CN105909472A - 一种风帆式风力发电机组 - Google Patents
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Abstract
一种风帆式风力发电机组，包括发电机本体，所述发电机本体的轴联杆上安装有风帆装置。所述风帆装置包括支撑杆，所述支撑杆的上部和下部装有缓冲装置，靠近外端处装有转动装置，所述转动装置内插有转动轴，所述转动轴上安装有不对称的风帆框，所述风帆框的下部安装有卷筒，风帆装于卷筒上。本发明使用风帆取代传统的风车桨叶，将风能转变为动能，即使是微风，也可带动发电机工作；还可根据风力的大小不断地自动调整风帆的迎风面积，为发电机提供最佳的动力，使风力发电机组的使用效率从30%左右提高到70%左右，发电量提高二倍以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种风力发电机组，尤其是涉及一种风帆式风力发电机组。
背景技术
我国风能资源十分丰富，可开发利用的风能储量约10亿kW，但是风力又是随季节不断变化的，内地一般年平均风速在每秒4米左右。市场上的风力发电机组组，在风速每秒3米时，才能切入发电，当风速达到每秒12米时，现有风力发电机组的输出功率可达100%；当风速为每秒4米时，会降至20%。由此可见，风力愈大，经济效益愈显著，风力小时，就没有效益了。一般风力发电的年平均出力为30%左右，等于造成设备70%的时间是闲置，从而造成很大的浪费，使风力发电的成本大大高于水力、火力发电成本，成为制约风力发电发展的瓶颈。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术存在的缺陷，提供一种发电效率高，经济效显著的风帆式风力发电机组。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种风帆式风力发电机组，包括发电机本体，所述发电机本体的轴联杆上装有风帆装置。
进一步，所述风帆装置包括支撑杆，所述支撑杆的上部和下部装有缓冲装置，靠近外端处装有转动装置，所述转动装置内插有转动轴，所述转动轴上安装有风帆框，所述风帆框的下部安装有卷筒，风帆安装于卷筒上。
进一步，所述转动装置为轴承或电机。转动装置的作用是，调节风帆与风向的迎风角度，与不对称轴共同作用，确保风帆能提供最佳动力。小型机组优选轴承作转动装置，以风为动力驱动风帆转动；大型机组优选电机作转动装置，电机通过齿轮带动风帆转动。
进一步，所述风帆框为不对称的风帆框，这有利于风帆框转动。
进一步，所述卷筒内安装有卷帆机构。
进一步，所述卷帆机构由拉绳和弹簧构成，或者由拉绳和电机构成，所述拉绳的一端与风帆连接，所述弹簧或电机与卷筒连接。
进一步，所述风帆框上装有升帆装置。
进一步，所述升帆装置包括升帆电机和转轮，所述升帆装置包括升帆电机、转轮，所述升帆电机安装于风帆框的上部边框上，所述转轮安装于风帆框上部边框的左右两端，升帆电机的输出轴与卷帆机构的拉绳的另一端相连，所述拉绳可在转轮上滑动。
进一步，所述支撑杆的外端安装有反弹器，反弹器的作用是帮助风帆框回转。
进一步，所述风帆的数量≤2；优选4-8，这有利于提高风能利用效率。
进一步，所述风帆由柔性材料制成。
进一步，所述柔性材料可为防水布、防晒布、降落伞布或碳纤维布，优选薄膜光伏材料。这样，可以大大减轻风帆的重量；在有台风的地区，还可将发电机本体安装于地面，降低重心，提高安全度。
本发明之发电机本体，既可安装于塔架上，也可安装于地面。
本发明还可降低风力发电机组组的生产、运输、安装、维修的成本，大大提高产品的综合效益。
本发明使用风帆取代传统的风车桨叶，将风能转变为动能，由于风帆迎风面积较大，即使是微风，也可带动发电机工作；可根据风力的大小而不断地自动调整风帆的迎风面积，为发电机提供最佳的动力，使风力发电机组的使用效率从30%左右提高到70%左右，发电量提高二倍以上，从而实现最佳的发电效益。
附图说明
图1是本发明一实施例的结构示意图；
图2是图1所示实施例的风帆的俯视图；
图3是图1所示实施例的风帆框的侧视图。
图中：1-塔架、2-发电机本体、3-发电机本体之轴联杆、4-风帆装置、5、支撑杆、6-缓冲装置、7-升帆电机、8-转动装置、9-转动轴、10-转轮、11-风帆、12-风帆框、13-卷筒、14-卷帆机构、15-拉绳、16-弹簧、17-反弹器，18-升帆装置。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。
参照附图，本实施例包括塔架1、发电机本体2，发电机本体2安装于塔架1上，所述发电机本体2的轴联杆3上装有风帆装置4（图中虚线框中部件）
所述风帆装置4，包括支撑杆5，所述支撑杆5的上部和下部装有缓冲装置6，靠近外端处装有转动装置8，所述转动装置8内插有转动轴9，所述转动轴9上安装有不对称的风帆框12，风帆框12的下部安装有卷筒13，风帆11安装于卷筒13上。
所述卷筒13内安装有卷帆机构14。
所述卷帆机构由拉绳15和弹簧16构成（弹簧16可由电机代替），所述拉绳15与风帆11连接，所述弹簧（或电机）16与卷筒13连接。
所述风帆框12上装有升帆装置18。
所述升帆装置18包括升帆电机7、转轮10，所述升帆电机7安装于风帆框12的上部边框上，所述转轮10安装于风帆框12的上部边框的左右两端，所述升帆电机7的输出轴与卷帆机构的拉绳15的一端相连，拉绳15可在转轮10上滑动。
所述支撑杆5的外端安装有反弹器17，反弹器17的作用是帮助风帆框12回转。
当风力变化时，升帆电机7工作，使拉绳15通过转轮10、卷筒13、卷帆机构14使风帆11上下运动，以调节风帆的迎风面积，确保发电机本体2稳定运行；当风速大于安全风速时，风帆11可卷起一部分，当台风来临时，可全部卷起来，确保发电机组整体的安全。
参照图2，转动装置8小型机采用轴承，大型机采用电动机控制，当风帆11在a位置时，由于有缓冲装置6顶住，风帆垂直风向，为发电机提供最大的动力；风帆在b位置时，不对称的风帆框12在风力作用下转动，与风向形成一个角度，反弹器17控制最大角度，并给风帆框12一个回弹力，为发电机提供较小的动力；叶片在c位置时，不对称的风帆框12与风向平行，阻力小，不为发电机提供阻力；风帆在d位置时不对称的风帆框12与风向形成一个角度，为发电机提供较小的动力，周而复始，使发电机不停的运转，每秒1米的风速，即可切入发电，使发电量提高二倍以上，综合发电成本低于火电30%，为大力推广风力发电打下基础。
从图3可看到，在风帆框12上的上部装有转轮10、在风帆框12上的下部装有卷筒13，当风力变大时，升帆电机7工作，通过转轮10放下拉绳15，卷筒13内的弹簧或电机16可使风帆11卷起来；当风力变小时，升帆电机7通过转轮10收紧拉绳15，卷筒13内的弹簧或电机16释放，可使风帆11升起来。小型机在卷筒13内装上弹簧16就能正常工作，大型机采用电机控制。
Claims (10)
1.一种风帆式风力发电机组，包括发电机本体（2），其特征是，所述发电机本体（2）的轴联杆（3）上安装有风帆装置（4）。
2.根据权利要求1所述的风帆式风力发电机组，其特征是，所述风帆装置（4）包括支撑杆（5），所述支撑杆（5）的上部和下部装有缓冲装置（6），靠近外端处装有转动装置（8），所述转动装置（8）内插有转动轴（9），所述转动轴（9）上安装有不对称的风帆框（12），所述风帆框（12）的下部安装有卷筒（13），风帆（11）安装于卷筒（13）上。
3.根据权利要求2所述的风帆式风力发电机组，其特征是，所述卷筒（13）内安装有卷帆机构。
4.根据权利要求3所述的风帆式风力发电机组，其特征是，所述卷帆机构由拉绳（15）和弹簧（16）构成，或者由拉绳（15）和电机构成，所述拉绳（15）的一端与风帆（11）连接，所述弹簧（16）或电机与卷筒（13）连接。
5.根据权利要求4或5所述的风帆式风力发电机组，其特征是，所述风帆框（12）上装有升帆装置（18）。
6.根据权利要求5所述的风帆式风力发电机组，其特征是，所述升帆装置（18）包括升帆电机（7）、转轮（10），所述升帆电机（7）安装于风帆框（12）的上部边框上，所述转轮（10）安装于风帆框（12）上部边框的左右两端，升帆电机（7）的输出轴与卷帆机构的拉绳（15）的一端相连，所述拉绳（15）可在转轮（10）上转绕。
7.根据权利要求2-4之一所述的风帆式风力发电机组，其特征是，所述支撑杆（5）的外端安装有反弹器（17）。
8.根据权利要求1-7之一所述的风帆式风力发电机组，其特征是，所述风帆装置的数量≤2。
9.根据权利要求8所述的风帆式风力发电机组，其特征是，所述风帆装置的数量为4-8。
10.根据权利要求2-9之一所述的风帆式风力发电机组，其特征是，所述风帆由柔性材料制成。
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