[实用新型]螺旋叶片式风力发电装置

说明书

技术领域

本实用新型属于风力发电技术领域，具体地说，特别涉及螺旋叶片式风力发电装置。

背景技术

把风能转变成电能是风能利用的最基本的一种方式。风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再通过增速机将旋转速度提升，来带动发电机发电。

因为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染，所以风力发电已在全世界得到普遍认同和大力推广应用。随着研究的深入、科技的进步，风力发电技术也在不断的进步。

最简单的风力发电机可由叶轮和发电机两部分构成，立在一定高度的塔架上，这是小型离网风机。最初的风力发电机发出的电能随风变化时有时无，电压和频率不稳定，没有实际应用价值。现代风机增加了齿轮箱、偏航系统、液压系统、刹车系统和控制系统等，虽然解决了电压和频率的稳定问题，但仍存在以下不足：

1、叶轮、齿轮箱等部件设置在塔杆顶部，安装及维护均需要进行高空作业，不仅安装维护困难，而且费用昂贵，仅吊装费每次就要好几万元。

2、从叶轮、齿轮箱到发电机的传动为直线型，体积庞大，叶轮的高度受限，且难以接受紊乱流风力。

3、风机的叶片一般为2叶或3叶，为了捕捉任意风向的风，必须增加尾翼或者风向导航装置，使机头为了对准风向而经常摆动，增加了故障率。

4、为了能吸收更多的风能，叶轮直径要做得很大，不仅增加了制造难度和制造成本，而且占用空间大，安装调试极为不便。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种易于安装维修的螺旋叶片式风力发电装置。

本实用新型的技术方案如下：一种螺旋叶片式风力发电装置，包括叶片、增速齿轮箱和发电机，其中发电机的输入端与增速齿轮箱的输出端连接，其关键在于：所述增速齿轮箱的输入端与轴底部的输出法兰连接，该轴通过轴承支承于支架的底部，轴的顶端与叶片立柱的底端对接固定，所述叶片立柱的顶端通过轴承支承于支架的顶部，且支架的顶部设有出风通道；在所述叶片立柱上设置叶片，该叶片位于支架内，并沿叶片立柱的轴向呈螺旋状盘旋。

众所周知，风力发电，首先是风能的吸收，叶轮的结构和性能直接关系到风能的吸收，所以叶轮是风电的首要关键部件。风机叶片从风的运动中获得的能量与风速的三次方成正比；除风速之外，叶轮直径或者叶片的受风面积决定了可撷取风能的多寡，约与叶轮直径平方/叶片的受力面积成正比；叶片的数目也会影响到风机的输出。

因此，本实用新型采用支架和螺旋状叶片组成叶轮，叶片的横截面形状类似于机翼的翼型，并沿叶片立柱的轴向呈螺旋状盘旋，能够捕捉任意风向的风，让风吹过叶片产生两侧气压差而使叶片绕中心轴线转动，随着叶片旋转，引导空气往上流动，最后从支架顶部的出风通道流出。叶片及叶片立柱转动的同时，通过叶片立柱底部的轴将动力传递给增速齿轮箱，再由增速齿轮箱传递给发电机，使发电机进行发电工作。叶片和叶片立柱位于支架内，可以承受多个方向的风力(也就是说不受风向的限制)，风能利用率高。与传统的高塔式发电装置相比，本实用新型结构更加简单，成本更低，安装及维护的高度低，既降低了安装维护的难度，又减少了相关费用。

所述支架由顶支架、支架立柱和底座构成，其中顶支架位于底座的正上方，底座的中部通过轴承支承轴，顶支架的中部通过轴承与叶片立柱支承，且顶支架上设有出风通道，在所述顶支架与底座之间连接有多根支架立柱，各支架立柱位于叶片的外侧。以上结构简单牢靠，装配方便、快捷，能够确保捕捉风力的灵敏性。

为了便于加工制造，保证叶轮的稳定性，所述顶支架及底座的轮廓均为圆形或矩形，位于顶支架与底座之间的支架立柱呈圆形、正三角形、正方形或边数大于四的正多边形分布。

在所述叶片外侧两相邻支架立柱之间设置有呈“×”形分布的加强筋。支架立柱之间通过加强筋连接成一个整体，结构强度好，不会发生变形或损坏，使用寿命有保障。

在所述支架立柱正对叶片立柱的面上设有导风板，该导风板的长度方向与支架立柱的轴向同向，且导风板的厚度从支架立柱到叶片立柱的方向逐渐减小，两根相邻支架立柱上的导风板形成“八”字形结构，小口朝向叶片，具有聚集、导向的作用，能够引导风力加快速度吹向叶片。

所述底座由平台支撑，该底座通过螺栓与平台固定；所述平台设置于地面或屋顶，并位于增速齿轮箱及发电机的上方。这样本实用新型可以装于外部风场、海洋等环境下，也可以用于城市内的房顶上，接受紊乱流风力，使用范围非常广泛。