[實用新型]無葉片風力發電機自動偏航及發電裝置

有效

• 申請號: 201921922287.8
• 申請日: 2019-11-08
• 公開（公告）號: CN211737362U
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 陳志軍;胡建華
• 申請（專利權）人: 北京萬源工業有限公司
• 主分類號: F03D5/06
• 分類號: F03D5/06;F03D9/25;F03D7/00;F03D80/00
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 陳早璟

本實用新型屬于無葉片風力發電機創新技術領域，具體涉及無葉片風力發電機自動偏航及發電裝置。本裝置中，擺桿錐體穿過偏航支架，剛性連接組成擺桿組件，擺桿組件通過偏航軸承與風機底座形成旋轉運動副；所述的偏航軸承安裝在偏航支架上下兩端；發電機固定安裝在偏航支架的突起板上；軸承固定安裝在偏航支架上，擺動曲柄的一端通過軸承與偏航支架組件組成旋轉運動副，另一端穿過軸承的外伸軸為動力輸出軸。本裝置克服傳統VIV風力發電機利用水平切割磁力線發電而無須偏航的不足，提供一種能適應在垂直面內切割磁力線和依靠機構將擺動運動改為旋轉運動，旋轉切割磁力線發電的VIV風力發電機亟待解決的自動偏航裝置。

技術領域

本實用新型屬于無葉片風力發電機創新技術領域，具體涉及無葉片風力發電機自動偏航及發電裝置。

背景技術

隨著傳統能源的日益減少，而人們對能源的需求卻不斷增加，能源短缺已成為全球性問題。風能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視，它是取之不盡用之不竭的，利用風能發電已成為應對能源短缺的一種重要方式。

傳統的風力發電裝置有塔架、機艙、輪轂、葉片等組成，葉片通常為3葉，葉片長度在幾十米，一個風電場的眾多風機之間需要較大的安全距離，故一個風電場占地面積較大，而且葉片在轉動時會發出噪聲，并對鳥類的安全產生威脅，這些傳統風機的缺點阻礙了其向小型化、民用領域的發展，這些都需要一種新型的風力發電裝置。

與傳統風力發電機相比，一種新型風力發電機的構想可以改善這種清潔能源的開發。氣動彈性共振現象通常被認為是一個不利因素，但利用不利因素也可以構成風能轉換技術的基礎。變不利因素為有利因素。基于VIV流體結構相互作用的發電機，就是一種創新技術。磁力在諧振結構中的應用中，允許動態地修改結構剛度，從而導致鎖定范圍的增加，因此每年工作時間可以大幅度增加。通過電磁感應發電方式將振蕩運動的能量轉化為電能。

由渦街共振產生的最著名的災難事件之一是塔科馬海峽大橋的坍塌。當周期性運動增強振蕩時，會產生共振現象。在氣體繞流過程中，如果物體的固有共振頻率和旋渦脫落的尾流頻率相似，則空氣會引起物體內的振蕩運動。由渦流引起的物體內的振動稱為(VIV渦街共振)現象，這個現象最初是由美籍匈牙利力學家馮-卡門教授發現的，所以又叫做卡門渦街現象。利用渦街共振發電的風力發電機又叫做VIV風力發電機。

VIV風力發電機的能量采集的載體通常是一個倒置的錐體，其支撐是一根彈性桿，彈性桿帶動發電機發電。當風向發生改變時，彈性桿的擺振方向相應的發生改變，對于沿著固定方向切割磁力線發電的發電機組，偏航問題必須要得到有效的解決。一種創新的自動偏航裝置，給解決此類問題提供了方案，使VIV 風機無需額外增加動力偏航系統，即可實現自適應風向改變的自動偏航。為VIV 風力發電機提供了更多能量轉換的方式。為VIV風力發電機的研發起到了積極作用。如何將彈性桿的擺動運動轉變為動子的切割磁力線運動是本實用新型的出發點。利用機械運動機構的曲柄滑塊機構，將擺動運動轉換成相對穩定的圓周旋轉運動帶動普通發電機發電是本次實用新型大膽創新的方案。當彈性桿發生渦街共振左右擺動時，通過曲柄將擺動運動轉變為了發電機的圓周旋轉運動，從提高了發電效率，和發電的穩定性。為VIV風力發電機裝置的研發，提供了一個創新的解決方案。

發明內容

本實用新型的目的是克服傳統VIV風力發電機利用水平切割磁力線發電而無須偏航的不足，提供一種能適應在垂直面內切割磁力線和依靠機構將擺動運動改為旋轉運動，旋轉切割磁力線發電的VIV風力發電機亟待解決的自動偏航裝置。