[發明專利]風力發電機集風與保護系統

有效

• 申請號: 200910046350.0
• 申請日: 2009-02-19
• 公開（公告）號: CN101514686A
• 公開（公告）日: 2009-08-26
• 發明（設計）人: 李樹廣
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: F03D9/00
• 分類號: F03D9/00;F03D3/00;F03D3/04;F03D7/06
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術領域

本發明涉及一種風力發電技術領域的系統，具體地說，涉及的是一種風力發電機集風與保護系統。

背景技術

隨著世界能源危機的發展，利用風力動能發電作為現代社會發展新能源，成為社會發展的熱點。傳統的風力發電機沒有集風與保護系統，所以風力利用率低，風力發電機體積大，易受暴風損壞。增加集風與保護系統以后，增大了風力發電機的風力利用效率與集風量，在同容量的情況下，減小了風動力機的體積，便于風力發電機的大容量化。風力發電機增加集風與保護系統以后，在風小時集風與保護系統張開，增大風力發電機的受風量，增大風力發電機驅動力矩的作用；改變集風與保護系統的張開角度，可以改變風力發電機的受風量，控制與調節風力發電機的轉速，可以調節和控制風力發電機的輸出功率。當風力與風速過大時，可以減小集風板系統張開角度，減小風力動力機的受風量與進風量。當在暴風與臺風時，可以關閉集風系統，減少風力發電機的進風量或關閉風動力機進風口，使風力發電機停機，起到保護風力發電機的作用。

目前為止，傳統的風力發電機，包括螺旋槳式風力發電機與各類大容量的風力發電機，均無集風系統。僅在幾種小型風力發電機專利中介紹到幾種集風或聚風裝置，但都存在一定的缺陷，并無實用。

經對現有技術的文獻檢索發現，中國專利申請號為CN200520039030的專利，公開了一種帶自動阻風移門的框架結構風能聚集增強風力發電裝置，該技術的二道鋼筋混凝土的集風墻與一個鋼結構的風道出風口框架連接，按一定集風墻長度和風道夾角組成喇叭口型的集風風道，風道進風口朝向風電場主導風向，風力發電機組安裝在風道出風口框架上。每臺風輪前方，安裝有與風道出風口框架連接的多層阻風移門水平導軌，各風輪前面兩側對稱安裝多層自動折疊式阻風移門，減小過大風速使保持在有效風速范圍內，充分利用風能，并實現大功率風力發電機的風輪小型化。此機型結構方式采用鋼筋混凝土的集風墻體積大，靈活性低，無法適應風向變化。

檢索中還發現，中國專利公開號CN201144765供了一種聚風式風力發電機，該技術有多個活動集風風罩，每個集風風罩內裝有方向舵并將多個風罩通過柔性導管連接到一個集風筒中，此種方式僅能用于很小容量發電機，對于多個活動集風風罩的結構與方向舵驅動能力所限。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供一種風力發電機集風與保護系統，風小時集風板張開，增大風力受風面積，增大集風量與風力發電機的驅動力矩，提高風力發電機的發電功率。當風速過高或風力過大時，減少集風板的張開角度，減小入風口，減小進風量；在風速過高或暴風時，關集風系統進風口，起到保護風力發電系統的作用。另外，控制調節集風板張開的角度，就可以調節風力發電機的進風量，進而達到控制調節風力發電機轉速與輸出功率的作用。

本發明是通過以下技術方案實現的。本發明的風力發電機集風與保護系統包括：集風板驅動系統、傳動牽引系統、集風板系統、框架部分。其中：

集風板驅動系統包括：下驅動支架、上驅動支架、集風板下連接支座與上連接支座、驅動支架軸、減速器、電動機；

傳動牽引系統包括：驅動鏈輪、牽引鏈條、傳動輪；

集風板系統包括：集風板、集風板下滑輪、集風板上滑輪、下滑道、上滑道；

框架部分包括：下框架、上框架、立框架；

其中：下框架、上框架與立框架固定構成風力發電機一個立體框架，集風板驅動系統的減速器與電動機固定在風力發電機的下框架的下面。集風板的下驅動支架與上驅動支架安裝在驅動支架軸上；集風板驅動系統通過集風板下連接支座與上支座與集風板系統連接固定在一起，用以支持集風板并可自由轉動。集風板下滑輪與上滑輪安裝固定在集風板下部與上部，起到支持固定集風板位置，減少集風板移動摩擦力的作用；集風板系統的下滑道固定在風力發電機的下框架，上滑道固定在上框架上，起到支持集風板移動和固定集風板移動軌跡的作用。傳動牽引系統的驅動鏈輪安裝在減速器的輸出軸上，驅動鏈輪與牽引鏈條咬合連接，牽引鏈條與集風板利用螺栓連接，同時驅動支架軸與減速器的輸出軸連接在一起。傳動輪連接牽引鏈條。

當電動機驅動減速器轉動，減速器驅動連輪與驅動支架軸轉動，驅動支架軸驅動下驅動支架與上驅動支架轉動，驅動支架與上驅動支架經集風板連接支座與驅動集風板轉動，改變集風板的集風角度；同時驅動鏈輪與牽引鏈條，驅動牽引集風板沿滑道移動，改變進風口的大小，控制風力發電機的進風量，從而達到控制調節風力發電機轉速和系統保護作用。