水平軸阻力差型雙轉子風力機的製作方法

2023-12-04 20:13:11 2

專利名稱：水平軸阻力差型雙轉子風力機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種風力機，特別是一種水平軸阻力差型雙轉子風力機。
技術背景
目前工業上使用的風力機大多為水平軸螺旋槳式風力機，風能的利用效率通常只有為 30%，而設備成本非常高，造成風力發電成本反而高於火電發電的成本。垂直軸阻力差型風 力機有許多優點，如風能的利用率高、在低速風情況下也能啟動、無需對風裝置等等。但垂 直軸阻力差型風力機在工業上一直未被廣泛釆用，原因是轉子在水平方向上不平衡的受力會 產對機身和塔架產生扭力和振動，這在工程上不易解決。另外，轉子的水平旋臂屬於懸臂結 構，在工程上儘量避免製作。
發明內容
為了克服水平軸螺旋槳式風力機及垂直軸阻力差型風力機的缺點，本實用新型提供一種 水平軸阻力差型雙轉子風力機，該種風力機在具備對風能的高吸收效率的同時，還具備便於 工業製造、安裝及低成本的優點。
本實用新型所採用的技術方案是 一種水平軸阻力差型雙轉子風力機，它由塔架、機臺、 塔架與機臺之間的聯結總成、水平軸、水平軸兩端對稱放置的兩個阻力差型轉子、機臺上用 於支承水平軸的軸承總成、傳動齒輪、變速箱、發電機、對風舵組成，所述轉子由輪轂及相互 成120度均勻分布的三扇槽形葉片組成。
本實用新型的有益效果是
(一)與垂直軸阻力差型風力機比較
首先本實用新型克服了垂直軸阻力差型風力機轉子水平方向作用於塔架上的扭力和振動。其次，由於兩個轉子與塔架中軸線的距離關係緊湊，避丌了垂直軸阻力差型風力機水平 旋臂這種懸臂結構。
(二)與水平軸螺旋槳式風力發動機相比
首先，結構更簡單合理，成本更低。水平軸螺旋槳式風力發動機的轉子是懸在機艙的前 端，因而給機艙前端一個向下的力矩，這在大型風力發動機上體現更明顯。這就是為什麼水 平軸螺旋槳式風力發動機槳葉一定要使用昂貴的碳纖維等輕型材料製造。而本發明由於採用 對稱雙轉子設計，因而可將雙轉子的重心調整到機艙中心及塔架的中軸線上，因而對轉子的 重量要求沒有水平軸螺旋槳式風力機嚴格。因此本發明轉子葉片可採用廉價的鋼管和琉璃鋼， 大大降低設備成本。
其次，本實用新型對風的適應範圍更寬。水平軸螺旋槳式風力機由於是將風力的一部分 (約為1/3)轉化為扭力，因而更多的風力是作為正向的推力作用在槳葉和機身上，通常大型 機在風速大到一定程度時必須順槳以防止損傷。此外這種風力機在低速風時不易啟動。本實 用新型由於風的推力直接推動葉片做功，因而在產生相同的功率的情況下本實用新型轉子的 迎風面要減少2/3。另外由於相鄰葉片之間聯接有鋼管和鋼絲繩，從而使聯三扇葉片形成一個 整體，大大增強轉子的強度。因此本發明在一般的強風可正常工作。另外，本發明在低速風 情況下也能工作。


圖1為風力機的正視圖。
圖2為風力機的側視圖。 圖3為風力機的俯視圖。 圖4為扇葉的結構圖。
圖中(1)塔架、(2)機臺、(3)塔架與機臺之間的聯結總成、(4)水平軸、(5)水平軸 兩端對稱放置的的阻力差型雙轉子、(6)機臺上用於支承水平軸的軸承總成、(7)傳動齒輪、(8)增速箱、(9)發電機、(10)對風舵。
具體實施方式
下面結合.附圖對本實用新型進一步說明。
轉子由輪轂(11)、及相互成120度均勻分布的三個鋼管旋臂(13)及扇葉(12)組成。 扇葉(12)為開口呈長方形、橫截面呈U字型的槽。它由鋼管龍骨架(16)和玻璃鋼蒙 皮(17)構成。龍骨架(16)由三根平行的鋼管立柱(19)中間焊接D字狀鋼環(20)而成。 槽內安裝有5-30個橫隔板(21)，目的是增加風能的吸收率，阻止風沿槽腔徑向流動，同時 還能增加扇葉的結構強度。這樣就形成扇葉在開口朝向風時有很好的吸收風能的能力，在開 口背向風時由於槽底外表面呈流線形、具備良好的導流性能，因而風阻很小。將扇葉的一端 焊接在鋼管旋臂(13)上，通過鋼管旋臂(13)聯結到輪轂(11)上。三根葉片之間有加強 鋼杆(14)和鋼絲繩(15)，從而使聯三扇葉片形成一個整體，可增強轉子的強度。
轉子對稱地安裝在水平軸(4)的兩端，水平軸通過其兩側的軸承總成(6)與機臺結合。 水平軸中間安裝有傳動齒輪(7)和剎車裝置(8)，傳動齒輪(7)將機械能通過增速箱(8) 傳送給發電機(9)。
塔架與機臺之間的聯結總成(3)可使機臺(2)以塔架(1)中心軸為圓心水平轉動。對 風舵(10)垂直於水平軸(4)，對風舵(10)驅動機臺(2)水平轉動使轉子葉片對向風向。
權利要求1、一種水平軸阻力差型雙轉子風力機，其特徵在於它由塔架、機臺、塔架與機臺之間的聯結總成、水平軸、水平軸兩端對稱放置的兩個阻力差型轉子、機臺上用於支承水平軸的軸承總成、傳動齒輪、變速箱、發電機、對風舵組成，所述轉子由輪轂及相互成120度均勻分布的三扇槽形葉片組成。
2、 根據權利要求1所述的水平軸阻力差型雙轉子風力機,其特徵是扇葉為丌口呈長方 形、橫截面呈U字型的槽，它由鋼管龍骨架和玻璃鋼蒙皮構成,龍骨架由三根平行的鋼管中間焊接D字狀鋼環而成，槽內安裝有5-30個橫隔板，扇葉的一端焊接在鋼管旋臂上，通過鋼管旋 臂聯結到輪轂上,相鄰葉片之間聯結有鋼管和鋼絲繩。
3、 根據權利要求1所述的水平軸阻力差型雙轉子風力機，其特徵為兩個轉子豎直對稱地安裝在水平軸的兩端，水平軸通過其兩側的軸承總成與機臺結合,水平軸中間安裝有傳動齒 輪和剎車裝置，傳動齒輪將機械能通過增速箱傳送給發電機。
4、 根據權利要求1所述的水平軸阻力差型雙轉子風力機，其特徵為其對風舵垂直於水 平軸。
5、 根據權利要求1所述的水平軸阻力差型雙轉子風力機，其特徵為在對風舵的驅動下， 機臺在塔架上水平轉動使轉子葉片對向風向。
專利摘要本實用新型涉及一種風力機，特別是一種水平軸阻力差型雙轉子風力機。它由塔架、機臺、塔架與機臺之間的聯結總成、水平軸、水平軸兩端對稱放置的兩個阻力差型轉子、機臺上用於支承水平軸的軸承總成、傳動齒輪、變速箱、發電機、對風舵組成，所述轉子由輪轂及相互成120度均勻分布的三扇槽形葉片組成。本實用新型克服了垂直軸阻力差型風力機水平方向作用於塔架上的扭力和振動。由於兩個轉子與塔架中軸線的距離關係緊湊，因而省去了垂直軸阻力差型風力機水平旋臂這種懸臂結構，因而更便於工業製造。
文檔編號F03D7/02GK201396245SQ20092000555
公開日2010年2月3日 申請日期2009年3月6日 優先權日2009年3月6日
發明者森 楊 申請人:森 楊