[实用新型]双叶片风力发电机

说明书

技术领域

本实用新型属于风力发电技术领域，特别涉及一种可安装在建筑上的垂直轴双叶片风力发电机，该机可一机两用；同时具有发电和无动力能源消耗空气净化、置换双重功能。 

背景技术

    当今世界能源日渐枯竭，能源危机将严重地影响人类社会的进步和发展。为此全世界都在为开发新能源以维持地球的可持续发展做着不懈的努力。风能是一种人类取之不尽的绿色能源，如何有效地利用和开发风能资源一直是科学界不断努力的方向。早期的水平轴风力发电机，由于体积庞大、轻风无法启动等缺陷，只适用于边远山区风口处建立电厂，而无法从根本上解决城市电荒的燃眉之急。 

    为了使“风力发电机”的应用领域更加广泛，沐日开元公司在全球首次研发出第四代建筑一体化的垂直轴双叶片风力发电机，该机可一机两用；同时具有发电和“无动力能源消耗空气净化、置换”双重功能。第四代建筑一体化的垂直轴双叶片风力发电机是以“小型尺寸、微风启动、一机两用”为根本思想，历经七年不懈的探索和试验，对桨叶构造和电机结构进行了深入研发。以变功角翼双叶片组合构造取代了单一固定桨翼构造，将电机结构由传统电机运用硅钢片与绕线定子结构升华为电机磁钢直接粘到外壳上的外转子结构技术。将磁钢和外壳之间的相互运动降为零，减少了涡流损耗；双转子构成了双气隙，不仅可以克服单边磁拉力，增加气隙磁密，而且可以改善极面下磁密分布的均匀性，减少漏磁。 

    沐日开元公司的“垂直轴变功角翼双叶片风力发电机”是“绿色低碳生态家园”整体解决方案中的核心技术之一，是能够实现建筑“能源自供、空气自洁、碳中和、零排放”的保障，对于构成清洁能源可循环再生利用具有重要的战略意义。 

    然而，使用这种新型“垂直轴变功角翼双叶片风力发电机”系统将风能转化为电能，也是有很大困难的。由于城市建筑上的风速始终是在变化的，这就要求风力发电机的桨叶片不能是固定的，它要实时变换角度使风力发电机的转数始终保持在最佳功率转数上。这样的技术被称之为变功角翼技术。目前现有的水平轴风力发电机系统都是把风力发电机和风标定向系统固定安装在一个高大的塔基上，这种方式就产生了一个风帆效应。这样的系统存在以下缺陷； 

1、塔基结构和基础强度要求过高；大体积桨叶片组合在一块塔基上并暴露在大气中需要承受很大的风荷载，为了保证承载风力发电机的大体积桨叶片能够承受风荷载并始终转动，塔基支架结构中大量地采用钢架结构。由于桨叶片体积很大，因此塔基钢架结构所采用的钢材和基础都必须有相当高的结构刚度和体积重量。

    2、风速耍求高风能量利用效率低：由于水平轴风力发电机系统的桨叶体积庞大，对于启动和工作风速耍求很高，如果不是在固定的风口上，很难获得理想的发电效率。现有的水平轴风力发电机系统都安装有风速自动关机糸统，因风过大时易导致风力发电机损毁，因此风小时无法启动，风大时需要停机，不仅发电电压不稳定影响了电力供应质量，而且风能量中的大部分被白白浪费掉而无法实现风能量利用效率的最大化。 

    3、系统维护和电力传输成本高：对于安装在远离人居环境的野外高山上的水平轴风力发电机系统（绝大部分），由于需要架设输电线路将所发电力传输至用电城市，因此不仅传输成本投资较大、输电线路损耗浪费较高，同时也给输电系统的维护带来很高的成本支出。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种可安装在建筑物上的垂直轴双叶片风力发电机，该机可一机两用；同时具有发电和无动力能源消耗空气净化、置换双重功能。将风力发电机变功角翼桨叶片和附属桨叶片结合在一起，组成垂直轴双叶片风力发电机，再将多个垂直轴双叶片风力发电机安装在建筑上。组合成新型的建筑一体化风力发电站，为建筑提供廉价且清洁的能源的同时为建筑提供无动力能源消耗空气净化和新风置换。 

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：双叶片风力发电机，包括风力发电机桨叶片、发电机轴杆和电机，其特征在于：风力发电机第一桨叶片固定在发电机轴杆上，发电机轴杆上固定有电机和第二桨叶片，风力发电机第一桨叶片、发电机轴杆、电机和第二桨叶片共同组合成一个同时具有发电和空气净化置换双重功能的电力、空调两用系统。 

风力发电机第一桨叶片、电机和第二桨叶片可以共用发电机轴杆，并共同绕发电机轴杆转动，也可以由传动机构分别连接和驱动。