[實(shí)用新型]水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)門扇形葉片及可伸縮風(fēng)輪

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420077847.5
• 申請日: 2014-02-24
• 公開（公告）號: CN203770017U
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張導(dǎo)宇;張秀國;張旭陽;王曉宇;王星濤;劉寧;楊飛;賈雪姣;韓艷潔;李雅潔;方占正;張效新
• 申請（專利權(quán)）人: 張效新
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06;F03D7/04
• 代理公司: 石家莊科誠專利事務(wù)所 13113
• 代理人: 馬淑文

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)門扇形葉片及可伸縮風(fēng)輪。

背景技術(shù)

風(fēng)力發(fā)電機(jī)利用利用風(fēng)能驅(qū)動葉片帶動發(fā)電機(jī)主軸旋轉(zhuǎn)發(fā)電，具有清潔、無污染等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電機(jī)多為三葉片水平軸式的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，為保證發(fā)電機(jī)的額定輸出功率，目前使用的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)高度均較高，較大功率的風(fēng)機(jī)總體高度高達(dá)100米，額定功率均低于2MW，如進(jìn)一步增加風(fēng)機(jī)額定輸出功率，需要增加葉片的長度并同時(shí)提高風(fēng)機(jī)的高度，因受到材料強(qiáng)度和自身重量的限制，采用該結(jié)構(gòu)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)大型化發(fā)展存在如下問題：

（1）風(fēng)機(jī)的高度增加后，桿塔的晃動度隨之增大，抗風(fēng)能力變差，不但占用的空間大，且導(dǎo)致可利用的風(fēng)速范圍縮小，造成風(fēng)能資源的大量浪費(fèi)，一般當(dāng)風(fēng)速超過25m/s時(shí)就必須要停機(jī)，風(fēng)機(jī)的可利用率降低；

（2）風(fēng)機(jī)的高度越高，吊裝難度、吊裝危險(xiǎn)性等越大，吊裝成本顯著增加；日常維護(hù)困難，維護(hù)成本大幅增加；?

（3）風(fēng)力發(fā)電機(jī)功率增大導(dǎo)致風(fēng)機(jī)總體高度增高，風(fēng)力適用范圍變窄，設(shè)備維護(hù)費(fèi)用的增加，則獲得單位千瓦電能的成本顯著上升，不具備競爭力；

（4）受到現(xiàn)有材料技術(shù)的限制，風(fēng)機(jī)葉片的長度難以進(jìn)一步增加；而目前現(xiàn)有的大型風(fēng)機(jī)葉片容易折斷，壽命短，且更換費(fèi)用較高；

（5）現(xiàn)有技術(shù)中，水平軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)的三個葉片調(diào)節(jié)經(jīng)常不能同步，造成被迫停機(jī)。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)的水平軸式風(fēng)機(jī)技術(shù)成熟，其規(guī)模化制造，成本低廉，但受到葉片形式、強(qiáng)度及風(fēng)機(jī)塔筒高度的限制，普遍存在風(fēng)機(jī)輸出功率偏小、葉片容易折斷、葉片撲風(fēng)效率低、風(fēng)輪漏風(fēng)量巨大等缺點(diǎn)，風(fēng)速13m/s開始棄風(fēng)、25m/s全部棄風(fēng)；而且風(fēng)電設(shè)備投資大，成本回收周期長，年利用小時(shí)數(shù)偏低。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)門扇形葉片及可伸縮風(fēng)輪，克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提高了風(fēng)能的利用率及發(fā)電效率，降低了單位千瓦的發(fā)電投資成本。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案：

包括桿塔、風(fēng)機(jī)主軸、發(fā)電機(jī)；風(fēng)機(jī)主軸中部裝配在桿塔頂部，發(fā)電機(jī)裝配在風(fēng)機(jī)主軸后段；風(fēng)機(jī)主軸前端部裝配有錐型的導(dǎo)流罩；

還包括前框架、后框架、葉片、葉片軸、弧形連桿、調(diào)節(jié)裝置；?

前框架、后框架均由內(nèi)框及外框組成，前、后框架的內(nèi)框及外框之間均通過支撐桿連接；前框架、后框架的內(nèi)框依次套裝在風(fēng)機(jī)主軸的前段，前框架內(nèi)框、后框架內(nèi)框與風(fēng)機(jī)主軸通過鍵連接，后框架內(nèi)框與風(fēng)機(jī)主軸通過固定螺栓定位，前框架內(nèi)框與風(fēng)機(jī)主軸滑動配合；?

后框架內(nèi)框的外側(cè)及后框架外框內(nèi)側(cè)設(shè)有相互對應(yīng)的卡座；葉片呈門扇形狀，葉片一側(cè)縱向設(shè)有軸孔，葉片通過軸孔裝配在葉片軸上，葉片軸兩端的卡塊裝配在卡座內(nèi)；

葉片橫向截面呈弧形，葉片靠近后框架外框一端的外段向風(fēng)機(jī)主軸前側(cè)（即迎風(fēng)一側(cè)）彎曲；葉片靠近后框架外框的端部側(cè)邊緣通過萬向節(jié)連接安裝有一個滑塊；

前框架外框設(shè)有滑道；各葉片端部的滑塊裝配在前框架外框的滑道內(nèi)，與滑道滑動配合；各滑塊之間通過弧形連桿連接；?

調(diào)節(jié)裝置包括數(shù)臺調(diào)節(jié)電機(jī)、拉繩或推拉桿；各調(diào)節(jié)電機(jī)分別通過拉繩分別與前框架滑道內(nèi)的弧形連桿連接，或調(diào)節(jié)電機(jī)通過推拉桿連接前框架。

所述調(diào)節(jié)裝置的調(diào)節(jié)電機(jī)分別均角度安裝在前框架內(nèi)框上；前框架的支撐桿為中空桿體；前框架外框滑道內(nèi)的弧形連桿連接有數(shù)組繩索，各組繩索分別與各調(diào)節(jié)電機(jī)對應(yīng)；每組繩索均由兩條拉繩組成，兩條拉繩穿過中空的前框架支撐桿桿體，反向纏繞連接相對應(yīng)的調(diào)節(jié)電機(jī)動力輸出機(jī)構(gòu)。?

所述調(diào)節(jié)裝置的調(diào)節(jié)電機(jī)分別均角度安裝在前框架側(cè)的風(fēng)機(jī)主軸上，各臺調(diào)節(jié)電機(jī)的動力輸出機(jī)構(gòu)分別通過渦輪蝸桿裝置或液壓裝置連接推拉桿，各推拉桿另一端與前框架連接。

所述的前框架外框邊緣裝有喇叭狀的集風(fēng)沿。

所述的葉片的軸孔內(nèi)設(shè)有螺紋，葉片軸與葉片通過螺紋配合。

本實(shí)用新型水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)門扇形葉片及可伸縮風(fēng)輪，將多個門扇形葉片裝配在風(fēng)輪框架內(nèi)，提高了風(fēng)機(jī)的發(fā)電效率，解決了現(xiàn)有技術(shù)水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)上輸出功率難以進(jìn)一步增大、葉片容易損壞等問題，本實(shí)用新型具有以下有益效果：

1、通過改變?nèi)~片的數(shù)量、形狀及安裝方式，大幅增加單機(jī)功率，在不增加風(fēng)力發(fā)電機(jī)桿塔高度及葉片長度的情況下，提高了風(fēng)機(jī)輸出功率和撲風(fēng)效率，降低了單位發(fā)電功率的成本；

2、本實(shí)用新型風(fēng)輪采用框架結(jié)構(gòu)，葉片兩端均設(shè)有支撐點(diǎn)，避免了目前三葉片水平軸風(fēng)機(jī)葉片容易遭到雷擊和大風(fēng)折斷；降低了維修及維護(hù)成本；