專利名稱：垂直立軸多級重疊高效風能發(fā)電機組的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種發(fā)電機組，特別是一種垂直立軸多級重疊高效風能發(fā)電機
組，屬機械領域。
背景技術：
我國是能源消耗大國。改革開放以來，我國國民經濟快速發(fā)展，對能源的需求越來越大，能源消耗與能源供給之間的矛盾日益突出，甚至到了制約我國國民經濟發(fā)展的程度。為了應對這一矛盾，我國于2005年通過了《中華人民共和國可再生能源法》，將風能、太陽能、水能、生物質能、地熱能、海洋能等非化石能源一并列入可再生能源，成為能源發(fā)展的優(yōu)先領域。國家提倡并鼓勵各種所有制經濟主體參與可再生能源的開發(fā)利用，依法保護可再生能源開放利用這的合法利益。 從目前國內風電設備競爭格局來看，主要以國外品牌設備為主，但價位高，低回報率的現(xiàn)實，使風電運營企業(yè)陷入進退兩難的尷尬境地，多在虧本中經營。而且，國內風電機制造企業(yè)還是以三槳葉式風力發(fā)電機組為主，沒有從本質上進一步突破，機組造價高，裝機周期長，風場選擇要求高，占地面積大，風能利用不徹底，遠距離輸電解決不好等問題還十分突出，與國外同類風電機產品相比競爭力還不強。2008-08-13，中國專利局公開了一種名為"渦流風力發(fā)電裝置"的實用新型專利(公告號201100218)，該發(fā)電裝置包括基座和發(fā)電單元，數(shù)個發(fā)電單元設于基座上，包括集風罩、渦流通道管和發(fā)電機，集風罩呈喇叭狀，分別設于渦流通道管的兩端，并與渦流通道管連通；渦流通道管內設有渦葉和轉軸，轉軸一端設有傳動部件，并伸入一端的集風罩內與發(fā)電機連接。該發(fā)電裝置通過集風罩在渦流通道管內產生渦流，快速推動渦葉旋轉并帶動發(fā)電機發(fā)電。該發(fā)電裝置相比傳統(tǒng)三槳葉式風力發(fā)電機組提高了風能的利用率，但仍存在機組造價高，裝機周期長，風場選擇要求高，占地面積大的問題，而且風能利用不徹底，遠距離輸電解決不好的問題。
發(fā)明內容本實用新型為解決現(xiàn)有技術的上述不足之處，提供一種垂直立軸多級重疊高效風能發(fā)電機組。本實用新型不僅提高了風能利用與風場空間利用率，同時減少了鋼材用量，降低了風能發(fā)電成本。 為達到上述技術效果，本實用新型采用如下技術方案 —種垂直立軸多級重疊高效風能發(fā)電機組，包括固定設置在地基上的主框架，其特征在于所述發(fā)電機組由三個重疊的發(fā)電單元構成，發(fā)電單元之間通過聯(lián)軸器連接，每個發(fā)電單元包括主機軸、固定設置在主機軸上的葉片、設于主框架上的集風控制系統(tǒng)，所述主機軸通過增速器與發(fā)電機連接。 所述集風控制系統(tǒng)包括集風導向板、集風板支撐與導向裝置、集風控制驅動系統(tǒng)。[0008] 所述主機軸由三根軸通過柔性連接件連接構成，每根軸由兩個軸頭、空心軸和焊接法蘭構成，所述軸頭分別通過空心軸與焊接法蘭固定連接，上、下軸分別通過柔性連接件與中間軸連接。 所述葉片迎風面中空內凹，出風面光滑外凸，其曲面曲率隨著遠離旋轉軸而逐漸增大。 所述主機軸與葉片之間通過螺栓連接。 所述集風控制系統(tǒng)通過螺栓固定設于主框架上。 所述發(fā)電機為雙饋式發(fā)電機。 地基與主框架之間設有鋼繩。 本實用新型利用集風與風力導向原理，使風力動力機風葉的受力面與風向互為直角，風力直射，直接推動發(fā)電機風葉沿水平方向旋轉。因此下風向不會產生渦流，風機間距可以減小。為了增大集風量，提高風力，增大風力動力機速度與功率，垂直立軸多級重疊高效風能發(fā)電機組增加了集風板系統(tǒng)，調節(jié)集風板角度，可以控制風力動力機的受風量，調節(jié)發(fā)動機的轉速。當風速超過上限時，通過調節(jié)集風板開合改變風力動力機的受風量，使風力動力機始終處于平衡狀態(tài)。調節(jié)集風板可以使風力發(fā)電機工作倒最大工作風速，當風速超出最大工作風速時，集風板完全閉合，風力發(fā)電機停止工作，起到保護發(fā)電機系統(tǒng)的作用。地基與主框架之間設于鋼繩，用以加強放電機組的穩(wěn)固性。 本風能發(fā)電機組適用范圍極廣。與國內外普遍采用的三槳葉式風力發(fā)電機相比，本機高度僅是其高度的1/3，旋轉速度高，平衡性更好，不需要塔架與轉向裝置，無噪音，可安放在城鄉(xiāng)高層建筑物上，便于與電網和其它電力設備并網發(fā)電。本實用新型結構簡單、成本低、裝機周期短、對風場的適用范圍廣且對風能利用徹底、發(fā)電效果好，適于推廣應用。
圖1為本實用新型結構示意圖。[0017] 圖2為圖1的俯視圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步描述，如圖1和圖2所示，本實用新型為一種垂直立軸多級重疊高效風能發(fā)電機組包括固定設置在地基上的主框架l，所述發(fā)電機組由三個重疊的發(fā)電單元構成，發(fā)電單元之間通過聯(lián)軸器連接，每個發(fā)電單元包括主機軸4、固定設置在主機軸4上的葉片3、設于主框架1上的集風控制系統(tǒng)2，所述主機軸4上設有增速器5與發(fā)電機6。所述集風控制系統(tǒng)2包括集風導向板、集風板支撐與導向裝置、集風控制驅動系統(tǒng)。所述主機軸4由三根軸通過柔性連接件連接構成，每根軸由兩個軸頭、空心軸和焊接法蘭構成，所述軸頭分別通過空心軸與焊接法蘭固定連接，上、下軸分別通過柔性連接件與中間軸連接。所述葉片3迎風面中空內凹，出風面光滑外凸，其曲面曲率隨著遠離旋轉軸而逐漸增大。所述主機軸4與葉片3之間通過螺栓連接。所述集風控制系統(tǒng)2通過螺栓固定設于主框架l上。所述發(fā)電機6為雙饋式發(fā)電機。本實用新型利用集風與風力導向原理，使風力動力機葉片3的受力面與風向互為直角，風力直射，直接推動發(fā)電機葉片3沿水平方向旋轉。因此下風向不會產生渦流，風機間距可以減小。為了增大集風量，提高風力，增大風力動力機速度與功率，垂直立軸多級重疊高效風能發(fā)電機組增加了集風板系統(tǒng)，調節(jié)集風板角度，可以控制風力動力機的受風量，調節(jié)發(fā)動機的轉速。當風速超過上限時，通過調節(jié)集風板開合改變風力動力機的受風量，使風力動力機始終處于平衡狀態(tài)。調節(jié)集風板可以使風力發(fā)電機工作倒最大工作風速，當風速超出最大工作風速時，集風板完全閉合，風力發(fā)電機停止工作，起到保護發(fā)電機系統(tǒng)的作用。地基8與主框架1之間設有鋼繩7，用以加強放電機組的穩(wěn)固性。本風能發(fā)電機組適用范圍極廣。與國內外普遍采用的三槳葉式風力發(fā)電機相比，本機高度僅是其高度的1/3，旋轉速度高，平衡性更好，不需要塔架與轉向裝置，無噪音，可安放在城鄉(xiāng)高層建筑物上，便于與電網和其它電力設備并網發(fā)電。本實用新型結構簡單、成本低、裝機周期短、對風場的適用范圍廣且對風能利用徹底、發(fā)電效果好，適于推廣應用。
權利要求一種垂直立軸多級重疊高效風能發(fā)電機組，包括固定設置在地基(8)上的主框架(1)，其特征在于所述發(fā)電機組由三個重疊的發(fā)電單元構成，發(fā)電單元之間通過聯(lián)軸器連接，每個發(fā)電單元包括主機軸(4)、固定設置在主機軸(4)上的葉片(3)、設于主框架上的集風控制系統(tǒng)(2)，所述主機軸(4)上設有增速器(5)與發(fā)電機(6)。
2. 根據(jù)權利要求1所述的垂直立軸多級重疊高效風能發(fā)電機組，其特征在于所述集風控制系統(tǒng)(2)包括集風導向板、集風板支撐與導向裝置、集風控制驅動系統(tǒng)。
3. 根據(jù)權利要求1所述的垂直立軸多級重疊高效風能發(fā)電機組，其特征在于所述主機軸(4)由三根軸通過柔性連接件連接構成，每根軸由兩個軸頭、空心軸和焊接法蘭構成，所述軸頭分別通過空心軸與焊接法蘭固定連接，上、下軸分別通過柔性連接件與中間軸連接。
4. 根據(jù)權利要求1所述的垂直立軸多級重疊高效風能發(fā)電機組，其特征在于所述葉片(3)迎風面中空內凹，出風面光滑外凸，其曲面曲率隨著遠離旋轉軸而逐漸增大。
5. 根據(jù)權利要求1所述的垂直立軸多級重疊高效風能發(fā)電機組，其特征在于所述主機軸(4)與葉片(3)之間通過螺栓連接。
6. 根據(jù)權利要求1所述的垂直立軸多級重疊高效風能發(fā)電機組，其特征在于所述集風控制系統(tǒng)(2)通過螺栓固定設于主框架(1)上。
7. 根據(jù)權利要求1所述的垂直立軸多級重疊高效風能發(fā)電機組，其特征在于所述發(fā)電機(6)為雙饋式發(fā)電機。
8. 根據(jù)權利要求1 7中任一權利要求所述的垂直立軸多級重疊高效風能發(fā)電機組，其特征在于地基(8)與主框架(1)之間設有鋼繩(7)。
專利摘要本實用新型涉及一種發(fā)電機組，特別是一種垂直立軸多級重疊高效風能發(fā)電機組，屬機械領域。包括固定設置在地基上的主框架，所述發(fā)電機組由三個重疊的發(fā)電單元構成，發(fā)電單元之間通過聯(lián)軸器連接，每個發(fā)電單元包括主機軸、固定設置在主機軸上的葉片、設于主框架上的集風控制系統(tǒng)，所述主機軸通過增速器與發(fā)電機連接。與國內外普遍采用的三槳葉式風力發(fā)電機相比，本機高度僅是其高度的1/3，旋轉速度高，平衡性更好，不需要塔架與轉向裝置，無噪音，而且適用范圍廣，可安放在城鄉(xiāng)高層建筑物上，便于與電網和其它電力設備并網發(fā)電。本實用新型結構簡單、成本低、裝機周期短、對風場的適用范圍廣且對風能利用徹底、發(fā)電效果好，適于推廣應用。
文檔編號F03D3/06GK201461245SQ200920080950
公開日2010年5月12日 申請日期2009年5月19日 優(yōu)先權日2009年5月19日
發(fā)明者張儀軍, 張大志, 張遠輝, 李樹廣, 沈敏權, 陳曉吳 申請人:四川騰中重工機械有限公司