[發明專利]船型葉片立軸式風力發電機

有效

• 申請號: 201210108191.4
• 申請日: 2012-04-13
• 公開（公告）號: CN102619696A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 張效新;楊飛
• 申請（專利權）人: 張效新
• 主分類號: F03D9/00
• 分類號: F03D9/00;F03D3/06
• 代理公司: 石家莊科誠專利事務所 13113
• 代理人: 馬淑文

技術領域

本發明涉及發電設備技術領域，具體的說是一種船型葉片立軸式風力發電機。

背景技術

隨著常規能源的日益消耗及環境問題，風力發電獲得廣泛關注。現有技術中，功率大于3MW以上的風力發電機大都是水平軸式風力發電機，由于水平軸式風力發電機的額定輸出功率與掃風面積成正比，因此為了提高發電機的輸出功率，需要通過增大葉片掃風面積來提高水平軸式風力發電機的發電功率，即增加葉片面積和風機高度。現有的水平軸式風力發電機的高度甚至高達100米。由于受到材料強度和自身重量的限制，水平軸式風力發電機大型化發展存在如下問題：

（1）風機的高度增加后，風機的晃動度隨之增大，導致可利用的風速范圍縮小，當風速超過25m/s時就必須要停機，造成風資源的大量浪費，風機的可利用率降低；

（2）風機的高度越高，吊裝難度、吊裝危險性等越，吊裝成本顯著增加；?

（3）風機的高度越高，日常維護就越困難，維護成本也越高；

（4）隨著風力發電機功率增大、高度的增加，獲得單位千瓦電能的成本顯著上升，不具有競爭性，無法向更大功率發展。

立軸式風機具有全方向性，不需要偏航裝置，風機軸及發電機等全部放置安裝在地面，易于檢修維護保養，制造成本低廉，穩定性較好。但現有的立軸式風機受到葉片形式的限制，存在風機的功率都偏小，單機功率不超過2MW；風機功率增大，所承受風的橫向推力隨之增大，現有技術難以使風機功率進一步增大。

發明內容

本發明的目的是提供一種船型葉片立軸式風力發電機，克服了現有技術中的不足，降低了風機的高度，提高了風能的利用率，提高了發電效率。

本發明的技術方案是：包括風機機架、發電機定子、發電機轉子，發電機定子安裝在風機機架內；還包括主軸、穩定軸及水平安裝在主軸上的多組葉片組；穩定軸裝配在主軸上部，穩定軸通過多條鋼索與地面連接固定；

主軸內部為中空結構，垂直裝配在風機機架上，主軸與風機機架之間裝有推力軸承及導向軸承；主軸的下部裝配有發電機轉子，與發電機定子相對應；

葉片組的安裝形式之一是每組葉片組由兩個葉片及軸臂組成，葉片裝配在軸臂的一端，軸臂另一端設有連接法蘭，并插入主軸內，通過螺栓將連接法蘭連接在一起，軸臂通過卡盤限位，葉片位于主軸兩側且受風面方向相反裝配；主軸內部安裝有蝸桿，蝸桿分別與各組葉片組的軸臂上的蝸輪嚙合，蝸桿的另一端連接控制電機；

葉片組的另一種安裝形式是葉片組的安裝形式為每組葉片組由三個葉片及軸臂構成，葉片裝配在軸臂的一端，軸臂的尾端設有錐型齒輪，軸臂的尾端插入主軸內，通過卡盤限位，并通過固定套定位；主軸內部與主軸同軸裝配有調節桿，調節桿上設有多個錐型齒輪，分別與各葉片組軸臂尾端的錐型齒輪嚙合；調節桿的另一端連接控制電機；

葉片在水平面內投影的夾角均等。

進一步，所述的葉片呈船型，內部中空，截面呈三角形，末端呈刀鉤形，內凹面一側為受風面，楔型一側為阻力面。

進一步，所述的穩定軸頂端裝有避雷裝置及風速儀。

進一步，所述的葉片的受風面設有多個排水孔，并與葉片內部的排水管連通。

進一步，所述的軸臂與主軸間通過軸瓦滑動配合或滾動軸承配合。

本發明具有以下有益效果：船型葉片立軸式風力發電機大幅降低了風機的高度，吊裝操作容易而安全，安裝及日常維護成本均明顯降低；通過增加葉片組的數量或增大葉片的長度及寬度即可顯著增加單機功率，目標單機功率將可達50MW以上；通過調節葉片角度可以適應任何風速（即不用高風速下停機），提高了風能利用效率，而且獲得單位電能的成本明顯降低。

下面結合附圖及實施例對本發明的發明內容作進一步的描述。

附圖說明

圖1為本發明實施例1的結構示意圖；

圖2為本發明實施例1主軸及葉片組裝配俯視圖；

圖3為本發明實施例1軸臂與主軸裝配示意圖；

圖4為本發明實施例1葉片及軸臂的示意圖；

圖5為本發明實施例1葉片的截面圖；

圖6為本發明實施例2的結構示意圖；

圖7為本發明實施例2葉片的截面圖；

圖8為本發明實施例3軸臂與主軸裝配示意圖；

圖9為本發明實施例3葉片及軸臂的示意圖。

具體實施方式

圖中：1、主軸，2、穩定軸，3、葉片，4、風機機架，5、發電機定子，6、軸臂，7、卡盤，8、調節桿，9、固定套。

實施例1