[实用新型]水平轴式风力机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种风力机，尤其是水平轴式风力机。

背景技术

随着现代工业的飞速发展，人类对能源的需求明显增加，而地球上可利用的常规化石能源日趋匮乏。如何实现能源的持续发展，是全球都在关注的问题。世界各国都在投入大量的人力、物力和财力积极开发和利用清洁能源。风能作为一种清洁能源，如何对其进行有效的利用，已经成为全球范围内最重要的研究和发展方向之一。目前，人们已经开发了风力发电设备，并正在朝着商业化的方向继续努力着。

风力发电设备包括接收并传递风能的风力机和利用风能发电的发电机。根据风力机旋转主轴的布置方式，风力机可以分为水平轴式风力机和垂直轴式风力机。其中，水平轴式风力机根据风轮是处于上风向位置还是下风向位置分为逆风式风力机和顺风式风力机。因为逆风式风力机能最大限度地利用风能，所以，目前使用最多的是逆风式风力机。包括这种逆风式风力机的风力发电设备中，风力机和发电机被封装在一个机舱中，然后通过转动支承装置安装在塔架顶部。然而，由机舱和里面的风力机与发电机构成的机头，特别是大中型风力发电设备的机头，其重量非常大，可以达到数十吨到几百吨，因此，对转动支承装置的要求极高，造成了转动支承装置的制造成本高昂。而且，由于机头重量很重，在风向发生改变时，只能依靠机械对风装置完成对风作业，相应地，还要增设测风装置。机械对风装置和测风装置的存在，增加了风力发电设备的体积、结构复杂性，并因此增加了风力发电设备的制造、安装和维护成本。另外，虽然人们意识到，风力发电设备的单机容量越大，成本效率就越高，但是与此同时，风力机和发电机的重量也都越高，从而限制了单机容量的增加。

目前，为了减轻风力发电设备机头的重量，所采用的主要方法是使用尽可能轻的材料和更好的加工设备。然而，这种方法对减轻重量的效果不明显，反而增加了风力发电设备的成本。

另外，风力机和发电机同时装在封闭的机舱中，给日常的检查、维修和保养都带来了很多困难。于是，不得不在风力发电设备中安装尽可能多的自检设备，以便在出现故障时，尽可能准确地发现故障点，以便完成维修。这也造成了风力发电设备造价高。还有，因为发电机同风力机一起装在随风摆转的机舱中，所以，用于向外输送电力的电缆会发生扭绞的现象，因此还需要安装相应的解缆和扭缆保护装置。这是影响风力发电设备造价的又一个因素。

顺风式风力机虽然可以不需要对风装置以及相应的测风装置，但是，与逆风式风力机一样，风力机和发电机都装在机舱中，也因此有同样的问题需要解决。

发明内容

本实用新型就是针对上述技术问题提出来的，目的是提供一种能够降低风力发电设备的制造、安装、运营成本的水平轴式风力机。

相应地，本实用新型提供了一种水平轴式风力机，其包括：能围绕水平轴线旋转并围绕竖直轴线摆转的旋转主轴；与所述旋转主轴相连的第一运动转换装置，用于将所述旋转主轴围绕水平轴线的旋转运动转换为竖直方向上的运动；联结器，所述联结器包括结合在一起并能够一体地沿竖直方向运动的第一构件和第二构件，所述第一构件与所述第一运动转换装置相连并能够相对于所述第二构件绕竖直轴线摆转；第二运动转换装置，所述第二运动转换装置与所述联结器的所述第二构件相连，用于将所述第一运动转换装置的所述竖直方向上的运动转换为旋转运动。

优选地，所述水平轴式风力机还包括滑座，所述联结器包括：能够沿着所述滑座在竖直方向上滑动的滑块，所述滑块构成所述联结器的第二构件；以可相对所述滑块绕竖直轴线摆转的方式与所述滑块结合在一起的摆转件，所述摆转件构成所述联结器的第一构件。其中，所述滑块是中空的，内部形成有上表面和下表面，所述摆转件可转动地支承在所述滑块内部的所述上、下表面之间，所述摆转件上一体形成有用于与第一运动转换装置相连的上连接部，所述滑块上一体形成有用于与第二运动转换装置相连的下连接部。

优选地，所述第一运动转换装置包括：第一偏心件，所述第一偏心件与所述旋转主轴一体形成并作为所述旋转主轴一部分；第一连杆，其一端与所述第一偏心件连接，另一端与所述联结器的第一构件相连。

优选地，所述第二运动转换装置包括：可旋转的输出轴，所述输出轴上一体形成有作为其一部分的第二偏心件；第二连杆，其一端与所述第二偏心件连接，另一端与所述联结器的第二构件相连。

优选地，所述水平轴式风力机进一步包括可摆转地支承在塔架上的机舱，所述旋转主轴可转动地支承在所述机舱内，其中，所述联结器和所述第二运动转换装置布置在所述机舱外。所述机舱上设有尾舵。尾舵在逆风式风力机中的作用主要是对风和平衡风轮的重量；在顺风式风力机中的作用主要是平衡风轮的重量。