聚风双轮同步式风力发电风机的制作方法

文档序号:25992807发布日期:2021-07-23 21:05阅读:135来源:国知局
聚风双轮同步式风力发电风机的制作方法

技术领域:

本发明涉及一种新型风力发电轮式机械装置



背景技术:

传统风力发电风机风能利用率低,风叶过大,制造技术难度大,造价高不利于推广,风速过大时不能自我防护,靠外加设备,不仅增加成本,还有安全隐患。



技术实现要素:

为解决风能利用率低,风叶过大制造投术难度大成本高,存在安全隐患等问题,本发明提供了一种聚风双轮同步式风力发电风机。

当前传统风力发电机由巨大的风叶和巨型支拄构成,依靠风叶曲面风气流分力推动发电。风能利用率低,寻风转向要增加风向感应器及驱动电机实现,这增加了成本;风速过大时靠另外设备调整风叶角度的来防止风损,一旦此设备出现故障,风机可能受损,存在安全隐患。风叶巨大,建造技术要求高,要专业工厂生产制造,且成本大,一般工厂不能生产制造,运输安装成本也高,不利于推广。本发明的聚风双轮同步风力发电风机,自动寻风转向不需要另加设备,聚风板的独特设计,风速小时聚风,提高风能利用率,风速过大时泄风,自动保护风机,无安全隐患。同步双轮设计能便本风机与传统风机在输出功率相同条件下,风叶长度大大减小,且形状材质无严格要求,提高风能利用率,易于建造,普通机械制造工厂都可建造生产,且成本较低利于推广。风机安装在塔杆类支柱顶部的,由于风叶不像传统风机风叶那么长,可以设置地锚稳固如图3所示,减少基础建筑挆资。整体结构原理模型如图1所示。

聚风板结构部分:见图1和图5,当风气流从聚风板框进入风机,通过图中聚风板1、2、3、4围成的聚风斗,聚合后吹向风叶轮12的左半边;通过聚风板5、6、7、8围成的聚风斗聚合后,吹向风叶轮13的右半边,同步齿轮16分别固定在风叶轮轴14、15上,两风叶轮通过同步齿轮保障风叶等速合力运转发电,而风叶运转的逆风面,在没有聚风机4,5情况下是风叶运转发电的阻力面,吹向此区域的风气流,被聚风板4,5屏蔽导流聚合成有用动力风气流吹向风叶发电。

泄风结构机制:8块话页聚风板通过弹簧轴11安装在聚风板框架10上,并且聚风板板而上装有同样功能的话页弹簧轴聚风板窗9,当风速过大时,装在聚风板1,2,3,6,7,8上的活页弹簧轴板窗弹力较小的先被吹开泄风,风速再大时聚风板1,2,3,6,7,8和聚风板4,5上的板窗,因轴弹力不等被依次吹开泄风,风速特大时包括轴弹力最大的聚风板4,5全部被吹开泄风,从而在不影响风叶运转发电的情况下,保护风机免受风损。

双轮同步风叶组部分:如图1,图6,由风叶12,13,风叶轴14,15,同步齿轮16构成,通过轴承30固定在机体上下面18,19上,风叶组有两种结构方式,如图2图4所示,图2a图4a风叶组轴距略大于风叶运转半径,风叶运转时呈″齿合”状态,风叶以齿合要求,每轮风叶个数可设计成2个,3个,4个,形状可做成平面或曲面。这种结构的优点是聚风板4,5可节省面积,缺点是风叶形状和个数因齿合需要受限。图2,图4b,风叶组轴距略大于风叶运转直径,聚风板4,5面积较大,优点是风叶形状个数可自由设计,能做得更坚固更高效利用风能。发电机可连接任一风叶轴发电。可根据实际需要选择其中一种。

机体部分:见图1,图7由平面板17,18,19,20,和曲面板21,22,构成相对密封的空间,上面有4个轴承座用于安装风叶轮组,起导流增风压增风效作用。曲面板曲度是风叶运转时,风叶外端形成的弧度,大小是相临两风叶外端连线与风向平行时相交于曲面上切割的最小面积。

寻风转向部分:当风从任一方向吹向风机由底座(包括平台29,中心柱23,轨道28,主柱转向轴承24)与支架系统(包括轨道轮27,支架腿26,支架25,)构成寻风转向结构,由偏心原理实现自动寻风转向功能。节省传统风机另装风向感应器及驱动电机等设备成本。在将风车安装塔杆类顶端时‘如图3所示,则增加支撑1和主轴转向轴承7替代图1中的底座及其它转向机构实现寻风转向。因风叶不同于传统风机的风叶可设置地锚3加固,减小基础建筑挆资。

附图说明:

图1为本发明风机整体结构示意图,标记1.聚风板1,2.聚风板2,3.聚风板3,4.聚风板4,5.聚风板5,6.聚风板6,7.聚风板7,8.聚风板8,9.聚风板窗(同形状8个),10.聚风板框架(24条边),11.聚风板弹簧轴(同形状8个),12.四叶风叶轮左轮风叶,13.四叶风叶轮右轮风叶,14.左风叶轮轴,15.右风叶轮轴,16.同步齿轮(2个),17.机体上面,18.机体下面,19.机体左面,20.机体右面,21.机体左曲面,22.机体右曲面,23.主轴柱,24.主轴柱轴承,25.支架,26.支架腿(同形状2个),27.支架腿轮(同形状2个),28.轨道,29.底座平台,30.风叶轴轴承(同形状4个)。

图2是两种四叶平面风叶组聚风原理截面图,其中图2a为风叶齿合状态图(风叶轴距略大于风叶运转半径),图2b为风叶不齿合紧邻状态(风叶轴距略大于风叶运行直径)。箭头为风气流方向,标号2.聚风板2,4.聚风板4,5.聚风板5,7.聚风板7,12.风叶轮左轮风叶,13.风叶轮右轮风叶,14.左风叶轮轴,15.右风叶轮轴。

图4是曲面三叶齿合风叶组和多叶不齿合风叶组聚风原理截面图,标号4,5,2,7为聚风板,12.左风叶轮风叶,13.右风叶轮风叶,14.左风叶轮轴,15.右风叶轮轴,其中箭头方向为风气流方向,图4a为曲面三叶齿合状态图,图4b为曲面多叶不齿合状图。

图3为风机置于塔杆类支承物顶端示意图,标号1.外加稳固支撑,2.风机支架,3.地锚线,4.主轴柱,5.6.主轴转向轴承,7.外加支撑转向轴承,8.塔杆。

图5为聚风板结构部分及其在风机的位置图,标号1.2.3.4.5.6.7.8.为聚风板,9.聚风板窗(同形状8个),10聚风板框架(共24条边构成),11.聚风板弹簧轴(同形状8个),12.聚风板在本发明风机的位置。

图6为风叶组和同步齿轮及其在风机的位置图,标号1.同步齿轮组在风机的位置,2.风叶组在风机的位置,12.四叶风叶组左风叶,13.四叶风叶组右风叶,14.左风叶轮轴,15.右风叶轮轴,16.同步齿轮,30.风叶轴轴承(同形状4个)。

图7为机体部分结构及其在风机的位置,标号1.机体在风机的位置17.机体上面板,18.机体下面板,19.机体左面板,20.机体右面板,21.机体左曲面板,22.机体右曲面板。

图8为本发明风机简介图,本图定为本发明说明书摘要附图,标号1.聚风板,2.风叶组,3.机体,4.同步齿轮,5.聚风板窗,6.支架,7.塔杆,8.地锚,9.底座。

具体实施方式:以上说明都是以结构原理模型为对象,在实际建设中可根据地理,经济等条件因地制宜调整设计和建造。

本发明设计方案,与现有技术相比,可以达到以下技术效果:

1,提高单位面积的风能利用率

2,有自动保护功能,防止风速过大损坏设备的效果更好

3,风叶制造技术及材料要求不严格,普通机械制造工厂可生产

4,同输出功率的风机,建造成本较低,易于推广。

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