[发明专利]多级叶轮风力发电机

说明书

本申请人就本发明同时申请了实用新型专利。

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，涉及一种风力发电设备，尤其是一种多级叶轮风力发电机。

背景技术

目前，风力发电机为获得更大的电力，大型化成为发展趋势。现有的风力发电机分为水平轴式发电机和竖直轴式发电机两种，这两种发电机，为了获得更大的采风量，叶轮叶片长度做得也越来越大。几十吨、上百吨重的发电机组设置在100多米高的支架上端，高空的安装、调试和修理都必须配合大型升降机械高空作业。由于重心较高，所以这种风力发电机在强风下很容易倒塌，造成重大事故。现有的水平轴式和竖直轴式单叶轮风力发电机在风力过大时实现减小采风面保护发电设备的安全都是通过变叶齿轮箱对叶片进行变向调节，而变叶齿轮箱结构复杂，容易损坏，由此导致该风力发电机的故障率很高，通常风力发电机80％的故障都出在变叶变速箱上。另外，如此巨大的叶片，现有技术中通常使用强化塑料，大型注塑件加工精度就难于提高，加上这种强化塑料随时间推移还会逐渐产生微小的收缩和老化，这样影响了机组的使用寿命。风力发电机的使用特点之一是要分散安置在旷野，大型风力发电机的风机叶片位于最高点，易受雷击。现有技术中的风力发电机的避雷装置要安装在叶片上，受限于叶片转动结构，避雷效果不佳，因此，时有风力发电机遭雷击的事故发生，而遭受雷击，常引起机电系统过电压，造成风机自动化控制和通信元件的烧毁、发电机等贵重部件被击穿和电器设备的损坏；除了这些部件设备损失之外，还造成修复其间无法发电带来的损失，所以，雷害也是威胁风机安全运行和经济运营的严重问题。

发明内容

本发明的目的在于改进现有技术的缺陷，提供一种结构合理，可有效抵抗头重脚轻的风塔翻倒、雷电击毁，避免风塔过高、叶片过长危险因素增强，安装难度加大等先天不足，使之无论弱风和强风都可得到充分利用，且便于安装、调试和修理的一种多级叶轮风力发电机。

本发明的目的是这样实现的：

本发明提供的多级叶轮风力发电机，包括叶轮转轴组件、塔架和发电机组件，所述叶轮转轴组件包括一个转轴、若干风力叶轮，在所述转轴上沿轴向设置所述的若干风力叶轮，在每个所述风力叶轮和所述转轴之间都设置离心式离合器，使得所述风力叶轮与所述转轴有如下两种状态：其一是在风力叶轮的转速在一设定值以下时与所述转轴连接，推动该转轴转动，其二是在风力叶轮的转速在一设定值以上时风力叶轮与所述转轴脱离结合，风力叶轮空转；在该塔架上设置所述叶轮转轴组件，所述转轴连接所述发电机组，所述转轴可转动地支承在所述塔架上。

所述转轴可以是竖直设置的，也可以是水平设置的，还可以是组合状态，即转轴包括水平设置的，也包括竖直设置的。

所述转轴竖直设置，可以是这样的结构：在该竖轴上设置所述的若干风力叶轮，每个所述风力叶轮与竖轴之间设有所述离心式离合器；还可以是这样的结构：在该竖轴上通过传动机构连接若干支杆轴，在每个所述支杆轴上设置一个所述风力叶轮，该风力叶轮和所述支杆轴之间设置所述离心式离合器，所述竖轴上的若干风力叶轮，从下向上，其叶片长度逐渐减小。

这时，所述发电机组设置在所述竖轴的下端，所述竖轴可转动地设置在所述塔架上。

所述转轴水平设置，可以是这样的结构：在该水平转轴上设置若干风力叶轮，每个所述风力叶轮与水平转轴之间设有所述离心式离合器；所述水平转轴上的若干风力叶轮，其叶片长度相等或不相等

在该水平转轴的一端连接发电机组或者，该水平转轴连接传动装置，通过传动装置与设置在该水平转轴下面的发电机组连接；所述水平转轴的一端设置在一竖立的支架上，或者，该水平转轴的两端设置在一支架上。

一种组合式转轴结构，其包括一根水平设置的转轴和一根竖直设置的转轴，在该水平转轴上设置若干风力叶轮，每个所述风力叶轮与水平转轴之间设有所述离心式离合器，所述水平转轴通过传动机构连接在竖直设置的所述转轴上，驱动该竖直设置的转轴转动。

所述发电机组设置在所述竖直设置转轴的下端。所述水平的转轴和所述竖直设置的转轴都可转动地设置在塔架上。

还有一种组合式结构，即所述转轴为一根竖直设置的转轴和至少两根水平设置的转轴，所述水平设置的转轴通过传动机构与所述竖直设置的转轴连接，在每根所述水平设置的转轴上设置所述若干个风力叶轮，每个所述风力叶轮与水平转轴之间设有所述离心式离合器；上下不同高度设置的水平转轴上设置的风力叶轮的叶片长度为，在较高处水平转轴上的叶轮的叶片长度较短；在同一水平转轴上的各个叶轮，其叶片长度可以是相同的，也可以是不同的。所述发电机组设置在所述竖直设置转轴的下端。所述竖直的转轴和水平的转轴可转动地设置在塔架上。