CN220599928U - 一种新型并列式双风轮风机 - Google Patents
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Abstract
一种新型并列式双风轮风机,包括水平轴风轮、机舱和塔筒,水平轴风轮有两组,分别为上风轮和下风轮,机舱有两组,分别为上机舱和下机舱,上机舱和下机舱分别设置在塔筒上,并沿塔筒上下排布,上风轮和下风轮分别可转动安装在上机舱和下机舱上,上风轮和下风轮中一个为上风向设置,另一个为下风向设置,下风轮的叶轮直径为上风轮叶轮直径的1.5‑2.5倍,下风轮风轮面的上缘高度低于上风轮风轮面的下缘高度,上风机塔筒的长度小于下风机塔筒的长度。本实用新型可避免通常双风轮风机互相尾流干扰和共振问题,并可充分利用风资源,提高发电量,有效提高风机整体发电效率,大幅降低成本,保证安全性。
Description
技术领域
本实用新型涉及风电装备技术领域,尤其涉及一种新型并列式双风轮风机。
背景技术
风力发电机组是一种将风能转化为电能的设备,风轮直径的增大和风机容量的增大都逐渐达到一个瓶颈阶段,如何进一步提升风机的效率是风电技术领域的重点研究方向。同时,风资源较好的陆上风电场及近海海上风电场的开发已趋于饱和,如何使有限的风资源实现最大化开发利用是现阶段全行业正在解决的难题。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服上述现有技术的缺点,提供一种可避免双双风轮风机互相干扰尾流或者共振、提高风机整体发电效率的新型并列式双风轮风机。
本实用新型是通过以下技术方案来实现的:
一种新型并列式双风轮风机,包括水平轴风轮、机舱和塔筒,所述水平轴风轮有两组,分别为上风轮和下风轮,两者的转轴均为水平轴,所述机舱有两组,分别为上机舱和下机舱,所述上机舱和下机舱分别设置在所述塔筒上,并沿塔筒上下排布,所述上风轮和下风轮分别可转动安装在所述上机舱和下机舱上。
进一步优化的技术方案是,所述上风轮和下风轮的风向不同,其中一个为上风向设置,另一个为下风向设置。
进一步优化的技术方案是,所述下风轮的叶轮直径为上风轮叶轮直径的1.5-2.5倍,优选2倍。
进一步优化的技术方案是,所述塔筒包括上风机塔筒和下风机塔筒,所述上机舱的底部安装在所述上风机塔筒的顶部,所述上风机塔筒的底部安装在所述下机舱的顶部,所述下机舱的底部安装在所述下风机塔筒的顶部,所述下风机塔筒的底部固定在塔基上。
进一步优化的技术方案是,所述上风机塔筒和下风机塔筒均为上小下大的柱状,且塔基的面积大于下风机塔筒底部的面积。
进一步优化的技术方案是,所述上风机塔筒的长度小于下风机塔筒的长度。
进一步优化的技术方案是,所述塔基为固定式基础或浮式基础,用于陆地或海洋中,海洋中也可为固定式或浮式。
进一步优化的技术方案是,所述上机舱通过上偏航轴承设置在所述塔筒上,所述下机舱分别通过下偏航轴承设置在所述塔筒上,上偏航轴承和下偏航轴承分别用于调节上风轮和下风轮的追踪风向。
进一步优化的技术方案是,所述下风轮风轮面的上缘高度低于上风轮风轮面的下缘高度。
进一步优化的技术方案是,所述上风轮和下风轮均包括叶片、轮毂和旋转主轴,若干所述叶片连接在所述轮毂上,叶片与轮毂的连接处设置有变桨系统,所述变桨系统用于根据风向风切控制叶片的角度,所述旋转主轴与所述轮毂连接。
本实用新型通过将两台水平轴风力发电机组沿塔筒上下排布,避免通常双风轮风机互相尾流干扰,避免频率接近产生共振而影响结构强度和疲劳载荷,并可充分利用风资源,提高发电量,有效提高风机整体发电效率;同时,可以减小两台水平轴风力发电机组的叶轮直径,较大幅度降低水平轴风力发电机组的成本;上下单独偏航的形式,可适应不同高度的风轮对该处的风向变化,提高了发电效率,也保证了安全性。
附图说明
图1为本实用新型实施例的结构示意图。
图2为本实用新型实施例另一视角的结构示意图。
附图标记:1-上风轮;2-上机舱;3-上风机塔筒;4-下风轮;5-下机舱;6-下风机塔筒;7-上偏航轴承;8-下偏航轴承;11-叶片;12-轮毂。
具体实施方式
一种新型并列式双风轮风机,如图1、图2,包括水平轴风轮、机舱和塔筒,所述水平轴风轮有两组,分别为上风轮1和下风轮4,两者的转轴均为水平轴,所述机舱有两组,分别为上机舱2和下机舱5,所述上机舱2和下机舱5分别设置在所述塔筒上,并沿塔筒上下排布,所述上风轮1和下风轮4分别可转动安装在所述上机舱2和下机舱5上。水平轴风轮可为传统的三叶片11式,两组风电机组上下排布,可以充分利用风力资源,调高发电效率,降低综合成本,并可避免双风轮造成的相互干扰。
本实施例中,所述上风轮1和下风轮4的风向不同,其中一个为上风向设置,另一个为下风向设置。由于上风轮1的力矩较长,因而设置下风轮4的叶轮直径为上风轮1叶轮直径的1.5-2.5倍,即下风轮4的叶片11长度R2为上风轮1叶片11长度R1的1.5-2.5倍,优选下风轮4的直径为上风轮1直径的2倍,即下风轮4的叶片11长度R2为上风轮1叶片11长度R1的2倍,保证两者受到的推力产生的力矩能够接近,使风机整体平衡,减小纵摇运动。实际设计中,下风轮4的叶片11直径相较于普通水平轴风力发电机组可以减小一半,上风轮1叶片11直径为普通水平轴风力发电机组的四分之一,这样可以减小叶片11长度,使风机成本整体下降。
作为其中一种实施方式,所述下风轮4风轮面的上缘高度低于上风轮1风轮面的下缘高度,即,上部风机塔筒高度L1最好超过下部风机叶轮直径一半(R2)+上部风机叶轮直径的一半(R1),这样可以尽量减小上下风轮4之间的影响,既可以避免其中一台机组受尾流影响而效率降低,也可以避免两台风机频率区间相似造成共振,从而影响结构强度和疲劳载荷。。
本实施例中,所述塔筒包括上风机塔筒3和下风机塔筒6,所述上风机塔筒3和下风机塔筒6均为上小下大的柱状,上风机塔筒3的长度L1小于下风机塔筒6的长度L2。
所述上机舱2的底部通过上偏航轴承7安装在所述上风机塔筒3的顶部,所述上风机塔筒3的底部安装在所述下机舱5的顶部,可采用焊接、螺栓或锚栓连接的形式,所述下机舱5的底部通过下偏航轴承8安装在所述下风机塔筒6的顶部,所述下风机塔筒6的底部固定在塔基上。上偏航轴承7和下偏航轴承8分别用于调节上风轮1和下风轮4的追踪风向,这样上下两个风轮可独立偏航。
由于塔基受到载荷较大,故塔基的面积大于下风机塔筒6底部的面积,也大于上风机塔筒3的底面积。所述塔基为固定式基础或浮式基础,用于陆地或海洋中,海洋中也可为固定式或浮式。
所述上风轮1和下风轮4均包括叶片11、轮毂12和旋转主轴,若干所述叶片11连接在所述轮毂12上,叶片11与轮毂12的连接处设置有变桨系统,所述变桨系统用于根据风向风切控制叶片11的角度,所述旋转主轴与所述轮毂12连接。上机舱2和下机舱5内均设置有齿轮箱和发电机,上机舱2和下机舱5上的线缆沿着上风机塔筒3和下风机塔筒6分别引至塔基上。
上列详细说明是针对本实用新型可行实施例的具体说明,该实施例并非用以限制本实用新型的专利范围,凡未脱离本实用新型所为的等效实施或变更,均应包含于本案的专利范围中。
Claims (10)
1.一种新型并列式双风轮风机,其特征在于,包括水平轴风轮、机舱和塔筒,所述水平轴风轮有两组,分别为上风轮和下风轮,所述机舱有两组,分别为上机舱和下机舱,所述上机舱和下机舱分别设置在所述塔筒上,并沿塔筒上下排布,所述上风轮和下风轮分别可转动安装在所述上机舱和下机舱上。
2.根据权利要求1所述的一种新型并列式双风轮风机,其特征在于,所述上风轮和下风轮的风向不同,其中一个为上风向设置,另一个为下风向设置。
3.根据权利要求1所述的一种新型并列式双风轮风机,其特征在于,所述下风轮的叶轮直径为上风轮叶轮直径的1.5-2.5倍。
4.根据权利要求1所述的一种新型并列式双风轮风机,其特征在于,所述塔筒包括上风机塔筒和下风机塔筒,所述上机舱的底部安装在所述上风机塔筒的顶部,所述上风机塔筒的底部安装在所述下机舱的顶部,所述下机舱的底部安装在所述下风机塔筒的顶部,所述下风机塔筒的底部固定在塔基上。
5.根据权利要求4所述的一种新型并列式双风轮风机,其特征在于,所述上风机塔筒和下风机塔筒均为上小下大的柱状,且塔基的面积大于下风机塔筒底部的面积。
6.根据权利要求4所述的一种新型并列式双风轮风机,其特征在于,所述上风机塔筒的长度小于下风机塔筒的长度。
7.根据权利要求4所述的一种新型并列式双风轮风机,其特征在于,所述塔基为固定式基础或浮式基础,可用于陆地或海洋。
8.根据权利要求1所述的一种新型并列式双风轮风机,其特征在于,所述上机舱通过上偏航轴承设置在所述塔筒上,所述下机舱分别通过下偏航轴承设置在所述塔筒上,上偏航轴承和下偏航轴承分别用于调节上风轮和下风轮的追踪风向。
9.根据权利要求1所述的一种新型并列式双风轮风机,其特征在于,所述下风轮风轮面的上缘高度低于上风轮风轮面的下缘高度。
10.根据权利要求1所述的一种新型并列式双风轮风机,其特征在于,所述上风轮和下风轮均包括叶片、轮毂和旋转主轴,若干所述叶片连接在所述轮毂上,叶片与轮毂的连接处设置有变桨系统,所述变桨系统用于根据风向风切控制叶片的角度,所述旋转主轴与所述轮毂连接。
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