵道风机动作产生高速、大推力气流反向推动风力发电风车的风车叶片1旋转并且通过风车轴带动电机驱动系统发电；边缘驱动装置2采用涵道风机，可在风车叶片1边缘产生强大、高速的气流，从而实现了在风车叶片1边缘产生强大的反向作用力(即驱动风车叶片旋转的推力)，用于提高风车转速，实现风力发电风车的高效发电；另外，采用涵道风机，冲击噪声小，诱导阻力小，效率高，在同样功率消耗下,涵道风机较同样直径的孤立螺旋桨,会产生更大的推力，即能量利用率较高；此外，由于涵道33的环括作用,其结构紧凑、气动噪声低、使用安全性好。更具体的，涵道风机包括高速电机31、风机叶片32、以及涵道33，其中：涵道33的底端面封闭，涵道33的顶端面敞开，涵道33垂直风力发电风车的风车叶片1的迎风面安装且通过涵道33底端面与风车叶片1固定连接；高速电机31位于涵道33内且安装在涵道33的底端面上；高度电机的输出端安装风机叶片32，且风机叶片32位于涵道33内正对涵道33顶端。本实用新型的涵道风机本领域技术人员也可以采用现有技术其它结构的涵道风机进行实现，本实用新型不作具体限定，均属于本实用新型的保护范围。

进一步的，涵道风机垂直其所在风车叶片1的迎风面安装，从而实现涵道风机沿风车叶片旋转方向直接给力，即使得施加在风车叶片1上用于驱动风车叶片1转动的驱动力更大。

进一步的，涵道33的横截面为圆形，涵道33底端面的中心与风车叶片1顶端固定连接，尽可能的增加动力臂的长度，从而使得涵道风机用于启动加速风车叶片1旋转及维持风车叶片1旋转的驱动力更小，继而使得风车可以获得一个更高的转速。如图4所示，本实用新型的“动力臂”指风车叶片的长度，“阻力臂”指发电机的转子半径，转动中心或支点指的是风机轴。当然需要保证涵道33、高速电机31、以及风机叶片32同轴线布置。

进一步的，电机驱动系统与边缘驱动装置2电连接，继而实现电机驱动系统一方面作为发电机，另一方面作为边缘驱动装置2的电机驱动，从而使得边缘驱动装置2无需再额外配制动力源，整体结构更加简单。

进一步的，高速电机31为正反电机，从而实现风车在强风情况下通过控制高速电机31反转实现正常发电。

本实用新型的风力发电风车旋转驱动结构，在风车叶片1边缘安装涵道风机，通过涵道风机动作对风车叶片1产生推力驱动风车叶片1旋转，从而实现风力发电风车在无风或者微风的小风量环境中能够正常的旋转发电，从而延长了风力发电风车的发电时间，提高了发电效率；当然，对于外界的绝对无风条件是不存在的，即使存在，采用本实用新型的方案也可以避免重复的启动加速风车叶片1，进而也可以在一定程度上降低能耗；另外，涵道风机的高速电机31为正反电机，从而实现风力发电风车在大风环境中通过高速电机31反转阻碍风车叶片1旋转来维持风车叶片1处于一个正常发电的转速范围，继而风车在大风环境中也可以正常发电；此外，涵道风机安装在风车叶片1顶端边缘，从而使得涵道风机在很小作用力的情况下便可加速或者维持风车叶片1旋转，在能耗一定的情况下，可以使得风车叶片1获得一个更高的转速，提高发电效率。综上可见，本实用新型的风力发电风车旋转驱动结构，实现了风力发电风车在任意环境内的正常发电，显著延长了发电时间，发电效率得到明显提高；此外，合理布置涵道风机在风车叶片的位置，从而在涵道风机能耗一定的情况下，降低风车叶片所需推力，显著提高了风车叶片转速(此处，风车叶片的转速，可以为风车发电效率最高的转速点)，继而进一步提高了风车的发电效率。

以上借助具体实施例对本实用新型做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本实用新型的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本实用新型所保护的范围。

Claims (8)

1.一种风力发电风车旋转驱动结构，其特征在于，包括风力发电风车以及边缘驱动装置，其中：

所述风力发电风车包括风车轴、连接在所述风车轴上的风车叶片、以及与所述风车轴连接的电机驱动系统；

所述边缘驱动装置安装在所述风力发电风车所述风车叶片边缘，所述边缘驱动装置动作产生反向作用力推动所述风力发电风车的所述风车叶片旋转并且通过所述风车轴带动所述电机驱动系统发电。

2.根据权利要求1所述的风力发电风车旋转驱动结构，其特征在于，所述风车叶片包括两个或者多个，所述边缘驱动装置的数量与所述风车叶片的数量相匹配。

3.根据权利要求1所述的风力发电风车旋转驱动结构，其特征在于，所述边缘驱动装置为涵道风机，所述涵道风机动作产生高速、大推力气流反向推动所述风力发电风车的所述风车叶片旋转并且通过所述风车轴带动所述电机驱动系统发电。

4.根据权利要求3所述的风力发电风车旋转驱动结构，其特征在于，所述涵道风机垂直其所在所述风车叶片的迎风面安装。

5.根据权利要求3所述的风力发电风车旋转驱动结构，其特征在于，所述涵道风机包括高速电机、风机叶片、以及涵道，其中：

所述涵道的底端面封闭，所述涵道的顶端面敞开，所述涵道垂直所述风力发电风车的所述风车叶片的迎风面安装且通过所述涵道底端面与所述风车叶片固定连接；

所述高速电机位于所述涵道内且安装在所述涵道的底端面上；

所述高速电机的输出端安装所述风机叶片，且所述风机叶片位于所述涵道内正对所述涵道顶端。

6.根据权利要求5所述的风力发电风车旋转驱动结构，其特征在于：

所述涵道的横截面为圆形，所述涵道底端面的中心与所述风车叶片顶端固定连接；

所述涵道、所述高速电机、以及所述风机叶片同轴线布置。

7.根据权利要求1所述的风力发电风车旋转驱动结构，其特征在于，所述电机驱动系统与所述边缘驱动装置电连接。

8.根据权利要求5所述的风力发电风车旋转驱动结构，其特征在于，所述高速电机为正反电机。

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