一种辐条悬挂式风力发电系统的制作方法

本发明涉及清洁能源利用领域，具体的是一种辐条悬挂式风力发电系统。

背景技术：

1、风能作为最重要和最成熟的可再生清洁能源，具有蕴藏量丰富，分布广，无污染等持点。风力机都是将风的动能转化为机械能，推动交流感应发电机产生电能。现代风力发电机可以分为水平轴风力机和垂直轴风力机，具有两个或三个片的水平轴风力机是最为常见的。垂直轴风力机因中心垂直轴和悬空叶片支架限制，一般输出功率较小，难以大型化，或大功率可工业化垂直轴风力机的生产成本过高；发电效率低也是垂直轴风力机市场化的一大障碍。

2、变桨和偏航机构也给水平轴风力机带来诸多隐患；高增速比齿轮箱则既影响风能转化效率，又容易产生磨损、损坏；大型水平轴风力机的超长叶片，超高塔架，超重齿轮箱也给安装和维护带来较大困难；发电成本也有待进一步降低。噪声仍然是风力发电机普遍存在的问题。

3、高效率、低成本、低噪声，能直接靠近用户的大型风力发电技术仍是行业发展的目标。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种辐条悬挂式风力发电系统。

2、为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

3、一种辐条悬挂式风力发电系统，包括集热旋风塔架、风轮、发电机和中心支柱；所述集热旋风塔架中心设置有风轮，所述风轮包括回转台、辐条支架、轴承和叶片，所述回转台中部与中心支柱转动连接，所述辐条支架上端通过轴承与中心支柱上端转动连接，下端与回转台固定连接，所述辐条支架各角均设置有叶片，所述集热旋风塔架上设置有多个集风旋风板，且集风旋风板与叶片的位置一一对应，所述集风旋风板用于进行吸光集热，向热泵提供热能，以及将风汇聚到一侧形成涡轮螺旋式推力，从风轮迎风面推动叶片带动风轮转动，所述风轮用于通过辐条支架驱动回转台绕中心支柱旋转并通过齿轮传动带动发电机的转子旋转发电。

4、进一步的，所述辐条支架外侧为正多边形棱柱框架，所述叶片设置在每条棱的外侧，所述叶片包括竖直设置的两块导风板，两块导风板相互倾斜形成喇叭形，两块导风板两端之间的间隙形成进风口和出风口，且进风口的宽度大于出风口的宽度，进风口处的靠近辐条支架一侧的导风板相比另一个导风板向外延伸一段，用于将风导向进风口内。

5、进一步的，所述导风板包括外框架和复合织物，复合织物四周固定在外框架上。

6、进一步的，还包括制动器，所述制动器设置在回转台的齿轮上，用于对风轮进行制动。

7、进一步的，所述轴承为推力轴承或磁悬浮轴承，用于使得辐条支架上端悬挂在中心支柱上。

8、进一步的，所述集风旋风板位于叶片的进风口外侧且上端向叶片倾斜，所述集风旋风板相对于竖直平面的倾斜角β为10-40°，所有集风旋风板的最靠近集热旋风塔架中心的内侧顶点均位于第一圆周上，所有集风旋风板的最远离集热旋风塔架中心的外侧顶点均位于第二圆周上，所述第二圆周的半径r2为第一圆周的半径r1的1.1-1.3倍,所述第一圆周和第二圆周的圆心均位于集热旋风塔架的轴线上，所述集风旋风板用于在叶片外侧形成涡流螺旋风。

9、进一步的，由多个单层聚风集热发电机构堆叠组成，每个单层聚风集热发电机构均包括集热旋风塔架、风轮、发电机和中心支柱。

10、本发明采用以上技术方案后，与现有技术相比，具有以下优点：

11、本发明的风力发电系统无垂直轴，无悬空叶片支架，安全可靠，易于安装维修，使用寿命长，噪声小，发电成本低；既可单层安装于屋顶，又可多层垂直叠加，以构建大型风力发电系统。

12、本发明采用以推力轴承/磁悬浮轴承+回转台+辐条+叶片构建的风轮，不仅可以使中心支柱可以承力，减少桁梁跨度，降低建造成本，从而使得垂直型风力发电机的直径可以无限加大，提高单层发电量；这种悬挂式风轮重量轻，风轮运转时的摩擦力小；既方便安装，又降低生产成本；而且，回转台齿轮可以形成较高的增速比，无需另加高增速比齿轮箱，减少了齿轮的变化，既增加了动态稳定性，又降低了气动噪声和机械噪声，且减少了效率损失，降低了发电成本；

13、本发明的一种辐条悬挂式风力发电系统可以完全不受自然风向变化的影响，回转台齿轮可以连接多台发电机，以电控方式按风力大小启动，对风能能流的波动性和间歇性也有很好的适用性；且发电率高，运行安全可靠，易于安装维护，使用寿命长，噪声小，发电成本低；既可单层安装于高楼屋顶，也可多层垂直叠加，构建成高层塔楼式大型风力电场和热能供应站；

14、本发明采用的集热旋风塔架，集塔架支撑、集风旋风和吸光集热功能于一体，当有风时，通过集风旋风汇聚风力，无论从任何一个方向来风都汇聚到一侧形成推力，并减少回转侧的阻力；使得启动风速要求大大降低，从而提高风能的利用效率；当有太阳光时，吸光集热板吸光集热，为热泵提供热源；集热旋风塔架顶部还可以安装光伏板发电；占地面积小，制造成本低，风能、太阳能互补利用。

15、下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

技术特征：

1.一种辐条悬挂式风力发电系统，其特征在于，包括集热旋风塔架、风轮、发电机和中心支柱；所述集热旋风塔架中心设置有风轮，所述风轮包括回转台、辐条支架、轴承和叶片，所述回转台中部与中心支柱转动连接，所述辐条支架上端通过轴承与中心支柱上端转动连接，下端与回转台固定连接，所述辐条支架各角均设置有叶片，所述集热旋风塔架上设置有多个集风旋风板，且集风旋风板与叶片的位置一一对应，所述集风旋风板用于进行吸光集热，向热泵提供热能，以及将风汇聚到一侧形成涡轮螺旋式推力，从风轮迎风面推动叶片带动风轮转动，所述风轮用于通过辐条支架驱动回转台绕中心支柱旋转并通过齿轮传动带动发电机的转子旋转发电。

2.根据权利要求1所述的一种辐条悬挂式风力发电系统，其特征在于，所述辐条支架外侧为正多边形棱柱框架，所述叶片设置在每条棱的外侧，所述叶片包括竖直设置的两块导风板，两块导风板相互倾斜形成喇叭形，两块导风板两端之间的间隙形成进风口和出风口，且进风口的宽度大于出风口的宽度，进风口处的靠近辐条支架一侧的导风板相比另一个导风板向外延伸一段，用于将风导向进风口内。

3.根据权利要求1所述的一种辐条悬挂式风力发电系统，其特征在于，所述导风板包括外框架和复合织物，复合织物四周固定在外框架上。

4.根据权利要求1所述的一种辐条悬挂式风力发电系统，其特征在于，还包括制动器，所述制动器设置在回转台的齿轮上，用于对风轮进行制动。

5.根据权利要求1所述的一种辐条悬挂式风力发电系统，其特征在于，所述轴承为推力轴承或磁悬浮轴承，用于使得辐条支架上端悬挂在中心支柱上。

6.根据权利要求1所述的一种辐条悬挂式风力发电系统，其特征在于，所述集风旋风板位于叶片的进风口外侧且上端向叶片倾斜，所述集风旋风板相对于竖直平面的倾斜角β为10-40°，所有集风旋风板的最靠近集热旋风塔架中心的内侧顶点均位于第一圆周上，所有集风旋风板的最远离集热旋风塔架中心的外侧顶点均位于第二圆周上，所述第二圆周的半径r2为第一圆周的半径r1的1.1-1.3倍,所述第一圆周和第二圆周的圆心均位于集热旋风塔架的轴线上，所述集风旋风板用于在叶片外侧形成涡流螺旋风。

7.根据权利要求1所述的一种辐条悬挂式风力发电系统，其特征在于，由多个单层聚风集热发电机构堆叠组成，每个单层聚风集热发电机构均包括集热旋风塔架、风轮、发电机和中心支柱。

技术总结
本发明涉及一种辐条悬挂式风力发电系统，包括集热旋风塔架、风轮、发电机，制动器，中心支柱；集热旋风塔架集塔架支撑、集风旋风和吸光集热功能于一体；风轮包括回转台，辐条、轴承和叶片；轴承固定在每一层中心支柱的上部，以辐条分别于叶片的上下钢圈连接；发电机，制动器以齿轮与回转台连接；回转台以辐条与叶片下钢圈连接；系统利用集风旋风板从风轮迎风面推动风轮叶片，以使风轮旋转，通过辐条驱动回转台旋转并通过齿轮传动带动发电机的转子旋转发电。本发明的风力发电系统无垂直轴，无悬空叶片支架，安全可靠，易于安装维修，使用寿命长，噪声小，发电成本低；既可单层安装于屋顶，又可多层垂直叠加，以构建大型风力发电系统。

技术研发人员：曾庆福,官超,曾凡宸
受保护的技术使用者：广州伊东科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27