CN219412777U - 一种液压驱动双叶轮风力发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液压驱动双叶轮风力发电机，包括风塔，所述风塔内部形成一个中空腔，风塔的顶部转动安装叶轮安装箱，叶轮安装箱上同轴安装有两个叶轮，两个叶轮之间通过一曲轴连接，曲轴中间安装一活塞连杆，活塞连杆底部安装在一液压泵内，液压泵设置在风塔靠近叶轮安装箱的位置，液压泵的输出端通过液压油管连接液压马达，液压马达的输出端接发电系统，所述液压马达、发电系统均位于风塔的底部位置，通过液压泵对液压马达输入油液来驱动液压马达转动。本实用新型设置前后同轴的两个叶轮，可以大大提升发电效率，利用曲轴以及液压驱动结构实现上下分层驱动发电，将重心下移，可以大幅降低风塔的承受力，大幅度降底风塔顶部重力和减少成本。

Description

一种液压驱动双叶轮风力发电机

技术领域

本实用新型涉及风力发电领域，具体涉及一种液压驱动双叶轮风力发电机。

背景技术

风力发电机是将风能转换为机械功，机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备。风力发电机一般有叶轮、发电机(包括装置)、调向器(尾翼)、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成。

目前的，叶轮发电机的叶轮一般设置数量为一个，在风速大于额定条件时都是以锁定叶轮旋转，采用停机来避免因风速过高带来的叶轮转速过快而造成风叶因巨大的离心力折断，造成发电机转速超速而造成损坏；

另外，现有风力发电机是将发电系统通过机舱结构置于风塔顶部，导致风力发电机的成本与重量相应加大，塔的结构、体积、重量也相应增加，塔机也相应增大；

现有技术中，为了提升风机的功率，往往采用增加叶轮叶片的长度来增加扫风面积，以及同时增加风塔的高度，这种方式采用不断加长叶片的长度来提高扫风面积和效率，但风塔高度、机舱和发电系统的成本也要相应增长，置于顶部的发电系统、加长的风叶叶片更会大幅度的增加上面机舱的重量，增加整体重量，更进一步的增加了成本。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是一种液压驱动双叶轮风力发电机，利用前后双轮同轴的双叶轮结构，同时将发电机组下移至风塔的底部，利用液压将上层的驱动力带动底部的发电系统发电，可以有效的解决现有技术中的不足。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：一种液压驱动双叶轮风力发电机，包括风塔，所述风塔内部形成一个中空腔，风塔的顶部转动安装叶轮安装箱，叶轮安装箱上同轴安装有两个叶轮，两个叶轮之间通过一曲轴连接，曲轴中间安装一活塞连杆，活塞连杆底部安装在一液压泵内，液压泵设置在风塔靠近叶轮安装箱的位置，液压泵的输出端通过液压油管连接液压马达，液压马达的输出端接发电系统，所述液压马达、发电系统均位于风塔的底部位置，通过液压泵对液压马达输入油液来驱动液压马达转动。

作为优选的技术方案，所述发电系统包括变速箱以及风力发电机，变速箱输出端连接风力发电机，风力发电机的输出端连接电力柜，电力柜输出端接入电网，所述变速箱的输入端与液压马达输出端连接，通过液压马达驱动变速箱。

作为优选的技术方案，所述液压泵内具有一个活塞腔，活塞连杆输出端插入至活塞腔内并设置一中央回转接头，中央回转接头的上下端空间内均填充液压油。

作为优选的技术方案，所述液压油管包括第一液压油管与第二液压油管，所述第一液压油管与第二液压油管呈一上一下的方式设置液压泵的上下两端，第一液压油管与第二液压油管的另一端均与液压马达连接。

作为优选的技术方案，所述曲轴的两端穿过叶轮安装箱上的轴承并伸出至外部。

作为优选的技术方案，两个对称设置的叶轮包括第一叶轮与第二叶轮，所述第一叶轮与第二叶轮同轴安装在曲轴的两侧。

本实用新型的有益效果是：一、利用前后双轮同轴结构来增加风速的受力面积，提高风能的利用功率，提高风机在不同风速下的利用时间和风机做功有效率，在超额定风速时，利用其中一组叶轮形成部分反方向作用力，以达到在超额风速时不停机，任以满功率发电，提高发电效率；

二、利用液压驱动方式将风能转换的机械能从风塔顶部传递到地面底部发电，可以大幅度降低风塔顶部的重量和可以取消风机机舱，简化顶部结构，不仅可以节约成本，降低风机的维护费用和人员安全；

三、由于发电系统下移至风塔底部，所以发电系统不再设置有风塔顶部的机舱，也就可以取消传统风机的机舱结构，大幅度降底风塔顶部重力和减少成本；本实用利用二组三叶片稳定结构，合计6叶片，增加风速的受力面积，使风机风速低于额定风速时，风机的输出功率显著增大，从而大幅提高投资收益比；

四、本实用新型利用液压传动方式，将叶轮的转动力转化成液压动力，进而传递至底部的液压马达，利用液压马达驱动发电系统发电，整个过程驱动更加平稳，发电效率更高，液压传动利用率更高。

附图说明

为了更清楚地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地介绍，显而易见地，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他的附图。

图1为本实用新型的整体内部截面图；

图2为本实用新型的动力发电部分的立体结构图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

如图1和图2所示，本实用新型的一种液压驱动双叶轮风力发电机，包括风塔12，所述风塔12内部形成一个中空腔13，风塔12的顶部转动安装叶轮安装箱14，叶轮安装箱14上同轴安装有两个叶轮，两个叶轮之间通过一曲轴3连接，曲轴3中间安装一活塞连杆4，活塞连杆4底部安装在一液压泵5内，液压泵5设置在风塔靠近叶轮安装箱14的位置，液压泵5的输出端通过液压油管连接液压马达8，液压马达8的输出端接发电系统，所述液压马达8、发电系统均位于风塔12的底部位置，通过液压泵5对液压马达8输入油液来驱动液压马达8转动。

本实施力中，发电系统包括变速箱9以及风力发电机11，变速箱9输出端连接风力发电机11，风力发电机11的输出端连接电力柜，电力柜输出端接入电网，变速箱9的输入端与液压马达8输出端连接，通过液压马达8驱动变速箱。本实施力中的发电系统设置在风塔底部内部空间，实际设置时也可以设置在风塔底部外侧面，同样能够实现本实用新型的正常发电，此处不具体限定。

液压泵5内具有一个活塞腔，活塞连杆4输出端插入至活塞腔内并设置一中央回转接头51，中央回转接头51的外部设置密封活塞，中央回转接头的上下端空间内均填充液压油，当前后叶轮转动时，带动曲轴转动，由于活塞连杆固定安装在曲轴上端，所以转动的曲轴可以让活塞连杆作上下中央回转接头动作，随着前后叶轮不断的转动，因此活塞连杆可以持续上下输出，将油液不断的循环输入至液压马达内，进而驱动液压马达转动，当液压马达转动后，即可驱动底部的发电系统进行发电。中央回转接头为本领域现有技术，其工作过程大致就是可以边旋转边供油，如挖掘机上使用的中央回转接头，由于挖掘机需要边旋转边供。油，所以可以实现旋转状态下的供油，本实用新型使用的场合与挖掘机上的回转供油类似，由于叶轮安装箱会旋转，所以会带动活塞连杆的转动，进而使得中央回转接头转动，满足旋转的同时又能实现供油，中央回转接头的供油方式以及原理此处不具体赘述。

其中，液压油管包括第一液压油管6与第二液压油管7，所述第一液压油管6与第二液压油管7呈一上一下的方式设置液压泵5的上下两端，第一液压油管6与第二液压油管7的另一端均与液压马达8连接，液压泵、活塞连杆、液压油管以及液压马达形成一个液压驱动结构，并最终达到将叶轮的转动力变化为机械力来驱动发电系统发电。本实施例中利用液压完成叶轮转动到机械动能输出的方式，液压传动更加平稳，整个传动不受距离影响，传动更加平稳，转动力更大。

本实施例中，曲轴、活塞连杆，也可以用蜗轴与螺杆的旋转来驱动液压泵，同样可以驱动发电系统发电。

其中，曲轴3的两端穿过叶轮安装箱14上的轴承并伸出至外部，两个对称设置的叶轮包括第一叶轮1与第二叶轮2，所述第一叶轮1与第二叶轮2同轴安装在曲轴3的两侧，第一叶轮与第二叶轮同轴安装，本实施例中，每个叶轮同样采用三个叶片按120度角度均匀分布，但在同轴时，6个叶片按60度角度均匀分布，改变传统的三个叶片呈120度角度均匀分布的叶轮结构，这样利用前后轮叶轮角度调节来其中一组叶轮形成部分反方向的作用力，以达到在超额风速时不停机，满功率发电，提高发电效率。

前后两组固定同轴叶轮的作用：

1、通过增加叶轮风叶的受力面积，可以提高风能转换成动能的量；

2、通过增加叶轮风叶的受力面积，可以提高在低速度下的动能，提高扭力来减少发动机转速下降幅度和时间，达到多发电，提高对低速的有效利用率；

3、采用前后同轴双轮风叶的结构在大风速，或现在风机超额风速需要采用停机以上的风速，可以通过调整前轮或后轮风叶的角度，使一组叶轮的风叶与另一组叶轮的风叶受力面成反向，利用反向叶轮的力来抵消风速过高所造成的叶轮转速过额过快的弊端，从而实现大风速不停机，又能满额发电。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种液压驱动双叶轮风力发电机，包括风塔(12)，其特征在于：所述风塔(12)内部形成一个中空腔(13)，风塔(12)的顶部转动安装叶轮安装箱(14)，叶轮安装箱(14)上同轴安装有两个叶轮，两个叶轮之间通过一曲轴(3)连接，曲轴(3)中间安装一活塞连杆(4)，活塞连杆(4)底部安装在一液压泵(5)内，液压泵(5)设置在风塔靠近叶轮安装箱(14)的位置，液压泵(5)的输出端通过液压油管连接液压马达(8)，液压马达(8)的输出端接发电系统，所述液压马达(8)、发电系统均位于风塔(12)的底部位置，通过液压泵(5)对液压马达(8)输入油液来驱动液压马达(8)转动。

2.根据权利要求1所述的液压驱动双叶轮风力发电机，其特征在于：所述发电系统包括变速箱(9)以及风力发电机(11)，变速箱(9)输出端连接风力发电机(11)，风力发电机(11)的输出端连接电力柜，电力柜输出端接入电网，所述变速箱(9)的输入端与液压马达(8)输出端连接，通过液压马达(8)驱动变速箱。

3.根据权利要求1所述的液压驱动双叶轮风力发电机，其特征在于：所述液压泵(5)内具有一个活塞腔，活塞连杆(4)输出端插入至活塞腔内并设置一中央回转接头，中央回转接头的外部设置密封活塞，中央回转接头的上下端空间内均填充液压油。

4.根据权利要求1所述的液压驱动双叶轮风力发电机，其特征在于：所述液压油管包括第一液压油管(6)与第二液压油管(7)，所述第一液压油管(6)与第二液压油管(7)呈一上一下的方式设置液压泵(5)的上下两端，第一液压油管(6)与第二液压油管(7)的另一端均与液压马达(8)连接。

5.根据权利要求1所述的液压驱动双叶轮风力发电机，其特征在于：所述曲轴(3)的两端穿过叶轮安装箱(14)上的轴承并伸出至外部。

6.根据权利要求1所述的液压驱动双叶轮风力发电机，其特征在于：两个对称设置的叶轮包括第一叶轮(1)与第二叶轮(2)，所述第一叶轮(1)与第二叶轮(2)同轴安装在曲轴(3)的两侧。