[发明专利]轴流对旋直驱式风力发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种风力发电机，尤其是一种轴流双涵道、双扇叶对旋、直驱式风力发电装置，涉及新能源的利用技术领域。 

背景技术

风能是一种能量密度相对较低的能源，为了利用更多的风能资源，人们不断地增大扫风面积，加长风力机叶片。单机容量大型化已成为当今世界风能发展的一个主要趋势。机组大型化的优点是有利于降低单位成本、提高运行可靠性。然而缺点也十分显著：兆瓦级风力发电机的直径和塔高已超过百米、叶片重量已超过10吨、塔体重量已超过百吨，而中小型风力机的直径和塔高也在数十米以上，制造、安装及运输的难度很大，叶片材料的强度要求也几乎达到极限，并且风能的利用率较低。因此，设计一种风能利用率高的轴流对旋直驱式风力发电装置，是目前需要解决的技术问题。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种风能利用率高的轴流对旋直驱式风力发电装置。 

本发明解决其技术问题的技术方案是： 

轴流对旋直驱式风力发电装置，其特征在于：在基台旋转固定有轴流风洞，在设有尾舵，在轴流风洞内安装有风力发电机。轴流风洞利用空气集流管效应，增强风扇叶片前的气流密度；利用扩流管效应，降低风扇叶片后气压，由此增强了通过叶轮的空气流速和能量，达到提高风力机效率的目的。采用双扇对旋结构，驱动发电机的定、转子绕同一轴线相向对旋，极大的提高了风能利用率和发电效率。

本发明解决其技术问题的技术方案还可以是： 

本发明的轴流风洞分成前级集流锥、前级扩流锥、后级集流锥和后级扩流锥四个锥段，风洞又分成内、外两层涵道。

本发明所述的风力发电机设有内转子和外转子，内转子与风力发电机的电机轴固定，风力发电机的电机轴通过前支撑和后支撑及外旋轴承与轴流风洞固定，外转子与风力发电机的壳体固定，风力发电机的壳体通过内旋轴承与风力发电机的电机轴旋转固定，在风力发电机的电机轴的前端部安装有前级风车，在风力发电机的电机壳的后端部安装有后级风车，在风力发电机的电机轴与前支撑之间设有励磁电刷，在风力发电机的电机轴与后支撑之间设有发电电刷，在风力作用下，前级风车与后级风车同轴线对旋。 

本发明所述的前级风车设置在轴流风洞内前级集流锥和前级扩流锥的狭窄处，与内转子直接连接；后级风车叶轮设置在风洞内后级集流锥和后级扩流锥的狭窄处，与外转子直接连接，分别带动发电机内转子和外转子旋转发电。 

与现有技术相比，由于前级风车和后级风车在轴流风洞中绕同一轴线、相反方向旋转，分别带动发电机内转子和外转子旋转发电，提高了低风速情况下的发电效率。当气流进入轴流风洞时，由于集流锥的作用，轴流涵道内风车叶轮前气流密度增强，因扩流锥作用，又使叶轮后部形成低压区，从而增强了通过叶轮的空气流速和能量，达到提高风力机效率的目的。是一种小型、高效的风力发电装置。本发明体积小、重量轻、制造简单、成本低廉、风能利用率高，不仅便于在山区、牧区、沿海地区等边远地区安装，而且还适用于高层建筑物顶部安装，具有广泛的推广应用市场前景。 

附图说明

图1是本发明的构造图； 

图2是轴流风洞示意图；

图3是对旋发电机结构图。

具体实施方式

如图所示，轴流对旋直驱式风力发电装置，在基台13旋转固定有轴流风洞4，在设有尾舵11，在轴流风洞4内安装有风力发电机。 

轴流风洞4分成前级集流锥、前级扩流锥、后级集流锥和后级扩流锥四个锥段，风洞又分成内、外两层涵道。 

所述的风力发电机设有内转子8和外转子7，内转子8与风力发电机的电机轴固定，风力发电机的电机轴通过前支撑3和后支撑10及外旋轴承5与轴流风洞4固定，外转子7与风力发电机的壳体固定，风力发电机的壳体通过内旋轴承6与风力发电机的电机轴旋转固定，在风力发电机的电机轴的前端部安装有前级风车1，在风力发电机的电机壳的后端部安装有后级风车9，在风力发电机的电机轴与前支撑3之间设有励磁电刷2，在风力发电机的电机轴与后支撑10之间设有发电电刷12，在风力作用下，前级风车1与后级风车9同轴线对旋。 

所述的前级风车1设置在轴流风洞4内前级集流锥和前级扩流锥的狭窄处，与内转子8直接连接；后级风车叶轮9设置在风洞内后级集流锥和后级扩流锥的狭窄处，与外转子7直接连接，分别带动发电机内转子8和外转子7旋转发电。