集合式風力發電裝置的製作方法

2023-06-02 21:07:56

專利名稱：集合式風力發電裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種發電裝置，特別是一種集合式風力發電裝置。
背景技術：
風能作為一種可再生無汙染的能源越來越受到人們的重視，利用風力發電已得到 了廣泛應用，特別是在供電不便的偏遠山區或風力較大的海濱地區，風力發電的優勢顯得 尤為突出。現有的併網型風力發電機組，一般是採用一個錐型圓筒狀塔架，在塔架頂安裝一 個大風輪，大風輪再帶動一臺發電機。這種風力發電機的缺點是由於製造工藝的限制使風 輪的直徑不能做得很大，從而導致單機風力發電機組的功率受到較大限制。針對此，人們發 明了各種組合式的風力發電裝置，如專利號為ZL94231576. 6(公告號為CN2222813Y)的中 國實用新型專利公開了一種組合風力發電機，其特徵是磁電機和風輪的主軸等距離固定在 橫板上，磁電機的定子固定在主軸上，風葉固定在轉子上，其端頭面安裝有皮帶輪，相鄰風 輪其軸頭上的大小皮帶輪為反向安裝，皮帶輪上的結構與磁電機皮帶輪上的結構相同，該 實用新型能實現多組風輪連動，在不影響發電功率的情況下風輪直徑可以做得較小。其缺 點是多個風輪之間的連動結構較為複雜，風輪轉動中需要克服較多的機械阻力，從而使啟 動風力較大且風能利用率較低。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是針對上述現有技術，而提供一種結構簡單且啟 動風力較小、風能利用率高的集合式風力發電裝置。本實用新型解決上述技術問題所採用的技術方案為該集合式風力發電裝置，包 括風輪、發電機和支架，其特徵在於所述風輪設有穿孔，多個風輪通過穿孔固定串聯在至 少一條可轉動的橫軸上，所述橫軸的一端或兩端通過連接件與發電機的主軸連接。為保證橫軸能發生轉動並懸空架設，所述橫軸的一端通過主動軸承與發電機的主 軸連接，發電機固定在所述支架上，所述橫軸的另一端安裝在從動軸承內，從動軸承固定在 所述支架上。為完成直流電到交流電的轉換，發電機的輸出端連接有逆變輸出電路，所述的逆 變輸出電路包括充電控制器、蓄電池和逆變器，充電控制器的輸入端與發電機的輸出端相 連接，充電控制器的輸出端通過蓄電池與逆變器的輸入端相連。考慮到橫軸需要有足夠的強度以支撐串聯在其上面的一組風輪，所述的橫軸為鋼 絲繩，鋼絲繩的直徑與所述的穿孔相匹配。可選地，所述的橫軸為金屬杆，金屬杆的直徑與所述的穿孔相匹配。所述的風輪包括風葉和風葉基盤，為使風輪與鋼絲繩的連接更加穩固，所述風葉 基盤的兩側通過鋼絲塞件與鋼絲繩相固定。從美觀和風能利用率角度考慮，所述的多個風輪結構相同，且每個風輪上的穿孔 均位於風葉基盤的中心。[0011]所述的鋼絲塞件可以採用多種結構，作為優選，所述的鋼絲塞件採用三角錐形結 構，鋼絲塞件的頂點通過緊固件固定在所述的鋼絲繩上，鋼絲塞件的另三個端點分別與風 葉基盤固定連接。與現有技術相比，本實用新型的優點在於採用多個風輪固定串聯在橫軸上實現 連動，結構較為簡單，風輪轉動過程中需要克服的機械阻力較小，從而使發電裝置的啟動風 力較小，且風能利用率高。

圖1為本實用新型實施例一的結構示意圖；圖2為圖1中風輪與橫軸相固定的結構示意圖；圖3為圖2中的風葉基盤的結構示意圖；圖4為圖2中的鋼絲塞件的結構示意圖一；圖5為圖2中的鋼絲塞件的結構示意圖二 ；圖6為本實用新型實施例二的結構示意圖；圖7為本實用新型實施例三的結構示意圖；圖8為本實用新型實施例四的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。實施例一如圖1所示，多個風輪1固定串聯在一橫軸5上，橫軸5的一端通過主 動軸承6與發電機2的主軸連接，發電機2固定在支架3上，橫軸5的另一端安裝在從動軸 承7內，從動軸承7固定在支架3上。這樣，整條橫軸5就架設在支架3上，從而使串聯在 橫軸5上的風輪1也懸空。為使發電機2輸出的直流電轉換為交流電，發電機2的輸出端 通過電纜12外接有逆變輸出電路，逆變輸出電路包括充電控制器13、蓄電池14和逆變器 15，充電控制器13的輸入端與發電機2的輸出端相連接，充電控制器13的輸出端通過蓄電 池14與逆變器15的輸入端相連。如圖2至圖5所示，風輪1包括風葉8和風葉基盤9，風葉基盤9的中心設有一個 穿孔4，穿孔4的孔徑與橫軸5的直徑相匹配。多個風輪1通過穿孔4串聯在橫軸5上，每 個風輪1的結構相同，這樣串聯後的每個風輪1具有相同的受風面，從而使連動效果更好。 為使風輪1進一步固定在橫軸5上，風葉基盤9的兩側通過鋼絲塞件10與橫軸5相固定，鋼 絲塞件10呈三角錐形，其頂點通過緊固件11固定在橫軸5上，其另三個端點分別固定在風 葉基盤9上。風輪1固定在橫軸5上後，風輪1的轉動可以帶動橫軸5的轉動，採用多個風 輪1串接方式實現連動，結構較為簡單，不易發生機械故障，工作穩定可靠，同時也使風輪1 轉動過程中需要克服的機械阻力較小，從而使發電裝置的啟動風力較小，且風能利用率高。 本實施例中，為保證橫軸5具有足夠的強度和剛性度，橫軸5採用四芯鋼絲繩。實施例二 如圖6所示，與實施例一不同的是，外有一套筒16固定在支架3上，串 接起來的風輪1懸空穿過套筒16，不與套筒16的內壁相接觸，套筒16起到保護風輪1的作 用。支架3裝在車頂17上，隨著車的快速移動，套筒16內的風輪1也將飛速旋轉，進而帶 動發電機2發電。不需要進行高空架設，採用較小的支架3就可以進行發電，整個發電裝置具有體積小、重量輕、成本低的優點。而且即使在沒有風力資源的地區，只要把支架3固定 在快速移動物體上也可實現風力發電。實施例三如圖7所示，與實施例一不同的是，橫軸5的兩端都連接有發電機2，橫 軸5的轉動可同時帶動兩端的兩個發電機2同時工作，從而進一步提高風能利用效率。實施例四如圖8所示，採用鐵塔18把風輪1架設在高空中。橫軸5的數目為三 條，每一條上都固定串聯有多個風輪1，發電機2分別與橫軸5的一端連接，構成三個相互獨 立的發電單元。三個發電機2的輸出端並聯在一起，作為逆變輸出電路的共同輸入端。在同 樣的風力條件下，通過三個相互獨立的發電單元同時工作，可以進一步提高風能利用效率。 這種高空架設的發電裝置可以進行大規模群組發電，適用於通電不便的山區、牧區、海濱等 諸多地方安裝使用。上述四個實施例中，任意一個實施例均可採用任意條橫軸，且均在該實用新型的 保護範圍之內。
權利要求1.一種集合式風力發電裝置，包括風輪⑴、發電機⑵和支架⑶，其特徵在於所述 風輪⑴設有穿孔(4)，多個風輪⑴通過穿孔⑷固定串聯在至少一條可轉動的橫軸(5) 上，所述橫軸(5)的一端或兩端通過連接件與發電機(2)的主軸連接。
2.根據權利要求1所述的集合式風力發電裝置，其特徵在於所述橫軸(5)的一端通 過主動軸承(6)與發電機(2)的主軸連接，發電機(2)固定在所述支架(3)上，所述橫軸 (5)的另一端安裝在從動軸承(7)內，從動軸承(7)固定在所述支架(3)上。
3.根據權利要求1所述的集合式風力發電裝置，其特徵在於所述發電機(2)的輸出 端連接有一逆變輸出電路。
4.根據權利要求1所述的集合式風力發電裝置，其特徵在於所述的橫軸(5)為鋼絲繩。
5.根據權利要求1所述的集合式風力發電裝置，其特徵在於所述的橫軸(5)為金屬杆。
6 根據權利要求4所述的集合式風力發電裝置，其特徵在於所述的風輪(1)包括風 葉(8)和風葉基盤(9)，風葉基盤(9)的兩側通過鋼絲塞件(10)與鋼絲繩相固定。
7.根據權利要求6所述的集合式風力發電裝置，其特徵在於所述的多個風輪(1)的 結構相同，所述的穿孔(4)位於風葉基盤(9)的中心。
8.根據權利要求6所述的集合式風力發電裝置，其特徵在於所述的鋼絲塞件(10)呈 三角錐形，鋼絲塞件(10)的頂點通過緊固件(11)固定在鋼絲繩上，鋼絲塞件(10)的另三 個端點分別與風葉基盤(9)固定連接。
專利摘要本實用新型涉及一種集合式風力發電裝置，包括風輪、發電機和支架，其特徵在於所述風輪設有穿孔，多個風輪通過穿孔固定串聯在至少一條可轉動的橫軸上，所述橫軸的一端或兩端通過連接件與發電機的主軸連接。風輪的轉動帶動與風輪固定連接的橫軸的轉動，進而帶動發電機的主軸轉動，完成發電過程，最後通過逆變輸出電路完成直流電到交流電的轉換。採用多個風輪固定串聯在橫軸上實現連動，結構簡單，風輪轉動過程中需要克服的機械阻力較小，從而使發電裝置的啟動風力較小，且風能利用率高。
文檔編號F03D9/00GK201778955SQ20102020520
公開日2011年3月30日 申請日期2010年5月25日 優先權日2010年5月25日
發明者陳董 申請人:陳董