一种高空风力发电机组系统及其使用方法

本发明涉及一种高空风力发电机组系统及其使用方法，属于新型清洁能源领域。

背景技术：

1、风力发电是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电，因为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染，风力发电正在世界上形成一股热潮。为提高高空风力发电能源利用效率，本发明申请人在先申请了申请号“202020457823.8”、名称为“一种高转化率高空风力发电装置”的实用新型专利，但申请人在实验室进行该专利的实物转化和试验时，发现该专利技术中传动轴的长度非常长，传动轴大概在几米甚至十几米的长度，且传动轴只有两端转动固定，即便是钢制轴也会发生弯曲，转动起来后弯曲会更加严重，致使刚性连接处及传动轴极易损坏，且会引起较大震动，稳定性极差，无法真正实际应用。

技术实现思路

1、本发明提供一种高空风力发电机组系统及其使用方法，以解决现有特定风力发电机组在传动轴长度过大情况下，装置稳定性差，刚性轴及传动连接处极易损坏，稳定性差的问题。

2、为解决上述问题，拟采用这样一种高空风力发电机组系统，包括发电机、固定座和传动轴，传动轴上沿长度方向分布固定有多组风力叶片，传动轴的两端分别与发电机或固定座通过软连接机构传动连接，软连接机构包括连接盘和“u”型传动皮带，至少两个“u”型传动皮带沿连接盘的圆周方向等间距分布，“u”型传动皮带的两端分别夹设于同轴设置的两个连接盘之间，且所述两个连接盘及“u”型传动皮带的端部通过连接螺栓及配套螺母连接固定，软连接机构两侧的连接盘分别与传动轴、发电机上输入轴或固定座上转轴的端部固定连接。

3、前述高空风力发电机组系统中，该发电机组系统设置于漂浮体内，漂浮体的一端为敞口式的迎风结构，与之相对的漂浮体的另一端开设有长条形的出风口，且漂浮体内由迎风结构至出风口为平滑的平面或曲面的聚风面结构，出风口的上侧或下侧还开设有遮风槽，所述发电机组系统沿出风口的长度方向设置于出风口处，且传动轴上侧或下侧的风力叶片遮蔽于遮风槽内，另一侧的风力叶片暴露于出风口处，发电机和固定座均固定于漂浮体上。

4、前述高空风力发电机组系统中，每个软连接机构包括四个“u”型传动皮带，四个“u”型传动皮带沿连接盘的圆周方向等间距分布固定。

5、前述高空风力发电机组系统中，所述传动轴、输入轴、转轴和连接盘均同轴设置；

6、前述高空风力发电机组系统中，传动轴、输入轴和转轴均为刚性轴；

7、前述高空风力发电机组系统中，每组风力叶片沿传动轴的周向分布固定有至少两片叶片；

8、前述高空风力发电机组系统中，每组风力叶片沿传动轴的周向分布固定有三片叶片；

9、前述高空风力发电机组系统中，沿传动轴的轴向分布固定有至少两个固定座和一个发电机，且相邻两个固定座或相邻固定座与发电机之间均通过软连接机构转动连接有传动轴。

10、前述高空风力发电机组系统中，所述发电机组系统包括两个固定座和一个发电机，发电机设置于两个固定座之间。

11、上述高空风力发电机组系统的使用方法，该方法是将发电机组系统固定于漂浮体内的出风口处，出风口设计为长条形，并使发电机组系统中传动轴上侧或下侧的风力叶片正对出风口的风向路径上，电机组系统中传动轴另一侧风力叶片进行遮挡，风吹向出风口的发电机组系统时，通过风力驱动风力叶片使传动轴转动，传动轴再带动发电机的输入轴转动，实现风能向电能的转化，在传动轴转动过程中，传动轴两端分别通过软连接机构与固定于漂浮体上的发电机或固定座传动连接。

12、与现有技术相比，本发明解决了在先申请号“202020457823.8”、名称为“一种高转化率高空风力发电装置”的高空风力发电系统中传动轴由于长度过大极易损坏，难以真正实际应用的问题，将传动轴两端与发电机或固定座之间的硬性轴连接转化为“u”型皮带的软连接，该利用“u”型皮带的软连接机构在传动轴偏心或有振动的情况下依旧能够将转动能量稳定输送到发电机，即传动轴的偏心和振动不会对发电和传动机构性能造成较大影响，从而保证了能量转化及系统整体的稳定运行，同时，还可通过增设固定座或将发电机设置于系统中部的方式缩短传动轴的长度，进一步增加传动轴及传动连接部件的使用寿命，使利用聚风罩式的高空风力发电系统能够更为安全稳定的实施和运行。

技术特征：

1.一种高空风力发电机组系统，包括发电机(1)、固定座(2)和传动轴(3)，传动轴(3)上沿长度方向分布固定有多组风力叶片(4)，其特征在于：传动轴(3)的两端分别与发电机(1)或固定座(2)通过软连接机构(5)传动连接，软连接机构(5)包括连接盘(51)和“u”型传动皮带(52)，至少两个“u”型传动皮带(52)沿连接盘(51)的圆周方向等间距分布，“u”型传动皮带(52)的两端分别夹设于同轴设置的两个连接盘(51)之间，且所述两个连接盘(51)及“u”型传动皮带(52)的端部通过连接螺栓(53)及配套螺母(54)连接固定，软连接机构(5)两侧的连接盘(51)分别与传动轴(3)、发电机(1)上输入轴(11)或固定座(2)上转轴(21)的端部固定连接。

2.根据权利要求1所述一种高空风力发电机组系统，其特征在于：该发电机组系统设置于漂浮体(6)内，漂浮体(6)的一端为敞口式的迎风结构(61)，与之相对的漂浮体(6)的另一端开设有长条形的出风口(62)，且漂浮体(6)内由迎风结构(61)至出风口(62)为平滑的平面或曲面的聚风面结构，出风口(62)的上侧或下侧还开设有遮风槽(63)，所述发电机组系统沿出风口(62)的长度方向设置于出风口(62)处，且传动轴(3)上侧或下侧的风力叶片(4)遮蔽于遮风槽(63)内，另一侧的风力叶片(4)暴露于出风口(62)处，发电机(1)和固定座(2)均固定于漂浮体(6)上。

3.根据权利要求1所述一种高空风力发电机组系统，其特征在于：每个软连接机构(5)包括四个“u”型传动皮带(52)，四个“u”型传动皮带(52)沿连接盘(51)的圆周方向等间距分布固定。

4.根据权利要求1所述一种高空风力发电机组系统，其特征在于：所述传动轴(3)、输入轴(11)、转轴(21)和连接盘(51)均同轴设置。

5.根据权利要求1所述一种高空风力发电机组系统，其特征在于：传动轴(3)、输入轴(11)和转轴(21)均为刚性轴。

6.根据权利要求1所述一种高空风力发电机组系统，其特征在于：每组风力叶片(4)沿传动轴(3)的周向分布固定有至少两片叶片(4)。

7.根据权利要求6所述一种高空风力发电机组系统，其特征在于：每组风力叶片(4)沿传动轴(3)的周向分布固定有三片叶片(4)。

8.根据权利要求1所述一种高空风力发电机组系统，其特征在于：沿传动轴(3)的轴向分布固定有至少两个固定座(2)和一个发电机(1)，且相邻两个固定座(2)或相邻固定座(2)与发电机(1)之间均通过软连接机构(5)转动连接有传动轴(3)。

9.根据权利要求8所述一种高空风力发电机组系统，其特征在于：所述发电机组系统包括两个固定座(2)和一个发电机(1)，发电机(1)设置于两个固定座(2)之间。

10.权利要求1至9中任一权利要求所述高空风力发电机组系统的使用方法，其特征在于：所述高空风力发电机组系统的使用方法，该方法是将发电机组系统固定于漂浮体(6)内的出风口(62)处，出风口(62)设计为长条形，并使发电机组系统中传动轴(3)上侧或下侧的风力叶片(4)正对出风口(62)的风向路径上，电机组系统中传动轴(3)另一侧风力叶片(4)进行遮挡，风吹向出风口(62)的发电机组系统时，通过风力驱动风力叶片(4)使传动轴(3)转动，传动轴(3)再带动发电机(1)的输入轴转动，实现风能向电能的转化，在传动轴(3)转动过程中，传动轴(3)两端分别通过软连接机构(5)与固定于漂浮体(6)上的发电机(1)或固定座(2)传动连接。

技术总结
本发明提供一种高空风力发电机组系统及其使用方法，传动轴上沿长度方向分布固定有多组风力叶片，传动轴的两端分别与发电机或固定座通过软连接机构传动连接，软连接机构包括连接盘和“U”型传动皮带，至少两个“U”型传动皮带沿连接盘的圆周方向等间距分布，“U”型传动皮带的两端分别夹设于同轴设置的两个连接盘之间，且所述两个连接盘及“U”型传动皮带的端部通过连接螺栓及配套螺母连接固定，软连接机构两侧的连接盘分别与传动轴、发电机上输入轴或固定座上转轴的端部固定连接。以解决现有特定风力发电机组在传动轴长度过大情况下，装置稳定性差，刚性轴及传动连接处极易损坏，稳定性差的问题。属于新型清洁能源领域。

技术研发人员：韩元元
受保护的技术使用者：贵州理工学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15