[發明專利]一種致風與自然風共驅組合葉片的風力發電機

有效

• 申請號: 201310217035.6
• 申請日: 2013-06-03
• 公開（公告）號: CN103277249A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 張效思;王健;張輝;張建設;張永紅;楊興幫;張遜
• 申請（專利權）人: 張效思
• 主分類號: F03D5/00
• 分類號: F03D5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種發電機，更特別地說，是指一種致風與自然風共驅組合葉片的風力發電機。

背景技術

能源是人類的生命線，開發可再生能源，是我們面臨的重大戰略性課題。風能相對太陽能其成本更低廉，相對核能其更安全，相對生物能其技術較成熟更環保，相對海洋能其產業化能力更強，相對水電站其范圍更廣資源更豐富，當前風力發電已成為發展可再生能源的主流。

我國10米高度層的風能資源總儲量為32.26億千瓦，可開發風能資源總量約為10億千瓦，陸地為2.53億千瓦，因此，風能作為一種高效清潔的新能源有著巨大的發展潛力。其不足之處：一是資源分布不均，我國主要分布在新疆、甘肅、內蒙、東北及東南沿海地區，尚有太多地域風力較弱。二是自然風具有隨機性和不連續的特點，風機承受的荷載變化大，運行工況復雜，使得平穩發電、安全并網的技術要求高。

地熱能是儲存在地下土壤、巖石和流體中的熱能，我國每年可開采的地熱水總量大約為6717億立方米，折合3283.4萬噸標準煤的發熱量，因技術等原因所限目前開發還不到1/60，開發潛力巨大。但由于地熱發電的現有技術是利用高溫地熱資源，用地熱蒸汽輸入汽輪機駆動發電機發電，而我國的地熱資源以中、低溫為主，已建立的地熱試驗電站：河北后郝窯、江西遂川、廣西象州、山東招遠、遼寧熊岳等，因地熱水溫度偏低均處于全部仃產狀態，湖南灰湯、廣東鄧屋兩個地熱試驗電站則處于時用時停狀態。當前很需要利用中低溫地熱發電的技術。

風力發電機大致分成兩類：水平軸式轉子發電機和垂直軸式轉子發電機。水平軸式轉子發電機轉軸平行與風向，風能轉化優于現有的垂直軸式轉子發電機，但其高效率是以高成本為代價的。一般風力發電機由風輪、增速齒輪箱、發電機、偏航裝置、控制系統、塔架等部分組成。低速轉動的風輪通過傳動系統由增速齒輪箱增速，將動力傳遞給發電機，從而使風能轉化為機械能。整個機艙由高大的塔架舉起，由于風向變化不定，所以為了有效利用風能，還裝有迎風裝置，可以根據風向傳感器測得的風向信號，由控制器控制偏航電機，驅動與塔架上大齒輪嚙合的小齒輪轉動，使機艙始終對著風。在目前風力發電機中，水平軸式轉子發電機單機發電量在10MW以下，垂直軸式轉子發電機一般為千瓦級，缺少大型10MW以上至百MW級的大型發電機。

中國未來發展的最大潛力在于城鎮化，建設“美麗新城鎮”是實現“美麗中國夢”的重要環節，在此歷史的進程中，迫切需要能夠破解伴隨城鎮化建設加劇的生態問題：能源消費擴大、環境污染、農田被用等。風能清潔無污染，減排溫室氣體，提高捕捉風能的關鍵技術是葉片，致風與自然風共驅組合葉片的風力發電機是破解以上問題的生態化創新之一。

發明內容

本發明的目的是提供一種致風與自然風共驅組合葉片的風力發電機，該發電機是利用溫差空氣生風的原理，將熱力輸送到致風筒，致風筒產生的風經送風槽與接風槽，送至噴氣葉片，噴氣產生的推力與飛魚葉片捕捉自然風產生的推力相疊加，共同驅動風力輪旋轉，使風能轉換為機械能，帶動發電機的轉子轉動，從而實現由機械能轉換為電能。

本發明設計的一種致風與自然風共驅組合葉片的風力發電機，該發電機包括有發電機機組、飛魚葉片組件(1)、噴氣葉片組件(2)、第一風力輪(3)、第二風力輪(4)、上層預應力索(5)、下層預應力索(6)、致風組件(7)和立柱(8)。第二風力輪(4)安裝在發電機機組的轉子是，飛魚葉片組件(1)安裝在第一風力輪(3)上，第一風力輪(3)與第二風力輪(4)之間安裝有噴氣葉片組件(2)，上層預應力索(5)、下層預應力索(6)安裝在立柱(8)與第一風力輪(3)和第二風力輪(4)之間，立柱(8)的底部安裝在致風組件(7)的頂蓋上。

本發明設計的風力發電機的優點在于：

①飛魚葉片能夠有效地利用了低風速(我國75％的地區風速為3～5m/s)的風力資源來產生推力。

②噴氣葉片利用溫差空氣生風的原理產生推力，有效地利用了中低溫地熱資源，為現有因地熱水溫偏低而停產的發電站提供了一種新的途徑。

③飛魚葉片與噴氣葉片的組合形葉片能夠使熱力致風的熱源如地熱致風、燃氣熱力致風、電熱致風、工廠余熱致風等均是恒定的熱源，彌補了自然風風載的隨機性和不連續的缺點，有利于電網安全，具有廣闊的應用前景。

④致風筒的設計便于與建筑體進行一體化的成型，便于能源安全實施。

⑤飛魚葉片與噴氣葉片的組合式葉片設計是一種多功能的能源利用，多方面吸收自然界的有效能量，有利于發展大型風力發電機。