一种用于风力发电系统的上风力发电系统的制作方法

本实用新型涉及发电技术领域，具体而言，涉及一种用于风力发电系统的上风力发电系统。

背景技术：

随着社会的不断进步，人类对能源应用的需求越来越大。风能等可再生自然能源的应用越来越普遍。太阳能、风能越来越多的被推广到各个领域，风光互补型太阳能供电系统应运而生。现有技术的风光互补型太阳能供电系统由太阳能电池板、风机系统、太阳能控制器、蓄电池等组成。风机系统包含风力发电机和风机控制器。太阳能控制器可用来控制太阳能电池板、控制对蓄电池的充放电、控制系统电流输出的开启和关闭。风力发电机输出的电流经风机控制器整流后直接连接在蓄电池母线上，当风力发电机输出电压较低时，风力发电机不能从蓄电池脱离，以致蓄电池向风力发电机反灌电流，从而对风光互补型太阳能供电系统造成损害。但现有技术中对于风力发电设备的利用率不高而且对环境要求比较高，从而造成了发电的成本较高。

例如授权公告号为CN 102996358 B的中国发明专利，其公开了一种综合能源风道井发电站的风力发电装置，所述风道井发电站包括一垂直于地面并在基部设置有数个进气道的风道井，所述基部周围环绕有太阳能预热室，所述风道井中设置一个以上风力发电装置，所述风力发电装置设置于风道井内部，其包括一具有缩径部的变径涵道装置 ；一发电机设置于该涵道装置内 ；一用以驱动发电机转动的叶轮设置于所述涵道装置内缩径部的最小直径处，并连接于发电机的转子轴上 ；所述转子轴穿过该发电机，其穿出端连接有一压气涡轮，其相对于所述叶轮位于所述涵道装置的进风方向，从而有效提高气流的做功效率。该发电装置只是在风道井的内部设置涡轮装置进行发电，对该发电装置的利用率不高，发电效率较低。

又例如公布号为CN 103161325 B的中国发明专利，其公开了一种太阳能风塔发电建筑，具体而言，包括太阳能风塔建筑、太阳能风塔建筑底部外围、风塔顶部、消声器装置、多组小型风扇发电机、多组太阳能电池板、高压空气定向启动装置管道、涡轮涡扇发电机组、送风漏斗、压风管道、高压强力送风机、风道井进风口、热水循环管道、多个太阳能环形热水器、生活用水管道、多级涡轮涡扇发电装置管道、太阳能风塔建筑顶部小型风扇发电机、太阳能风塔建筑底部。其中，自然风通过风道井进风口、进风道进入多级涡轮涡扇发电装置管道并驱动涡轮涡扇发电机组发电。该发电建筑只是在风道井的内部设置涡轮装置进行发电，对该发电装置的利用率不高，发电效率较低。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的上述技术缺陷，本实用新型的目的在于提供一种风力发电系统， 解决现有技术中发电设备的利用率低、发电效率低、发电成本高、对环境要求较高的问题。

为了实现上述设计目的，本实用新型采用的方案如下：

一种用于风力发电系统的上风力发电系统，其位于整个风力发电系统的顶部，包括转动轴、发电轴和发电机；转动轴包括转动轴上端和转动轴下端，所述转动轴上还设有多个内叶片和多个外叶片。

优选的是，所述转动轴上端上均匀分布多个风叶上杆；转动轴下端上均匀分布多个风叶下杆。

在上述任一方案中优选的是，所述内叶片和外叶片位于风叶上杆与风叶下杆之间。

在上述任一方案中优选的是，所述内叶片和外叶片均为5个。

在上述任一方案中优选的是，所述风叶上杆与风叶下杆上均设有滑道，分别为第一滑道和第二滑道。

在上述任一方案中优选的是，所述滑道内设有滑动中心轴。

在上述任一方案中优选的是，所述内叶片和外叶片上均设有外轴和内轴；内叶片和外叶片的外轴内均设有转轴。

在上述任一方案中优选的是，所述外叶片的外轴内的转轴固定在风叶上杆与风叶下杆的端部；内叶片的外轴与滑动中心轴连接。

在上述任一方案中优选的是，所述外叶片和内叶片均呈矩形状。

在上述任一方案中优选的是，所述外叶片的长边长度大于内叶片的长边长度。

在上述任一方案中优选的是，所述外叶片绕其转轴360度旋转；内叶片绕其外轴360度旋转。

在上述任一方案中优选的是，所述外叶片和内叶片选用帆布或者金属材料。

附图说明

图1为按照本实用新型的风力发电系统的一优选实施例的主视图。

图2为按照本实用新型的风力发电系统的图1所示实施例的后视图。

图3为按照本实用新型的风力发电系统的图1所示实施例的左视图。

图4为按照本实用新型的风力发电系统的图1所示实施例的右视图。

图5为按照本实用新型的风力发电系统的图1所示实施例中上风力发电系统的结构示意图。

图6为按照本实用新型的风力发电系统的图1所示实施例中上风力发电系统的俯视图。

图7为按照本实用新型的风力发电系统的图1所示实施例中上风力发电系统的第一工作状态图。

图8为按照本实用新型的风力发电系统的图1所示实施例中上风力发电系统的第一工作状态图。

图9为按照本实用新型的风力发电系统的图1所示实施例中上风力发电系统的第二工作状态图。

图10为按照本实用新型的风力发电系统的图1所示实施例中上风力发电系统的停止工作的状态图。

具体实施方式

以下的说明本质上仅仅是示例性的而并不是为了限制本公开、应用或用途。下面结合说明书附图对本实用新型风力发电系统的具体实施方式作进一步的说明。

如图1-图4所示，按照本实用新型的风力发电系统的一优选实施例的结构示意图。本实用新型的一种风力发电系统，包括风塔发电建筑，所述风塔发电建筑的底部有基座10支撑；所述风塔发电建筑包括外支架2、内支架4和筒壁6，该建筑的内部、外部和上部均设有发电系统，所述风塔发电建筑的内部设有内部扇叶垂直轴风力发电机7；所述风塔发电建筑包含内外两层钢结构支架，两层钢结构支架内分别设有内风力发电机5和垂直轴风力发电机3；所述风塔发电建筑的顶部设有上风力发电系统1。本实用新型的风塔发电建筑内、外以及顶部均能够发电，提高了发电效率、降低了成本。

在本实施例中，所述风塔发电建筑的下端设有进风门8（为内部发电系统提供进风通道和方便工作人员进入进行检修）、下进风道11、外送风口12（对外部发电系统提供风能）、内送风口13（对内部发电系统提供风能）和轴流式风机9；轴流式风机9与下进风道11连接，为内部发电系统提供风能。

在本实施例中，所述风塔发电建筑还包括轴流风机室14、配变电控制室15和空气储能室16。

在本实施例中，所述转动轴103通过托盘107支撑在转动轴下座106内。

在本实施例中，所述上风力发电系统1通过下支架114和支座116固定在风塔发电建筑的顶部。

在本实施例中，所述托盘107由支架套110支撑，并且与发电轴111连接。

在本实施例中，所述托盘107与支架套110接触部位设有第一轴承108。

在本实施例中，所述支架套110位于发电轴111的外部，对发电轴111进行支撑、保护。

在本实施例中，所述支架套110与发电轴111之间设有第二轴承109。

在本实施例中，所述发电机115与发电轴111固定连接。工作过程中，发电机115驱动上风力发电系统1进行发电。

在本实施例中，所述发电机115与发电轴111的连接处设有第三轴承112和密封圈113。

在本实施例中，所述风塔发电建筑的外部由钢结构架子支持，该钢结构架子为三角形或正五边形或正六边形的架子，当然也可以根据需要选择其它形状的钢结构架子，如正方形、圆形、正八边形等。

如图5、图6所示，按照本实用新型的风力发电系统的图1所示实施例中上风力发电系统的结构示意图。

在本实施例中，所述上风力发电系统1包括转动轴103、发电轴111和发电机115；转动轴103包括转动轴上端101和转动轴下端104，所述转动轴103上还设有多个内叶片120和多个外叶片119。

在本实施例中，所述转动轴上端101上均匀分布多个风叶上杆102；转动轴下端104上均匀分布多个风叶下杆105。

在本实施例中，所述内叶片120和外叶片119位于风叶上杆102与风叶下杆105之间。

在本实施例中，所述内叶片120和外叶片119均为5个。

在本实施例中，所述风叶上杆102与风叶下杆105上均设有滑道，分别为第一滑道117和第二滑道118。

在本实施例中，所述滑道内设有滑动中心轴。

在本实施例中，所述内叶片120和外叶片119上均设有外轴和内轴；内叶片120和外叶片119的外轴内均设有转轴。

在本实施例中，所述外叶片119的外轴内的转轴固定在风叶上杆102与风叶下杆105的端部；内叶片120的外轴与滑动中心轴连接。

在本实施例中，所述外叶片119和内叶片120均呈矩形状。

在本实施例中，所述外叶片119的长边长度大于内叶片120的长边长度。

在本实施例中，所述外叶片119和内叶片120选用帆布或者金属材料。

由于外叶片119的长边长度大于内叶片120的长边长度，工作时内叶片120处于迎风面，外叶片119的内轴将被内叶片120的内轴遮挡，外叶片119和内叶片120转动过程中带动发电机115的转动进行发电；当内叶片120旋转到一定的角度时，不需要迎风，需要减小风阻即内叶片120的叶面处于打开的状态，这时内叶片120的外轴沿着滑道向转动轴103滑动，那么外叶片119的内轴就没有遮挡的，就会打开叶片，与风同一个方向，同时风叶上杆102与风叶下杆105上的滑动中心轴也沿着滑道向转动轴103滑动，内叶片120的内边就也没有被遮挡也就随着风向一致，减小了风阻，使其更好地转动。

在本实施例中，所述外叶片119绕其转轴360度旋转；内叶片120绕其外轴360度旋转。

本实用新型的上风力发电系统中叶片的工作原理为：每个风叶上均设有内、外两个叶片，外叶片119的长度大于内叶片120长度，在迎风面的时候，外叶片119的外轴固定在风叶上杆102与风叶下杆105仅可以绕其转轴进行360度的旋转；外叶片119的内边是靠内叶面的外轴遮挡，这样就可以达到迎风的状态。

内叶片120的外轴是固定到风叶上杆102与风叶下杆105上的滑道上，内叶片120的叶面不仅可以绕着其外轴360度旋转，还可以随着滑道滑动；内叶片120的内边是依靠滑道内的滑动中心轴遮挡，这也可以达到迎风的状态。

当内叶片120旋转到一定的角度时，不需要迎风，需要减小风阻即内叶片120的叶面处于打开的状态，这时内叶片120的外轴沿着滑道向转动轴103滑动，那么外叶片119的内轴就没有遮挡的，就会打开叶片，与风同一个方向，同时风叶上杆102与风叶下杆105上的滑动中心轴也沿着滑道向转动轴103滑动，内叶片120的内边就也没有被遮挡也就随着风向一致，减小了风阻，使其更好地转动。

当需要迎风的时候，滑道带动外叶片119的外轴和内叶片120的内轴回到原来的外置就可以继续迎风状态工作。

如图7-图10所示，按照本实用新型的风力发电系统的图1所示实施例中上风力发电系统的工作状态图。

本实用新型的风力发电系统中上风力发电系统的工作原理为：在正常工作的状况下，假设开始状态如图7所示的第一工作状态，当整个风叶旋转36度以后风叶状态就达到第一工作状态所示的位置（如图7所示），第一叶片从第一工作状态到第二工作状态的位置（如图8所示）都是迎风状态，所以第一叶片上的内叶片120和外叶片119都处于工作状态；第二叶片从第一工作状态到第二工作状态过了迎风面，为了减小阻力第二叶片的内叶片120和外叶片119均处于打开状态，保持与风向同向，这样就可以减小风的阻力；第三叶片与第四叶片都与第三叶片一样，第五叶片与第一叶片是一样的在36度方向内都为迎风面，处于工作状态；当再旋转36度，就是从第二工作状态到第三工作状态（如图9所示）时，其工作状态类似于上一个状态一样第一叶片、第四叶片和第五叶片处于工作状态，第二叶片和第三叶片处于打开状态，减小阻力状态，以此类推不停地旋转下去。

如果遇到风太大，转速太高，那么就需要停止转动，就达到了停止工作状态，如图10所示的停止工作状态。这时候所有风叶的内叶片120和外叶片119都打开了，都与风向在同一个风向，没有迎风面，这样外叶片119和内叶片120转动过程中就不会带动发电机115的转动进行发电，就达到了停机的状态。

本领域技术人员不难理解，本实用新型的风力发电系统包括本说明书中各部分的任意组合。限于篇幅且为了使说明书简明，在此没有将这些组合一一详细介绍，但看过本说明书后，由本说明书构成的各部分的任意组合构成的本实用新型的范围已经不言自明。