[實用新型]臥裝串聯(lián)封閉式垂直軸葉齒機(jī)陣列風(fēng)電場單元

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201921603323.4
• 申請日: 2019-09-25
• 公開（公告）號: CN211819793U
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 生瑞濤
• 申請（專利權(quán)）人: 生瑞濤
• 主分類號: F03D9/25
• 分類號: F03D9/25;F03D3/04;F03D3/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種臥裝串聯(lián)封閉式垂直軸葉齒機(jī)陣列風(fēng)電場單元，它屬于風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，其單臺葉齒機(jī)取風(fēng)單元由單臺臥裝封閉式垂直軸葉齒機(jī)與由雙向集風(fēng)口、通風(fēng)通道、旁路通道、調(diào)風(fēng)門組成的攔風(fēng)壩單元相連接構(gòu)成，而單臺臥裝封閉式垂直軸葉齒機(jī)的中心軸與發(fā)電機(jī)通過傳動裝置連接構(gòu)成單臺臥裝封閉式垂直軸葉齒機(jī)發(fā)電單元；由多個單臺葉齒機(jī)取風(fēng)單元通過傳動軸串聯(lián)連接后形成葉齒機(jī)串與發(fā)電機(jī)相連接而構(gòu)成；攔風(fēng)壩相同高度上多個葉齒機(jī)取風(fēng)單元(南北方向)由通風(fēng)通道相連接并且與旁路通道、調(diào)風(fēng)門組成的調(diào)風(fēng)通道構(gòu)成逐級取風(fēng)的單層發(fā)電場單元；發(fā)電場單元中的發(fā)電機(jī)根據(jù)葉齒機(jī)以及與之相連接的傳動機(jī)構(gòu)的傳遞能力設(shè)置在攔風(fēng)壩水平方向上的中間部位。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種臥裝串聯(lián)封閉式垂直軸葉齒機(jī)陣列風(fēng)電場單元，它屬于風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近些年水平軸風(fēng)力發(fā)電高速發(fā)展，促進(jìn)了風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的不斷進(jìn)步，為風(fēng)力發(fā)電的更大規(guī)模發(fā)展提供了可能，但是水平軸風(fēng)力發(fā)電的第一個嚴(yán)重的缺點就是諧波污染，通常認(rèn)為風(fēng)電在局部電網(wǎng)容量中超過10％時將無法保證電網(wǎng)的穩(wěn)定運行，當(dāng)然這也取決于局部電網(wǎng)的特性和控制能力，然而現(xiàn)有的風(fēng)電的發(fā)電量還很低，在局部電網(wǎng)容量中的占比也是微乎其微；水平軸風(fēng)力發(fā)電的第二個缺點是無法消除風(fēng)災(zāi)的危害，當(dāng)風(fēng)級達(dá)到一定程度(V＝25m/s)時，水平軸風(fēng)電機(jī)組順槳后便不再發(fā)電；水平軸風(fēng)力發(fā)電的第三個缺點是風(fēng)能利用率很低，以20m/s風(fēng)速為例，其最大風(fēng)能利用率不大于8％。

現(xiàn)有的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪均為敞開式結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)軸上的葉片至少有一半無法產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)而且具有一定的阻力矩抵消相當(dāng)數(shù)量的風(fēng)動力矩，其風(fēng)能利用率(風(fēng)輪對應(yīng)的面積)小于50％；無論風(fēng)輪直徑尺寸多大，其風(fēng)輪對應(yīng)截面均無法使其風(fēng)力增速；由于風(fēng)輪結(jié)構(gòu)為敞開式，其風(fēng)輪半徑范圍內(nèi)所受風(fēng)力無法集中于最大半徑處，風(fēng)能利用率無法達(dá)到最大值。

發(fā)明內(nèi)容

水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)是指其葉片與其安裝的傳動軸相垂直，而傳動軸的中心線與所受風(fēng)力的方向大致相同，傳動軸通過其它裝置如穩(wěn)速系統(tǒng)裝置與風(fēng)力發(fā)電機(jī)直接相連接。

垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)是指其葉片與其安裝的傳動軸相平行，而傳動軸的中心線與所受風(fēng)力的方向相垂直，其傳動軸即可與水平面垂直也可與水平面平行，本專利所述的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)其傳動軸與水平面平行。

本實用新型在于克服了已有技術(shù)的缺點，提供一種臥裝串聯(lián)封閉式垂直軸葉齒機(jī)陣列風(fēng)電場單元，適用風(fēng)速6.0m/s-47.2m/s(風(fēng)級5級-14級)，攔風(fēng)增速、逐級取能使風(fēng)能利用率大幅度提高，外部風(fēng)級越高風(fēng)能利用率越高(59％～99％之間)，并可按設(shè)計要求控制取能級數(shù)達(dá)到控制攔風(fēng)壩出口風(fēng)速不大于6.0m/s以消除風(fēng)災(zāi)的目的。

單臺取風(fēng)單元由單臺臥裝封閉式垂直軸葉齒機(jī)與集風(fēng)口(雙向)、通風(fēng)通道、旁路通道、調(diào)風(fēng)門組成的攔風(fēng)壩單元相連接組成，且單臺臥裝封閉式垂直軸葉齒機(jī)的傳動軸與發(fā)電機(jī)通過傳動裝置連接而構(gòu)成單臺臥裝封閉式垂直軸葉齒機(jī)發(fā)電單元；攔風(fēng)壩之相同高度的列上(南北方向)多個單臺臥裝封閉式垂直軸葉齒機(jī)取風(fēng)單元由通風(fēng)通道相連接且與旁路通道、調(diào)風(fēng)門組成的調(diào)風(fēng)通道構(gòu)成逐級連續(xù)取風(fēng)的列上發(fā)電單元，本設(shè)計為七級連續(xù)取風(fēng)且可根據(jù)風(fēng)力的大小開通相對應(yīng)數(shù)量的臥裝封閉式垂直軸葉齒機(jī)；攔風(fēng)壩之相同高度的行上(東西方向)多臺臥裝封閉式垂直軸葉齒機(jī)通過其傳動軸由萬向聯(lián)軸器連接形成臥裝串聯(lián)封閉式垂直軸葉齒機(jī)串與發(fā)電機(jī)連接，發(fā)電機(jī)傳動軸采用雙軸伸結(jié)構(gòu)可雙端連接臥裝串聯(lián)封閉式垂直軸葉齒機(jī)串，根據(jù)臥裝封閉式垂直軸葉齒機(jī)傳動軸的扭曲強度本設(shè)計采用雙端各連接五臺臥裝封閉式垂直軸葉齒機(jī)，發(fā)電機(jī)的安裝位置在攔風(fēng)壩所占有的空間由攔風(fēng)壩外斜立面使風(fēng)力均分到與發(fā)電機(jī)雙端連接的第一臺臥裝封閉式垂直軸葉齒機(jī)之上；同一平面上由萬向聯(lián)軸器行上連接、由通風(fēng)通道列上連接的臥裝封閉式垂直軸葉齒機(jī)形成了臥裝串聯(lián)封閉式垂直軸葉齒機(jī)陣列風(fēng)電場平面單元，多層(預(yù)計四十層)陣列風(fēng)電場平面單元組成小規(guī)模風(fēng)電場，多個小規(guī)模風(fēng)電場(沿東西方向)相連接組成大規(guī)模風(fēng)電場。