CN2351585Y - 一种风能及潮汐能发电机组 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种风能及潮汐能发电机组,它包括机架、动力装置,传动装置,发电机。动力装置输出动力经传动装置输入发电机,驱动其工作。其特点是,动力装置由一个或多个动力单元组成,各动力单元由两个铰接于机架上的叶轮8及固定设置在该叶轮某一侧或两侧的一个或多个导流壁9组成。本实用新型实现后与现有技术相比具有制造成本低、适用范围广、便于组合使用,能满足较大的装机容量需求等优点。

Description

一种风能及潮汐能发电机组
本实用新型涉及发电设备制造技术领域,确切地说是一个风能及潮汐能发电机组。
由于风能及潮汐能分布极广,储量巨大,而且取之不尽,用之不完,用之又对环境无污染,所以,如何将这些自然能有效地用来发电已成为当代制电领域中的重大科研课题。到目前为止,得用潮汐能发电已进入实验阶段,在世界范围内已建起几座实验厂,其发电机组主要由机架、发电机、传动装置、动力装置,即水轮组成。其发电站的构成方式为筑坝蓄能式,即事先筑坝,围成蓄水库,并将发电机组设置于闸口处,涨潮时使海水经闸口储于水库内,落潮后打开坝口闸门使水自然流出,带动水轮运转,并通过传动装置驱动发电机发电。由于这种发电机组的应用依赖于水库的建造,存在发电站造价高、施工困难等实际问题,因而应用范围受到局限;利用风能发电现在已进入推广应用的起步阶段,其发电机组主要由机架、发电机,传动装置,动力装置,即螺旋桨式的风轮组成。在使用过程中,风力带动风轮转动,并通过传动装置带动发电机发电。这种发电机组存在的主要问题是:1.其风轮直径尺寸较大,受安装场地及空间条件限制,每一机组中只能设置一个风轮,这样,其单机装机容量完全取决于单个风轮扫掠面积,特别与风轮叶片长度相关,然而,叶片长度往往受到制造材料及制造工艺条件的制约又不能太长,所以,其单机装机容量一般都比较小。例如,由美国波音公司制造的、世界上直径尺寸最大的风轮,其叶片长度也仅有近50m,其单机装机容量仅为3200千瓦;2.由于风轮直径尺寸较大、制造材料造价高,制造工艺复杂,所以,这种机组的制造成本很高,难以广泛应用。
本实用新型的目的是为人们提供一种制造工艺简单,生产成本低,有利于提高单机装机容量,有利于降低电站施工成本的风能及潮汐能发电机组。
本实用新型的目的是这样实现的,它包括机架、发电机、传动装置、动力装置;其特征在于动力装置至少由一个动力单元组成,动力单元由垂直铰接于机架上的两个叶轮以及沿垂直方向固定设置在两叶轮一侧部的一个柱体状导流壁组成;在使用中,所述叶轮轴所在平面垂直于风流或水流的流向方向。
上述导流壁断面外形为等腰三角形或者近似等腰三角形,由三角形底边构成的所述导流壁的后端面与所述两叶轮相对,该三角形的高垂直并平分两叶轮轴之间连接线段,所述导流壁后端面水平宽度尺寸至少等于两叶轮轴间距尺寸,并小于两叶轮叶片外侧端最大间距尺寸。
上述导流壁后端面由两个与其水平宽度尺寸中心线相对称的圆柱缺面构成,该圆柱缺面与所述叶轮回转外圆面相配用,两者间隙设置。
上述两叶轮的另一侧部也固定设置一个导流壁,该导流壁与所述导流壁位置对称。
本实用新型实现后与已有技术相比具有以下优点:1.由于其结构简单,制造材料来源广泛,生产工艺不复杂,故制造成本较低;2.由于其动力单元结构紧凑,易于组合应用,故能够满足较大的装机容量需求;3.将本实用新型用作潮汐能发电机组时,不需要为其构筑堤坝,故能大幅度降低电站施工成本;4.由于本实用新型同时适用于风能、潮汐能发电,故应用范围宽。
下面结合附图对本实用新型的实施例做进一步详细地说明。
图1是将本实用新型用作风能发电机组时的结构示意图。
图2是将本实用新型用作潮汐能发电机组时的结构示意图。
图3是本实用新型动力单元结构示意图。
实施例一由图1可知,将本实用新型用作风能发电机组时,它主要由机架1、若干个动力单元2、传动装置4、发电机5组成。此外,为了进一步提高本实用新型的实用效果还在地面基础上水平设置了环形轨道6。
机架1的主体是一个矩形框式构件,该构件底边上制有一个托架17,机架下端部设置若干个滚轮14,它通过该滚轮与环形轨道6滚动接触,并立置于轨道上部,可沿环形轨道作周向转动。设置成这种结构形式的目的是为了使整个发电机组能够随时调整方位,以便适应风向3变化,提高其产电效率。当然,将机架1直接固定联接于地面基础上,本实用新型也是可以工作的。
上述动力单元的组成方式如图3所示,主要由两个叶轮8、一个导流壁9组成。其中,叶轮8由叶轮轴7及均布设置在其圆周上、并沿其径向分布的若干个薄板叶片构成,该叶片的板面形状可以是如图3所示的平面也可以是曲面,导流壁是一个柱体构件,在本实施中,为了降低材料消耗,将其制成空心柱体状构件。当然,将其制成实心柱体构件也是可以的。该柱体的断面外形形状制成近似等腰三角形,所述近似等腰三角形在本实施例中是指该三角形的底边不是直线,而是由两个对称于其高的等径圆弧线构成。另外,也指在本实施例以外的那些非纯粹的等腰三角形,如:其底边为一条内凹或外凸的弧线等,其腰是对称的曲线等。当然,该三角形的底边设置成直线,也是可以使用的。在组装时,两叶轮8垂直地铰接于机架上、间距布置,为了保持结构紧凑及尽量减小叶轮的转动阻力,两者间距尺寸的设置以其转动时不相干涉为限。当然,该间距尺寸大于此限,本实用新型也可以使用;导流壁垂直地固定于机架1上,并使由上述三角形底边构成的导流壁后端面位于与叶轮相对一侧位置上,该端面与叶轮回转外圆相配用,两者间隙设置,并使上述三角形的高垂直于两叶轮7之间连接线段,并通过该线段的中点;另外,在制做导流壁时,应使其后端面的水平宽度尺寸等于两叶轮轴之周的距离尺寸,这样,可使作用于叶轮叶片上、推动其转动的流体力取得最大值。当然,导流壁后端面水平宽度尺寸设置成略小于或略大于两叶轮轴间距尺寸时,本实用新型也是可以工作的。
上述传动装置主要由变速器10、主动齿轮11、从动齿轮12、传动轴13、传动齿轮16组成。变速器固定联接于托架17上面,用于调整传动装置的输出转速;传动轴13铰接于机架1上;主动齿轮11与叶轮轴7下端固定联接;从动齿轮12、传动齿轮16均固定联接在传动轴13上;主、从动齿轮均为锥齿轮,两者配对设置、传动联接,传动齿轮16与变速器动力输入端齿轮传动联接。
上述发电机固定联接于托加架17上面,并与变速器10输出端联接。
在本实施例中,动力单元的设置数量为4个,这不是唯一的,根据装机容量不同,它还可以是1个、2个、3个或者更多个。另外,每个动力单元中也可以同时设置两个导流壁,并使另一个导流壁对称于上述导流壁9。
实施例二由图2可知,将本实用新型用作潮汐能发电机组时,主要由机架1、动力单元2、传动装置4、发电机5组成。机架1由设置在海底处的基础20、海面上部的平台19及支撑体18构成。
动力单元2由两个叶轮及分别位于该叶轮两侧的两个导流壁9组成。该叶轮及导流壁的结构形式以及两者间的位置关系与实施例一相同,不再累述。组装时,导流壁下端固定联接在基础20上面;平台19通过支撑体18固定联接于导流壁上端部,并使之位于水面上部;叶轮轴的下端铰接于基础上,上端铰接于固定设置在平台下端面上的铰支座上。
上述传动装置由变速器10、主动齿轮11、从动齿轮12、传动轴13及传动齿轮16组成。其中,传动轴铰接于设置在平台下端面上的支座上,其余各部传动联接方式与实施例一相同,不再累述。
在平台上面固定安装一个发电机5、该发电机与上述变速器10输出端联接。
在本实施例中设置了多个动力单元,因而,其装机容易较大。当需要的装机容量较小时,可以相应减少动力单元的数量,直到采用1个动力单元。
在使用中,上述风能及潮汐能发电机组的叶轮轴所在平面应垂于风流3及潮汐流15的流向方向。

Claims (4)

1.一种风能及潮汐能发电机组,它包括机架、发电机、传动装置、动力装置;其特征在于动力装置至少由一个动力单元组成,动力单元由垂直铰接于机架上的两个叶轮以及沿垂直方向固定设置在两叶轮一侧部的一个柱体状导流壁组成;在使用中,所述叶轮轴所在平面垂直于风流或水流的流向方向。
2.根据权利要求1所述的一种风能及潮汐能发电机组,其特征在于所述导流壁断面外形为等腰三角形或者近似等腰三角形,由三角形底边构成的所述导流壁的后端面与所述两叶轮相对,该三角形的高垂直并平分两叶轮轴之间连接线段,所述导流壁后端面水平宽度尺寸至少等于两叶轮轴间距尺寸,并小于两叶轮叶片外侧端最大间距尺寸。
3.根据权利要求2所述的一种风能及潮汐能发电机组,其特征在于所述导流壁后端面由两个与其水平宽度尺寸中心线相对称的圆柱缺面构成,该圆柱缺面与所述叶轮回转外圆面相配用,两者间隙设置。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种风能及潮汐能发电机组,其特征在于所述两叶轮的另一侧部也固定设置一个导流壁,该导流壁与所述导流壁位置对称。
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