CN110131104B - 风力发电机风能转换装置及风力发电机组 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种风力发电机风能转换装置及风力发电机组，其中风力发电机风能转换装置包括：能量转换装置、能量调节装置、主轴，能量转换装置可吸收来自轴向气流和径向气流流动产生的能量，进一步提升了风能利用率，主轴位于能量调节装置的中轴线上，能量转换装置安装在主轴上，能量调节装置为中空柱体结构，侧面安装有若干导叶，导叶围绕导叶轴旋转可以调节进入能量调节装置的气流流量，本发明所述的一种风力发电机风能转换装置可安装在一种双涵道垂直轴风力发电机外涵道气流出口，用来获取并转换风能，同时可调节风能转换率。

Description

风力发电机风能转换装置及风力发电机组
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域，具体涉及一种风力发电机组的风能转换装置及风力发电机组。
背景技术
随着风力发电技术的发展，以及一种双涵道垂直轴风力发电机的出现，为了提升风力发电机的发电效率，降低设备的制造成本，本发明可以有效的提升风力发电机的风能利用率，减少制造成本，提升发电量。
发明内容
本发明的目的是提供一种风力发电机风能转换装置及风力发电机组，解决现有风力发电机组结构复杂风能利用率低的问题。
本发明实施例的一个方面，提供了一种风力发电机风能转换装置，包括：所述一种风力发电机风能转换装置由能量转换装置、能量调节装置、主轴组成。
所述能量转换装置用来将气流流动产生的能量转换为机械能或电能，所述能量转换装置由叶轮组成或者由叶轮和发电机组成；所述能量转换装置安装在能量调节装置内部，可以吸收来自径向气流和轴向气流流动产生的能量；当所述能量转换装置由叶轮组成时，所述主轴和叶轮连接且无法相对旋转，当叶轮吸收到来自径向气流和轴向气流流动产生的能量后，会连同所述主轴一起旋转，并将能量通过所述主轴传递至发电机，同时与所述主轴发生相对旋转的部位安装有轴承；当所述能量转换装置由叶轮和发电机组成时，所述主轴与发电机定子连接且所述主轴和发电机定子之间无法相对旋转，发电机转子与叶轮连接且发电机转子和叶轮之间无法相对旋转，当叶轮吸收到来自径向气流和轴向气流流动产生的能量后，叶轮会驱动发电机转子与所述主轴产生相对旋转使发电机产生电能，且发电机转子与所述主轴产生相对旋转的部位安装有轴承，所述一种双涵道垂直轴风力发电机内部不再安装发电机及齿轮箱。
所述能量调节装置，用来调节进入能量转换装置的气流流量，从而控制能量转换装置的能量输出率；所述能量调节装置为中空柱体结构，所述能量调节装置侧面安装有若干导叶，所述能量调节装置下底面为封闭结构，气流不可从所述能量调节装置下底面流出，气流可以从能量调节装置上底面流出；所述导叶可以围绕导叶轴进行旋转，所述导叶的旋转可以调节进入所述能量调节装置的气流流量。
所述主轴位于所述能量调节装置的中轴线上，所述能量转换装置安装在所述主轴上，所述主轴通过轴承与所述能量调节装置连接，或直接与能量调节装置连接。
附图说明：
从下面结合附图对本发明的具体实施方式的描述中可以更好地理解本发明，其中：通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其他特征、目的和优点会变得更明显，其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。
图1为一种风力发电机风能转换装置主视图和俯视图
图2为一种风力发电机风能转换装置安装示意图及相关部位剖视图
图1-2中：
101、内涵道；102、外涵道气流进口；103、外涵道；104、外涵道外壳；105、内涵道气流进口；106、发电机舱；107、外涵道气流出口；108、气流控制阀；109、内涵道气流出口；201、能量调节装置；202、导叶；203、能量转换装置；204、主轴；205、能量调节装置下底面；206、导叶轴；207、能量调节装置气流进口；208、能量调节装置上底面。
具体实施方式：
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。本发明决不限于下面所提出的任何具体配置和算法，而是在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以便避免对本发明造成不必要的模糊。
现在将参考附图更全面的描述示例实施方式。然而，示例的实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中，为了清晰，可能夸大了区域和层的厚度。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其他的方法、组元、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本发明的主要技术创意。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确规定和限定，术语“安装”、“连接”、“相连”应做广义的理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-图2所示，本发明一实施例提供的一种风力发电机风能转换装置包括：
一种风力发电机风能转换装置由能量转换装置203、能量调节装置201、主轴204组成。
能量转换装置203用来将气流流动产生的能量转换为机械能或电能，能量转换装置203由叶轮组成或者由叶轮和发电机组成；能量转换装置203安装在能量调节装置201内部，可以吸收来自径向气流和轴向气流流动产生的能量；当能量转换装置203由叶轮组成时，主轴204和叶轮连接且主轴204和叶轮之间无法相对旋转，当叶轮吸收到来自径向气流和轴向气流流动产生的能量后，叶轮会连同主轴204一起旋转，并将能量通过主轴204传递至发电机，同时与主轴204发生相对旋转的部位安装有轴承；当能量转换装置203由叶轮和发电机组成时，主轴204与发电机定子连接且主轴204和发电机定子之间无法相对旋转，发电机转子与叶轮连接且发电机转子和叶轮之间无法相对旋转，当叶轮吸收到来自径向气流和轴向气流流动产生的能量后，叶轮会驱动发电机转子与主轴204产生相对旋转使发电机产生电能，且发电机转子与主轴204产生相对旋转的部位安装有轴承，所述一种双涵道垂直轴风力发电机内部不再安装发电机及齿轮箱。
能量调节装置201，用来调节进入能量转换装置203的气流流量，从而控制能量转换装置203的能量输出率；能量调节装置201为中空柱体结构，能量调节装置201侧面安装有若干导叶202，能量调节装置下底面205为封闭结构，气流不可从能量调节装置下底面205流出，气流可以从能量调节装置上底面208流出；导叶202可以围绕导叶轴206进行旋转，导叶202的旋转可以调节进入能量调节装置201的气流流量。
主轴204位于能量调节装置201的中轴线上，能量转换装置203安装在主轴204上，主轴204通过轴承与能量调节装置201连接，或直接与能量调节装置201连接。
本发明一实施例提供的一种风力发电机风能转换装置可安装在一种双涵道垂直轴风力发电机内部外涵道气流出口107，具体工作方式如下：
气流通过外涵道气流进口102进入外涵道，从外涵道气流出口107流出，经过能量调节装置201上的导叶202进入能量调节装置，导叶202的开启和关闭，可以控制能量转换装置203的工作和停止，通过调节导叶202的开启幅度，可以调节能量转换装置203的能量转换率，气流通过导叶202进入能量转换装置203后，驱动能量转换装置203工作产生机械能或电能，气流通过能量转换装置203后从能量调节装置上底面208流出然后进入气流控制阀108，气流从气流控制阀108流出通过内涵道气流进口105进入内涵道，然后从内涵道气流出口109流出。

Claims (4)

1.一种风力发电机风能转换装置，安装在一种双涵道垂直轴风力发电机内部的外涵道气流出口(107)，所述双涵道包括外涵道和内涵道，其特征在于，包括：能量转换装置(203)、能量调节装置(201)和主轴(204)；所述能量转换装置(203)安装在所述能量调节装置(201)内部，可吸收来自径向气流和轴向气流流动产生的能量，并将能量转换为机械能或电能；所述能量调节装置(201)为中空柱体结构，侧面由若干导叶(202)组成，能量调节装置下底面(205)为封闭状态，气流无法通过，气流可以通过能量调节装置上底面(208)；所述主轴(204)位于所述能量调节装置(201)的中轴线上，所述能量转换装置(203)安装在主轴(204)上，所述主轴(204)通过轴承与所述能量调节装置(201)连接，或直接与所述能量调节装置(201)连接；所述能量转换装置(203)由叶轮组成或者由叶轮和发电机组成；
当所述能量转换装置(203)由叶轮和发电机组成时，所述主轴(204)与发电机定子连接且所述主轴(204)和发电机定子之间无法相对旋转，发电机转子与叶轮连接且发电机转子和叶轮之间无法相对旋转，当叶轮吸收到来自径向气流和轴向气流流动产生的能量后，叶轮会驱动发电机转子与所述主轴(204)产生相对旋转使发电机产生电能，且发电机转子与所述主轴(204)产生相对旋转的部位安装有轴承，所述一种双涵道垂直轴风力发电机内部不再安装发电机及齿轮箱。
2.如权利要求1所述的一种风力发电机风能转换装置，其特征在于：
所述能量转换装置(203)用来将气流流动产生的能量转换为机械能或电能；所述能量转换装置(203)安装在所述能量调节装置(201)内部，可以吸收来自径向气流和轴向气流流动产生的能量；当所述能量转换装置(203)由叶轮组成时，所述主轴(204)和叶轮连接且所述主轴(204)和叶轮之间无法相对旋转，当叶轮吸收到来自径向气流和轴向气流流动产生的能量后，叶轮会连同所述主轴(204)一起旋转，并将能量通过所述主轴(204)传递至发电机，同时与所述主轴(204)发生相对旋转的部位安装有轴承。
3.如权利要求1所述的一种风力发电机风能转换装置，其特征在于：
所述能量调节装置(201)，用来调节进入所述能量转换装置(203)的气流流量，从而控制所述能量转换装置(203)的能量输出率；所述能量调节装置(201)为中空柱体结构，所述能量调节装置(201)侧面安装有若干导叶(202)，能量调节装置下底面(205)为封闭结构，气流不可从能量调节装置下底面(205)流出，气流可以从能量调节装置上底面(208)流出；所述导叶(202)可以围绕导叶轴(206)进行旋转，所述导叶(202)的旋转可以调节进入能量调节装置(201)的气流流量。
4.一种风力发电机组，其特征在于，其包括权利要求1-3之一所述的风力发电机风能转换装置。
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