同向雙風輪風力發(fā)電裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及風力發(fā)電領域，公開了一種同向雙風輪風力發(fā)電裝置，包括塔桿（1），安裝在塔桿（1）上端的發(fā)電機艙（2），第一風輪結構（3）和第二風輪結構（4）。所述同向雙風輪風力發(fā)電裝置，配置有同向雙風輪結構，通過反轉箱裝置的反向作用，最終實現雙轉子結構中轉子線圈和轉子磁極異向旋轉發(fā)電，由于雙風輪結構可以實現兩次掃風，相比較于單風輪結構的一次性掃風，所述風力發(fā)電裝置提高了風能的采集效率和轉化為電能的效率，并降低可用最低風速，具有更廣的應用場景。
【專利說明】同向雙風輪風力發(fā)電裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及風力發(fā)電領域，具體地，涉及一種同向雙風輪風力發(fā)電裝置。

【背景技術】
[0002]風力發(fā)電是一種把氣體流動的動能轉變?yōu)殡娔艿倪^程，其工作原理是利用氣體流動的風力驅動風輪葉片旋轉，再利用增速裝置提升旋轉速度，驅動發(fā)電機發(fā)電。根據目前的風力發(fā)電技術，即使風速只有每秒3米的微風也可以用于風力發(fā)電，應用場景廣泛。同時由于風能為可再生能源，并且風力發(fā)電不會造成輻射或空氣污染，因此風力發(fā)電成為當今能源行業(yè)的新寵兒。
[0003]現有風力發(fā)電機分為水平軸風力發(fā)電機和垂直軸風力發(fā)電機，其中水平軸風力發(fā)電機的基本結構為塔臺，發(fā)電機艙和風輪結構，所述發(fā)電機艙多為單轉子和單定子發(fā)電機，通過單風輪驅動單轉子線圈或單轉子磁極發(fā)電。由于現有裝置的單風輪結構只能對風進行一次性掃風，風能轉換電能的效率只有20?30%，可用最低風速3米/秒，有必要近一步提高轉換效率，并降低可用最低風速。
[0004]針對上述目前水平軸風力發(fā)電機的轉換效率不高的問題，需要提供一種新型的水平軸風力發(fā)電裝置，能夠有效的提升風能轉換電能的效率，并且可以降低可用最低風速，具有更廣的應用場景。
實用新型內容
[0005]針對上述目前水平軸風力發(fā)電機的轉換效率不高的問題，本實用新型提供了一種同向雙風輪風力發(fā)電裝置，可以有效的提升風能轉換電能的效率，并且可以降低可用最低風速，從而具有更廣的應用場景。
[0006]本實用新型采用的技術方案，提供了一種同向雙風輪風力發(fā)電裝置，包括塔桿，安裝在塔桿上端的發(fā)電機艙，其特征在于，還包括:第一風輪結構和第二風輪結構；所述第一風輪結構包括第一風輪輪廓，安裝在第一風輪輪廓上的至少一個第一風輪葉片和連接第一風輪輪廓的第一慢速轉軸；所述第二風輪結構包括第二風輪輪廓，安裝在第二風輪輪廓上的至少一個第二風輪葉片和連接第二風輪輪廓的第二慢速轉軸；所述發(fā)電機艙包括第一齒輪箱，第一快速轉軸，第一轉子，第二轉子，第二快速轉軸，反轉軸和反轉箱；所述第一慢速轉軸連接第一齒輪箱，第一齒輪箱連接第一快速轉軸，第一快速轉軸連接第一轉子；所述第二慢速轉軸連接反轉箱，反轉箱連接反轉軸，反轉軸連接第二齒輪箱，第二齒輪箱連接第二快速轉軸，第二快速轉軸連接第二轉子；第一風輪葉片和第二風輪葉片均為線性扭曲葉片，第一風輪葉片的扭曲旋轉方向與第二風輪葉片的扭曲旋轉方向相同。所述風力發(fā)電裝置配置有雙風輪結構和雙轉子結構，第二風輪結構可以采集經過第一風輪結構且未必被第一風輪結構采集的風能，實現第二次掃風，提高風能采集效率。同時兩個風輪結構分別驅動雙轉子結構中的轉子線圈和轉子磁極，雖然兩個風輪結構在同向風作用下其旋轉方向相同，但是由于第二風輪結構通過一個反轉箱裝置間接連接于第二轉子，經過反轉箱裝置的反向作用最終使得轉子線圈和轉子磁極異向旋轉，從而可以合成兩個風輪結構采集的風能，并轉化為電能形式輸出，提高了風能轉化為電能的效率。由于轉子線圈和轉子磁極異向旋轉，同等風力下的兩個轉子的相對轉速可提升近一倍，所述風力發(fā)電裝置還助于降低可用最低風速。
[0007]具體的，所述第一轉子為轉子線圈，第二轉子為轉子磁極；或者，所述第一轉子為轉子磁極，第二轉子為轉子線圈。
[0008]具體的，所述反轉箱包括第一蝸桿，蝸輪和第二蝸桿；所述蝸輪一側的輪齒與第一蝸桿的螺紋齒配合，蝸輪另一側的輪齒與第二蝸桿的螺紋齒配合；第一蝸桿與第二慢速轉軸連接，第二蝸桿與反轉軸連接，第一蝸桿與蝸輪的軸線夾角為90度,第二蝸桿與蝸輪的軸線夾角為90度，第一蝸桿的螺紋齒旋轉方向與第二蝸桿的螺紋齒旋轉方向相反。第一蝸桿為左旋蝸桿，第二蝸桿為右旋蝸桿；或者，第一蝸桿為右旋蝸桿，第二蝸桿為左旋蝸桿。所述反轉箱通過蝸桿和蝸輪的配合，使反轉軸的旋轉方向與第二慢速軸的旋轉方向相反，進而驅動第二轉子，實現轉子線圈和轉子磁極的異向旋轉。
[0009]具體的，第一風輪結構包括2至4個第一風輪葉片；和/或，第二風輪結構包括2至4個第二風輪葉片。
[0010]綜上，采用本實用新型所述提供的同向雙風輪風力發(fā)電裝置，配置有同向雙風輪結構和雙轉子結構，通過反轉箱裝置的反向作用，最終實現雙轉子結構中轉子線圈和轉子磁極異向旋轉發(fā)電，由于雙風輪結構可以實現兩次掃風，相比較于單風輪結構的一次性掃風，所述風力發(fā)電裝置提高了風能的采集效率和轉化為電能的效率，并降低可用最低風速，具有更廣的應用場景。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0012]圖1是本實用新型實施例提供的同向雙風輪風力發(fā)電裝置的側面圖。
[0013]圖2是本實用新型實施例提供的同向雙風輪風力發(fā)電裝置的正面圖。
[0014]圖3是本實用新型實施例提供的同向雙風輪風力發(fā)電裝置中發(fā)電機艙的內部結構圖。
[0015]圖4是本實用新型實施例提供的同向雙風輪風力發(fā)電裝置中反轉箱的結構示意圖。
[0016]上述附圖中:1、塔桿2、發(fā)電機艙2a、第一齒輪箱2b、第一,決速轉軸2c、第一轉子2d、第二轉子2e、第二快速轉軸2f、第二齒輪箱2g、反轉軸3、第一風輪結構3a、第一風輪輪廓3b、第一風輪葉片3c、第一慢速轉軸4、第二風輪結構4a、第二風輪輪廓4b、第二風輪葉片4c、第二慢速轉軸5、反裝箱5a、第一蝸桿5b、蝸輪5c、第二蝸桿。

【具體實施方式】
[0017]以下將參照附圖，通過實施例方式詳細地描述本實用新型提供的同向雙風輪風力發(fā)電裝置。在此需要說明的是，對于這些實施例方式的說明用于幫助理解本實用新型，但并不構成對本實用新型的限定。
[0018]本文中描述的各種技術可以用于但不限于風力發(fā)電領域，還可以用于其它諸如水力發(fā)電、潮汐發(fā)電等類似領域。
[0019]本文中術語“和/或”，僅僅是一種描述關聯對象的關聯關系，表示可以存在三種關系，例如，A和/或B，可以表示:單獨存在A，單獨存在B，同時存在A和B三種情況，本文中術語“或/和”是描述另一種關聯對象關系，表示可以存在兩種關系，例如，A或/和B，可以表示:單獨存在A，單獨存在A和B兩種情況，另外，本文中字符“/”，一般表示前后關聯對象是一種“或”關系。
[0020]實施例一，圖1示出了本實施例提供的同向雙風輪風力發(fā)電裝置的側面圖，圖2示出了本實施例提供的同向雙風輪風力發(fā)電裝置的正面圖，圖3示出了本實施例提供的同向雙風輪風力發(fā)電裝置中發(fā)電機艙的內部結構圖，圖4示出了本實施例提供的同向雙風輪風力發(fā)電裝置中反轉箱的結構示意圖。所述同向雙風輪風力發(fā)電裝置，包括塔桿1，安裝在塔桿I上端的發(fā)電機艙2，其特征在于，還包括:第一風輪結構3和第二風輪結構4 ;所述第一風輪結構3包括第一風輪輪廓3a，安裝在第一風輪輪廓3a上的至少一個第一風輪葉片3b和連接第一風輪輪廓3a的第一慢速轉軸3c ;所述第二風輪結構4包括第二風輪輪廓4a，安裝在第二風輪輪廓4a上的至少一個第二風輪葉片4b和連接第二風輪輪廓4a的第二慢速轉軸4c ;所述發(fā)電機艙2包括第一齒輪箱2a,第一,決速轉軸2b,第一轉子2c,第二轉子2d,第二快速轉軸2e,反轉軸2g和反轉箱5 ;所述第一慢速轉軸3c連接第一齒輪箱2a,第一齒輪箱2a連接第一快速轉軸2b，第一快速轉軸2b連接第一轉子2c ;所述第二慢速轉軸4c連接反轉箱5，反轉箱5連接反轉軸2g，反轉軸2g連接第二齒輪箱2f，第二齒輪箱2f連接第二快速轉軸2e，第二快速轉軸2e連接第二轉子2d ;第一風輪葉片3b和第二風輪葉片4b均為線性扭曲葉片，第一風輪葉片3b的扭曲旋轉方向與第二風輪葉片4b的扭曲旋轉方向相同。所述風力發(fā)電裝置配置有雙風輪結構和雙轉子結構，第二風輪結構4可以采集經過第一風輪結構3且未必被第一風輪結構3采集的風能，實現第二次掃風，提高風能采集效率。同時兩個風輪結構分別驅動雙轉子結構中轉子線圈和轉子磁極，雖然兩個風輪結構在同向風作用下其旋轉方向相同，但是由于第二風輪結構4通過一個反轉箱裝置間接連接于第二轉子2d，經過反轉箱裝置的反向作用最終使得轉子線圈和轉子磁極異向旋轉，例如在第一風輪結構3和第二風輪結構4均為順時針旋轉時，反裝箱5可使反轉軸2g逆時針旋轉，最后通過動能傳遞實現第一轉子2c順時針旋轉，第二轉子2d逆時針旋轉，從而可以合成兩個風輪結構采集的風能，并轉化為電能形式輸出，提高了風能轉化為電能的效率。由于轉子線圈和轉子磁極異向旋轉，同等風力下的兩個轉子的相對轉速可提升近一倍，所述風力發(fā)電裝置還助于降低可用最低風速。此外，本實施例中的第一齒輪箱2a和第二齒輪箱2f用于提高旋轉速度，利于將風能轉換為電能。
[0021]具體的，所述第一轉子2c為轉子線圈，第二轉子2d為轉子磁極；或者，所述第一轉子2c為轉子磁極，第二轉子2d為轉子線圈。第一轉子2c和第二轉子互為線圈和磁極結構，線圈切割磁極產生的磁感線，從而將動能轉化為電能，是發(fā)電機的核心部件，作為優(yōu)化的，在實施例中，第一轉子2c為轉子線圈，第二轉子2d為轉子磁極。
[0022]具體的，所述反轉箱5包括第一蝸桿5a，蝸輪5b和第二蝸桿5c ;所述蝸輪5b —側的輪齒與第一蝸桿5a的螺紋齒配合，蝸輪5b另一側的輪齒與第二蝸桿5c的螺紋齒配合；第一蝸桿5a與第二慢速轉軸4c連接，第二蝸桿5c與反轉軸2g連接，第一蝸桿5a與蝸輪5b的軸線夾角為90度，第二蝸桿5a與蝸輪5b的軸線夾角為90度，第一蝸桿5a的螺紋齒旋轉方向與第二蝸桿5c的螺紋齒旋轉方向相反。所述反轉箱5通過蝸桿和蝸輪的配合，使反轉軸2g的旋轉方向與第二慢速軸4c的旋轉方向相反，進而驅動第二轉子2d，實現轉子線圈和轉子磁極的異向旋轉。進一步具體的，所述第一蝸桿5a為左旋蝸桿，第二蝸桿5c為右旋蝸桿；或者，第一蝸桿5a為右旋蝸桿，第二蝸桿5c為左旋蝸桿。第一蝸桿5a的螺紋升角大于30度且不大于60度；或者，第二蝸桿5c的螺紋升角大于30度且不大于60度。如圖4所示的蝸桿和蝸輪配合結構，所述第一蝸桿5a為左旋蝸桿，第二蝸桿5c為右旋蝸桿。當第二慢速轉軸4c左向旋轉時，第一蝸桿5a左旋并通過與蝸輪的螺紋齒配合作用驅動蝸輪5b順時針旋轉，蝸輪5b同樣通過與第二蝸桿5c的螺紋齒配合作用驅動第二蝸桿5c右旋，最終實現反向旋轉并輸出給反轉軸2g。此外，通過改變第一蝸桿5a和第二蝸桿5c的螺紋升角大小可以提高或降低反轉軸2g的反向旋轉速度，作為優(yōu)化的，本實施例中，第一蝸桿5a和第二蝸桿5c的螺紋升角均為45度,第二慢速轉軸4c和反轉軸28的旋轉方向相反，但旋轉速度相同。
[0023]具體的，所述第一風輪結構3包括2至4個第一風輪葉片3b ;和/或，第二風輪結構4包括2至4個第二風輪葉片4b。所述第一風輪結構3的葉片數目與第二風輪結構4的葉片數目可以相同，也可以不同，作為優(yōu)化的，在本實施例中，第一風輪結構3包括3個第一風輪葉片3b，第二風輪結構4包括3個第二風輪葉片。
[0024]具體的，所述第一風輪葉片3b的扭曲旋轉角度大于O度且不大于60度；和/或，第二風輪葉片4b的扭曲旋轉角度大于O度且不大于60度。所述風輪葉片設置合適的扭曲旋轉角度，有助于充分利用風的流動性，最大化的采集風能，提高風輪結構的旋轉速度，所述第一風輪葉片3b的扭曲旋轉角度與第二風輪葉片4b的扭曲旋轉角度大小可以相同，也可以不同，作為優(yōu)化的，本實施例中，第一風輪葉片3b的扭曲旋轉角度為30度，第二風輪葉片4b的扭曲旋轉角度也為30度。
[0025]具體的，所述第一風輪葉片3b的長度為塔臺I高度的0.6至0.7倍；和/或，所述第二風輪葉片4b的長度為塔臺I高度的0.6至0.7倍。所述第一風輪葉片3b和第二風輪葉片4b的長度越長，掃風面積越大，但是由于葉片質量的增大將會影響風輪結構旋轉速度的提高，故而風輪的葉片需要具有合適的長度，此外，第一風輪葉片3b的長度與第二風輪葉片3b的長度可以相同，也可以不同，作為優(yōu)化的，本實施例中，所述第一風輪葉片3b的長度和第二風輪葉片3b的長度均為塔臺I高度的0.62倍。
[0026]具體的，所述第一風輪葉片3b與第二風輪葉片4b的水平間距為第一風輪葉片3b長度的0.05至0.24倍。由于第一風輪葉片3b掃風后會改變風的流向，從而影響第二風輪葉片4b的第二次掃風效果，因此設置合適的風輪葉片的水平間距，將有助于確保第二風輪葉片4b采集風能的效率，作為優(yōu)化的，本實施例中，所述第一風輪葉片3b與第二風輪葉片4b的水平間距為第一風輪葉片3b長度的0.09倍。
[0027]上述提供的同向雙風輪風力發(fā)電裝置，配置有同向雙風輪結構和雙轉子結構，通過反轉箱裝置的反向作用，最終實現雙轉子結構中轉子線圈和轉子磁極異向旋轉發(fā)電，由于雙風輪結構可以實現兩次掃風，相比較于單風輪結構的一次性掃風，所述風力發(fā)電裝置提高了風能的采集效率和轉化為電能的效率，并降低可用最低風速，具有更廣的應用場景。
[0028]如上所述，可較好的實現本實用新型。對于本領域的技術人員而言，根據本實用新型的教導，設計出不同形式的同向雙風輪風力發(fā)電裝置并不需要創(chuàng)造性的勞動。在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下對這些實施例進行變化、修改、替換、整合和變型仍落入本實用新型的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種同向雙風輪風力發(fā)電裝置，包括塔桿(I)，安裝在塔桿(I)上端的發(fā)電機艙(2 )，其特征在于，還包括:第一風輪結構(3)和第二風輪結構(4)； 所述第一風輪結構(3)包括第一風輪輪廓(3a)，安裝在第一風輪輪廓(3a)上的至少一個第一風輪葉片(3b)和連接第一風輪輪廓(3a)的第一慢速轉軸(3c)； 所述第二風輪結構(4)包括第二風輪輪廓(4a)，安裝在第二風輪輪廓(4a)上的至少一個第二風輪葉片(4b)和連接第二風輪輪廓(4a)的第二慢速轉軸(4c)； 所述發(fā)電機艙(2)包括第一齒輪箱(2a)，第一快速轉軸(2b)，第一轉子(2c)，第二轉子(2d)，第二快速轉軸(2e)，反轉軸(2g)和反轉箱(5)； 所述第一慢速轉軸(3c)連接第一齒輪箱(2a)，第一齒輪箱(2a)連接第一快速轉軸(2b),第一,決速轉軸(2b)連接第一轉子(2c)； 所述第二慢速轉軸(4c)連接反轉箱(5),反轉箱(5)連接反轉軸(2g)，反轉軸(2g)連接第二齒輪箱(2f)，第二齒輪箱(2f)連接第二快速轉軸(2e )，第二快速轉軸(2e )連接第二轉子(2d)； 第一風輪葉片(3b)和第二風輪葉片(4b)均為線性扭曲葉片,第一風輪葉片(3b)的扭曲旋轉方向與第二風輪葉片(4b)的扭曲旋轉方向相同。
2.如權利要求1所述的同向雙風輪風力發(fā)電裝置，其特征在于，包括: 所述第一轉子(2c)為轉子線圈，第二轉子(2d)為轉子磁極； 或者，所述第一轉子(2c)為轉子磁極，第二轉子(2d)為轉子線圈。
3.如權利要求1所述的同向雙風輪風力發(fā)電裝置，其特征在于，包括: 所述反轉箱(5 )包括第一蝸桿(5a)，蝸輪(5b )和第二蝸桿(5c ); 所述蝸輪(5b) —側的輪齒與第一蝸桿(5a)的螺紋齒配合，蝸輪(5b)另一側的輪齒與第二蝸桿(5c)的螺紋齒配合； 第一蝸桿(5a)與第二慢速轉軸(4c)連接，第二蝸桿(5c)與反轉軸(2g)連接，第一蝸桿(5a)與蝸輪(5b)的軸線夾角為90度，第二蝸桿(5a)與蝸輪(5b)的軸線夾角為90度，第一蝸桿(5a)的螺紋齒旋轉方向與第二蝸桿(5c)的螺紋齒旋轉方向相反。
4.如權利要求3所述的同向雙風輪風力發(fā)電裝置，其特征在于，包括: 第一蝸桿(5a)為左旋蝸桿，第二蝸桿(5c)為右旋蝸桿； 或者，第一蝸桿(5a)為右旋蝸桿，第二蝸桿(5c)為左旋蝸桿。
5.如權利要求3所述的同向雙風輪風力發(fā)電裝置，其特征在于，包括: 第一蝸桿(5a)的螺紋升角大于30度且不大于60度； 或者，第二蝸桿(5c)的螺紋升角大于30度且不大于60度。
6.如權利要求1所述的同向雙風輪風力發(fā)電裝置，其特征在于，包括: 第一風輪結構(3)包括2至4個第一風輪葉片(3b)； 和/或，第二風輪結構(4)包括2至4個第二風輪葉片(4b)。
7.如權利要求1所述的同向雙風輪風力發(fā)電裝置，其特征在于，包括: 第一風輪葉片(3b)的扭曲旋轉角度大于O度且不大于60度； 和/或，第二風輪葉片(4b)的扭曲旋轉角度大于O度且不大于60度。
8.如權利要求1所述的同向雙風輪風力發(fā)電裝置，其特征在于，包括: 所述第一風輪葉片(3b)的長度為塔臺(I)高度的0.6至0.7倍； 和/或，所述第二風輪葉片(4b)的長度為塔臺(I)高度的0.6至0.7倍。
9.如權利要求1所述的同向雙風輪風力發(fā)電裝置，其特征在于，包括: 第一風輪葉片(3b)與第二風輪葉片(4b)的水平間距為第一風輪葉片(3b)長度的0.05至0.24倍。
【文檔編號】F03D11/02GK204253280SQ201420644813
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年10月30日 優(yōu)先權日:2014年10月30日
【發(fā)明者】劉磊, 李海峰 申請人:成都峰達科技有限公司