[發(fā)明專利]一種風(fēng)電機組

無效

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• 申請日: 2011-04-29
• 公開（公告）號: CN102758731A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李澤宇
• 申請（專利權(quán)）人: 李澤宇
• 主分類號: F03D9/00
• 分類號: F03D9/00;F03D1/06;F03D11/00
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用風(fēng)力發(fā)電的并網(wǎng)式水平軸風(fēng)力發(fā)電機組。風(fēng)力發(fā)電機組按輸出方式可以分為所發(fā)電力可并入電網(wǎng)的并網(wǎng)發(fā)電機組和所發(fā)電能就地使用的分散風(fēng)力發(fā)電機，在一般情況下，前者是選用大型和中型風(fēng)力發(fā)電機組，后者常選用小型風(fēng)力發(fā)電機。本發(fā)明一種風(fēng)力發(fā)電機組屬于大型和中型風(fēng)力發(fā)電機組。按結(jié)構(gòu)風(fēng)力發(fā)電機組又可分為水平軸和垂直軸風(fēng)力發(fā)電機組兩種，本發(fā)明屬于水平軸風(fēng)力發(fā)電機組。

背景技術(shù)

水平軸大中型風(fēng)力發(fā)電機組包括由傳動裝置、發(fā)電裝置、偏航系統(tǒng)、主機架、機艙、支撐機艙的高達幾十米甚至上百米的塔架，由葉片及輪轂組成的風(fēng)輪，有一種風(fēng)輪中還裝有變槳距裝置。

水平軸風(fēng)電機組的風(fēng)輪圍繞水平的軸線旋轉(zhuǎn)，風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)平面大致與風(fēng)的流入方向垂直。大型水平軸風(fēng)輪的各葉片的方向是沿水平軸半徑的延長線的方向，在圓周方向上均布于垂直于水平軸的同一個平面內(nèi)。

水平軸風(fēng)電機組的塔架不僅要承受風(fēng)壓，還要同時承受風(fēng)電機組運行過程中的全部動靜載荷。塔架的結(jié)構(gòu)有鋼筒、混凝土和桁架等形式，目前大型風(fēng)電機組多采用鋼筒塔架。鋼筒直徑可達到七、八米甚至十幾米，運輸十分困難。為了運輸方便，鋼筒塔架一般需要將塔筒分段并分片制造，到現(xiàn)場再組裝，這樣解決了可運輸?shù)膯栴}，但是卻降低了鋼筒的強度和剛度，從而增加了重量和成本，此外現(xiàn)場安裝的工作量也太大。為了減小水平軸和機艙架的彎矩，風(fēng)輪不能探出塔架過長的距離。為了葉片不碰塔架，塔架應(yīng)盡量做成上下等直徑的圓柱形。可是因為塔架的下部受到的彎矩最大，確實有必要加大下部直徑，所以實際采用的塔架的縱斷面的形狀一般都是兩個腰接近平行的梯形。這樣形狀的塔架的優(yōu)點是可以使用長葉片而不碰塔架，有利于提高發(fā)電量。但是它的缺點是為了增加塔架的根部的強度，需要增加整個塔架的直徑，這樣也就增大了成本。如果不增加塔架直徑，會有壓桿失穩(wěn)的問題。為了避免失穩(wěn)，可以采用拉索加固，為了風(fēng)葉不碰拉索，需要一方面減短風(fēng)葉，另一方面需要降低拉索與塔架之間的連接點，即只能在塔架中段固定拉索，顯然這樣的結(jié)構(gòu)會使塔架大大增高，所以適合用在小型風(fēng)力發(fā)電機上。由于存在上述的問題，目前大型的風(fēng)力發(fā)電機組上，不得不越來越多地采用混凝土塔架。這種塔架無疑使工程量、運輸量增大，又不可拆卸，所以塔架頂部的設(shè)備維修也不方便。由于以往的各種塔架都是先從塔架的下部安裝和施工，最后把上百噸的各種設(shè)備吊裝到百米高空，難度很大。而且一旦安裝好就很難拆卸下來，所以不能定期大修，這樣就要求塔架上的各種設(shè)備具有高可靠性和具有長壽命。這種要求對降低成本，提高國產(chǎn)化率和大規(guī)模生產(chǎn)極為不利。

發(fā)明內(nèi)容

1.本發(fā)明的目的是提供一種可以使用長葉片，可以克服塔架壓桿失穩(wěn)的問題，可以使整個風(fēng)力發(fā)電機組重量輕、強度高，便于維修的一種風(fēng)電機組。為了解決上述問題，本發(fā)明一種風(fēng)電機組包括塔架，拉索，機艙總裝部件和風(fēng)輪，其特征是構(gòu)成風(fēng)輪的各葉片向外側(cè)傾斜，葉片與水平軸的中心線之間的夾角小于80度角；其塔架是由可以獨立拆裝的塔架短節(jié)首尾相接組裝而成的；其拉索中最上邊的一層拉索與塔架之間的連接點在塔架的上部。

如上所述的一種風(fēng)電機組，其特征是采用短節(jié)拼裝結(jié)構(gòu)的塔架短節(jié)上設(shè)有液壓頂升承力件，在部分短節(jié)上設(shè)有防止塔架傾倒的拉索連接件，所謂液壓頂升是指在風(fēng)力發(fā)電的現(xiàn)場總裝風(fēng)力發(fā)電機組時先把最上面的短節(jié)豎立在工位上，再把機艙總成部件安裝在最上邊的短節(jié)上，然后在拉索的保護下用液壓的力量頂起并安裝下邊一個短節(jié)的施工方法。

如上所述的一種風(fēng)電機組，其特征是塔架的下部是混凝土結(jié)構(gòu)，上部是鋼制短節(jié)對接結(jié)構(gòu)。

采用這樣的結(jié)構(gòu)后就可以從以下四個方面取得有益的效果。

1.可以使用長葉片增加發(fā)電量；

2.可以采用拉索來解決壓桿失穩(wěn)的問題和減輕塔架重量；

3.把塔架的各個短節(jié)做成相同的尺寸和形狀，可以降低制造成本、運輸成本和安裝成本；

4.塔架可以用頂升法快速安裝也可以用頂升法快速拆卸，這樣就使定期大修塔頂上的設(shè)備成為可能，所以可以放松各個部件對制造質(zhì)量和材質(zhì)的要求，這樣對降低造價，提高國產(chǎn)化率和大規(guī)模生產(chǎn)意義重大。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步的說明。

圖1是本發(fā)明一種風(fēng)電機組的第一種實施方式的主視圖。

圖2是本發(fā)明一種風(fēng)電機組的第一種實施方式圖1中I處的放大圖

圖3是本發(fā)明一種風(fēng)電機組的第二種實施方式的主視圖。

圖4是本發(fā)明一種風(fēng)電機組的第二種實施方式圖3中II處的放大圖。

具體實施方式