[实用新型]垂直立轴多级重叠高效风能发电机组

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种发电机组，特别是一种垂直立轴多级重叠高效风能发电机组，属机械领域。

背景技术

我国是能源消耗大国。改革开放以来，我国国民经济快速发展，对能源的需求越来越大，能源消耗与能源供给之间的矛盾日益突出，甚至到了制约我国国民经济发展的程度。为了应对这一矛盾，我国于2005年通过了《中华人民共和国可再生能源法》，将风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源一并列入可再生能源，成为能源发展的优先领域。国家提倡并鼓励各种所有制经济主体参与可再生能源的开发利用，依法保护可再生能源开放利用这的合法利益。

从目前国内风电设备竞争格局来看，主要以国外品牌设备为主，但价位高，低回报率的现实，使风电运营企业陷入进退两难的尴尬境地，多在亏本中经营。而且，国内风电机制造企业还是以三桨叶式风力发电机组为主，没有从本质上进一步突破，机组造价高，装机周期长，风场选择要求高，占地面积大，风能利用不彻底，远距离输电解决不好等问题还十分突出，与国外同类风电机产品相比竞争力还不强。2008-08-13，中国专利局公开了一种名为“涡流风力发电装置”的实用新型专利(公告号：201100218)，该发电装置包括基座和发电单元，数个发电单元设于基座上，包括集风罩、涡流通道管和发电机，集风罩呈喇叭状，分别设于涡流通道管的两端，并与涡流通道管连通；涡流通道管内设有涡叶和转轴，转轴一端设有传动部件，并伸入一端的集风罩内与发电机连接。该发电装置通过集风罩在涡流通道管内产生涡流，快速推动涡叶旋转并带动发电机发电。该发电装置相比传统三桨叶式风力发电机组提高了风能的利用率，但仍存在机组造价高，装机周期长，风场选择要求高，占地面积大的问题，而且风能利用不彻底，远距离输电解决不好的问题。

发明内容

本实用新型为解决现有技术的上述不足之处，提供一种垂直立轴多级重叠高效风能发电机组。本实用新型不仅提高了风能利用与风场空间利用率，同时减少了钢材用量，降低了风能发电成本。

为达到上述技术效果，本实用新型采用如下技术方案：

一种垂直立轴多级重叠高效风能发电机组，包括固定设置在地基上的主框架，其特征在于：所述发电机组由三个重叠的发电单元构成，发电单元之间通过联轴器连接，每个发电单元包括主机轴、固定设置在主机轴上的叶片、设于主框架上的集风控制系统，所述主机轴通过增速器与发电机连接。

所述集风控制系统包括集风导向板、集风板支撑与导向装置、集风控制驱动系统。

所述主机轴由三根轴通过柔性连接件连接构成，每根轴由两个轴头、空心轴和焊接法兰构成，所述轴头分别通过空心轴与焊接法兰固定连接，上、下轴分别通过柔性连接件与中间轴连接.

所述叶片迎风面中空内凹，出风面光滑外凸，其曲面曲率随着远离旋转轴而逐渐增大。

所述主机轴与叶片之间通过螺栓连接。

所述集风控制系统通过螺栓固定设于主框架上。

所述发电机为双馈式发电机。

地基与主框架之间设有钢绳。

本实用新型利用集风与风力导向原理，使风力动力机风叶的受力面与风向互为直角，风力直射，直接推动发电机风叶沿水平方向旋转。因此下风向不会产生涡流，风机间距可以减小。为了增大集风量，提高风力，增大风力动力机速度与功率，垂直立轴多级重叠高效风能发电机组增加了集风板系统，调节集风板角度，可以控制风力动力机的受风量，调节发动机的转速。当风速超过上限时，通过调节集风板开合改变风力动力机的受风量，使风力动力机始终处于平衡状态。调节集风板可以使风力发电机工作倒最大工作风速，当风速超出最大工作风速时，集风板完全闭合，风力发电机停止工作，起到保护发电机系统的作用。地基与主框架之间设于钢绳，用以加强放电机组的稳固性。

本风能发电机组适用范围极广。与国内外普遍采用的三桨叶式风力发电机相比，本机高度仅是其高度的1/3，旋转速度高，平衡性更好，不需要塔架与转向装置，无噪音，可安放在城乡高层建筑物上，便于与电网和其它电力设备并网发电。本实用新型结构简单、成本低、装机周期短、对风场的适用范围广且对风能利用彻底、发电效果好，适于推广应用。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为图1的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步描述，如图1和图2所示，本实用新型为一种垂直立轴多级重叠高效风能发电机组包括固定设置在地基上的主框架1，所述发电机组由三个重叠的发电单元构成，发电单元之间通过联轴器连接，每个发电单元包括主机轴4、固定设置在主机轴4上的叶片3、设于主框架1上的集风控制系统2，所述主机轴4上设有增速器5与发电机6.所述集风控制系统2包括集风导向板、集风板支撑与导向装置、集风控制驱动系统.所述主机轴4由三根轴通过柔性连接件连接构成，每根轴由两个轴头、空心轴和焊接法兰构成，所述轴头分别通过空心轴与焊接法兰固定连接，上、下轴分别通过柔性连接件与中间轴连接.所述叶片3迎风面中空内凹，出风面光滑外凸，其曲面曲率随着远离旋转轴而逐渐增大.所述主机轴4与叶片3之间通过螺栓连接.所述集风控制系统2通过螺栓固定设于主框架1上.所述发电机6为双馈式发电机.本实用新型利用集风与风力导向原理，使风力动力机叶片3的受力面与风向互为直角，风力直射，直接推动发电机叶片3沿水平方向旋转.因此下风向不会产生涡流，风机间距可以减小.为了增大集风量，提高风力，增大风力动力机速度与功率，垂直立轴多级重叠高效风能发电机组增加了集风板系统，调节集风板角度，可以控制风力动力机的受风量，调节发动机的转速.当风速超过上限时，通过调节集风板开合改变风力动力机的受风量，使风力动力机始终处于平衡状态.调节集风板可以使风力发电机工作倒最大工作风速，当风速超出最大工作风速时，集风板完全闭合，风力发电机停止工作，起到保护发电机系统的作用.地基8与主框架1之间设有钢绳7，用以加强放电机组的稳固性.本风能发电机组适用范围极广.与国内外普遍采用的三桨叶式风力发电机相比，本机高度仅是其高度的1/3，旋转速度高，平衡性更好，不需要塔架与转向装置，无噪音，可安放在城乡高层建筑物上，便于与电网和其它电力设备并网发电.本实用新型结构简单、成本低、装机周期短、对风场的适用范围广且对风能利用彻底、发电效果好，适于推广应用.