本發(fā)明專利技術(shù)涉及到一種大功率低轉(zhuǎn)速水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，確切的說是一種通過改良風(fēng)力發(fā)電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的布局設(shè)計，將傳統(tǒng)水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計在風(fēng)機(jī)機(jī)頭后方的機(jī)艙中的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)移至塔架中，使風(fēng)機(jī)的發(fā)電機(jī)部分擁有足夠多的空間。能夠在現(xiàn)有技術(shù)前提下，不必投入過多資金研發(fā)即可將現(xiàn)有的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)改造為能夠輸出更大功率的低轉(zhuǎn)速風(fēng)機(jī)發(fā)電機(jī)。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及到一種大功率低轉(zhuǎn)速水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，確切的說是一種通過改良風(fēng)力發(fā)電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的布局設(shè)計，將傳統(tǒng)水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計在風(fēng)機(jī)機(jī)頭后方的機(jī)艙中的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)移至塔架中，使風(fēng)機(jī)的發(fā)電機(jī)部分擁有足夠多的空間。能夠在現(xiàn)有技術(shù)前提下，不必投入過多資金研發(fā)即可將現(xiàn)有的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)改造為能夠輸出更大功率的低轉(zhuǎn)速風(fēng)機(jī)發(fā)電機(jī)。
技術(shù)介紹
隨著綠色環(huán)保理念被越來越重視，風(fēng)力發(fā)電也進(jìn)入了大發(fā)展的時代。但是當(dāng)今風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)計完全走入了一個誤區(qū)！隨著設(shè)計的風(fēng)機(jī)愈發(fā)高大，但發(fā)電機(jī)功率卻沒有能夠相對應(yīng)的提升。傳統(tǒng)水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)依然保持幾十年前的設(shè)計結(jié)構(gòu)，由風(fēng)機(jī)葉輪驅(qū)動一根中軸，中軸驅(qū)動發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。但是隨著水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)體積的增大，發(fā)電機(jī)的功率已經(jīng)漸漸無法滿足需要。當(dāng)今最新科技甚至已經(jīng)考慮采用超導(dǎo)材料制造大功率發(fā)電機(jī)來滿足風(fēng)機(jī)的需要了。
技術(shù)實現(xiàn)思路
文中所述風(fēng)機(jī)為“水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)”的簡寫。本專利技術(shù)僅針對“水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)”。文中所述塔架在部分文獻(xiàn)中也被稱為“塔筒” “支架” “塔柱” “立柱”等，其主要作用為支撐水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)從地面到葉輪之間的結(jié)構(gòu)。本專利技術(shù)通過改變風(fēng)機(jī)機(jī)頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)布局的方式，為風(fēng)機(jī)的發(fā)電機(jī)部分解除了空間限制。讓風(fēng)機(jī)的機(jī)體內(nèi)部能夠安裝體積更大的發(fā)電機(jī)而不會影響風(fēng)機(jī)自身的結(jié)構(gòu)強度，不會破壞風(fēng)機(jī)重心，甚至能夠?qū)L(fēng)機(jī)重心降低，使風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定。同時還會降低了風(fēng)機(jī)自身的風(fēng)阻，并為雙葉輪風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)提供便利。本專利技術(shù)的指導(dǎo)思想是利用轉(zhuǎn)向變速裝置3將風(fēng)機(jī)葉輪輸出的扭力進(jìn)行轉(zhuǎn)向。同時將傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)設(shè)計在機(jī)頭內(nèi)部的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)移至塔架內(nèi)部。塔架作為風(fēng)機(jī)主要支撐裝置，一般采用圓柱結(jié)構(gòu)。常見的塔架往往是一個中空柱狀管道。本專利技術(shù)利用風(fēng)機(jī)塔架內(nèi)部的中空管道作為機(jī)艙，安裝大扭力低轉(zhuǎn)速大功率的發(fā)電機(jī)。塔架內(nèi)部的發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)可以固定在塔架內(nèi)部，也可以將發(fā)電機(jī)定子與塔架合為一體。風(fēng)機(jī)葉輪通過轉(zhuǎn)向變速裝置和傳動軸將扭力傳遞至發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)進(jìn)行發(fā)電。本專利技術(shù)由以下結(jié)構(gòu)組成:機(jī)頭1、風(fēng)輪2、轉(zhuǎn)向變速裝置3、偏航系統(tǒng)4、監(jiān)測裝置5、傳動軸6、發(fā)電機(jī)7、塔架8。本專利技術(shù)中，機(jī)頭I因為不需要承載發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)，所以體積更小。機(jī)頭I只需要考慮風(fēng)輪2的結(jié)構(gòu)強度，無需考慮發(fā)電機(jī)是否會影響風(fēng)機(jī)重心，也無需考慮是否有足夠的空間容納發(fā)電機(jī)，大大降低了設(shè)計難度。風(fēng)輪2可以選擇單側(cè)風(fēng)輪，也可以選擇雙側(cè)風(fēng)輪。雙側(cè)風(fēng)輪平衡性更佳。轉(zhuǎn)向變速裝置3是一種可以將風(fēng)輪輸入的扭力通過傳動軸和轉(zhuǎn)向裝置傳輸至發(fā)電機(jī)的裝置。轉(zhuǎn)向變速裝置3可以采用齒輪結(jié)構(gòu)，也可以采用液壓結(jié)構(gòu)，或者采用包括萬向聯(lián)軸器在內(nèi)的任意一種能夠?qū)L(fēng)輪2產(chǎn)生的扭力轉(zhuǎn)向傳輸?shù)难b置。轉(zhuǎn)向變速裝置3的主要目的是將風(fēng)輪2的扭力傳導(dǎo)至發(fā)電機(jī)。特殊設(shè)計的轉(zhuǎn)向裝置只轉(zhuǎn)向，不變速也在本專利技術(shù)的權(quán)屬范圍之內(nèi)。偏航系統(tǒng)4能夠確保風(fēng)機(jī)根據(jù)需要調(diào)整風(fēng)輪方向。監(jiān)測裝置5是風(fēng)機(jī)設(shè)備上各種監(jiān)測裝置的統(tǒng)稱，監(jiān)測裝置5可以根據(jù)需要安裝，可以是包括溫度監(jiān)測、濕度監(jiān)測、風(fēng)向監(jiān)測、風(fēng)速監(jiān)測、葉片形變程度監(jiān)測、發(fā)電機(jī)功率監(jiān)測、發(fā)電機(jī)溫度監(jiān)測等一系列監(jiān)測裝置。傳動軸6是將風(fēng)輪輸出的扭力傳遞到發(fā)電機(jī)之間的主要工具。傳動軸可以和轉(zhuǎn)向變速裝置融為一體。發(fā)電機(jī)7是一種大扭力低轉(zhuǎn)速發(fā)電裝置。發(fā)電機(jī)7可以是一臺發(fā)電機(jī)，也可以是在同一驅(qū)動軸上的多個轉(zhuǎn)子串聯(lián)的發(fā)電機(jī)，甚至可以是通過變速裝置和離合裝置連接的不同功率的多個發(fā)電機(jī)的組合。因為將發(fā)電機(jī)安置在塔架內(nèi)部，擁有足夠的空間安置發(fā)電機(jī)，所以可應(yīng)用發(fā)電機(jī)的種類非常多。如果是單純追求穩(wěn)定的低轉(zhuǎn)速大功率發(fā)電輸出，可以采用大型單一式發(fā)電機(jī)。這種設(shè)計相當(dāng)于將傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)以中軸為基準(zhǔn)進(jìn)行拉伸(見圖1)。如果為了便于維護(hù)考慮，可以采取串聯(lián)結(jié)構(gòu)發(fā)電機(jī)組。在單一中軸上串聯(lián)多個發(fā)電機(jī)，每個發(fā)電機(jī)相對獨立，可以進(jìn)行單獨布線(見圖2)。如果為了盡可能獲得更高的風(fēng)力利用率，可以在主傳動軸與發(fā)電機(jī)之間安裝變速器和離合裝置。(見圖3)此種設(shè)計的優(yōu)勢在于能夠根據(jù)風(fēng)力大小選擇發(fā)電機(jī)的在線和離線的數(shù)量，能夠極高的利用風(fēng)能，大量輸出電能。此種設(shè)計不適合并網(wǎng)發(fā)電，但適合風(fēng)力發(fā)電制氫、風(fēng)力發(fā)電取暖等大功率耗電作業(yè)。塔架8在傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)設(shè)計中只是一個支撐結(jié)構(gòu)和維護(hù)人員上下的通道，在本專利技術(shù)中塔架成為發(fā)電機(jī)的機(jī)艙。風(fēng)機(jī)的體積與塔架的高度成正比，所以風(fēng)機(jī)越大，塔架越高。而越是高大的塔架內(nèi)部空間就越大。足夠巨大的空間可以安裝足夠大的發(fā)電機(jī)。足夠大的發(fā)電機(jī)內(nèi)部能夠安排足夠多的線圈，足夠的線圈被磁場切割后能夠產(chǎn)生足夠多的電能。塔架可以采用傳統(tǒng)的一體成型結(jié)構(gòu)，也可以采用框架結(jié)構(gòu)加裝外部蒙皮。【附圖說明】附圖中設(shè)備對應(yīng)的數(shù)字是:機(jī)頭1、風(fēng)輪2、轉(zhuǎn)向變速裝置3、偏航系統(tǒng)4、監(jiān)測裝置5、傳動軸6、發(fā)電機(jī)7、塔架8、變速離合裝置9。圖1為單側(cè)風(fēng)輪風(fēng)機(jī)塔架側(cè)視剖面圖，為單一發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)。圖2為雙側(cè)風(fēng)輪風(fēng)機(jī)塔架側(cè)視剖面圖，為串聯(lián)發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)。圖3為風(fēng)機(jī)塔架側(cè)視剖面圖，為離合驅(qū)動電機(jī)結(jié)構(gòu)。【具體實施方式】以圖2為例，將大量發(fā)電機(jī)安裝在風(fēng)機(jī)塔架內(nèi)部，在現(xiàn)有發(fā)電機(jī)技術(shù)下能夠輕松制造大功率低轉(zhuǎn)速發(fā)電機(jī)組。滿足大多數(shù)環(huán)境下的風(fēng)力發(fā)電。【主權(quán)項】1.一種大功率低轉(zhuǎn)速水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征為利用轉(zhuǎn)向變速裝置將水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)部分裝入風(fēng)機(jī)塔架。2.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向變速裝置可以是包括機(jī)械變速箱、液壓變速箱、萬向聯(lián)軸器在內(nèi)的任意一種能夠?qū)εちM(jìn)行轉(zhuǎn)向、傳遞、變速的裝置。3.如權(quán)利要求1所述發(fā)電機(jī)為大扭力低轉(zhuǎn)速發(fā)電裝置，其特征為可以是一體化發(fā)電機(jī)，也可以是由多個發(fā)電機(jī)串聯(lián)成的發(fā)電機(jī)組，也可以是在一條驅(qū)動軸上由多個帶有離合變速裝置連接的發(fā)電機(jī)。【專利摘要】本專利技術(shù)涉及到一種大功率低轉(zhuǎn)速水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，確切的說是一種通過改良風(fēng)力發(fā)電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的布局設(shè)計，將傳統(tǒng)水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計在風(fēng)機(jī)機(jī)頭后方的機(jī)艙中的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)移至塔架中，使風(fēng)機(jī)的發(fā)電機(jī)部分擁有足夠多的空間。能夠在現(xiàn)有技術(shù)前提下，不必投入過多資金研發(fā)即可將現(xiàn)有的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)改造為能夠輸出更大功率的低轉(zhuǎn)速風(fēng)機(jī)發(fā)電機(jī)。【IPC分類】F03D9/00【公開號】CN105221339【申請?zhí)枴緾N201510670394【專利技術(shù)人】郭鵬 【申請人】郭鵬【公開日】2016年1月6日【申請日】2015年10月19日本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種大功率低轉(zhuǎn)速水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征為利用轉(zhuǎn)向變速裝置將水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)部分裝入風(fēng)機(jī)塔架。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：郭鵬，
申請(專利權(quán))人：郭鵬，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。