CN201396245Y - 水平轴阻力差型双转子风力机 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种风力机，特别是一种水平轴阻力差型双转子风力机。它由塔架、机台、塔架与机台之间的联结总成、水平轴、水平轴两端对称放置的两个阻力差型转子、机台上用于支承水平轴的轴承总成、传动齿轮、变速箱、发电机、对风舵组成，所述转子由轮毂及相互成120度均匀分布的三扇槽形叶片组成。本实用新型克服了垂直轴阻力差型风力机水平方向作用于塔架上的扭力和振动。由于两个转子与塔架中轴线的距离关系紧凑，因而省去了垂直轴阻力差型风力机水平旋臂这种悬臂结构，因而更便于工业制造。

Description

水平轴阻力差型双转子风力机
技术领域：
本实用新型涉及一种风力机，特别是一种水平轴阻力差型双转子风力机。
背景技术：
目前工业上使用的风力机大多为水平轴螺旋桨式风力机，风能的利用效率通常只有为30％，而设备成本非常高，造成风力发电成本反而高于火电发电的成本。垂直轴阻力差型风力机有许多优点，如风能的利用率高、在低速风情况下也能启动、无需对风装置等等。但垂直轴阻力差型风力机在工业上一直未被广泛采用，原因是转子在水平方向上不平衡的受力会产对机身和塔架产生扭力和振动，这在工程上不易解决。另外，转子的水平旋臂属于悬臂结构，在工程上尽量避免制作。
发明内容：
为了克服水平轴螺旋桨式风力机及垂直轴阻力差型风力机的缺点，本实用新型提供一种水平轴阻力差型双转子风力机，该种风力机在具备对风能的高吸收效率的同时，还具备便于工业制造、安装及低成本的优点。
本实用新型所采用的技术方案是：一种水平轴阻力差型双转子风力机，它由塔架、机台、塔架与机台之间的联结总成、水平轴、水平轴两端对称放置的两个阻力差型转子、机台上用于支承水平轴的轴承总成、传动齿轮、变速箱、发电机、对风舵组成，所述转子由轮毂及相互成120度均匀分布的三扇槽形叶片组成。
本实用新型的有益效果是：
(一)与垂直轴阻力差型风力机比较：
首先本实用新型克服了垂直轴阻力差型风力机转子水平方向作用于塔架上的扭力和振动。
其次，由于两个转子与塔架中轴线的距离关系紧凑，避开了垂直轴阻力差型风力机水平旋臂这种悬臂结构。
(二)与水平轴螺旋桨式风力发动机相比：
首先，结构更简单合理，成本更低。水平轴螺旋桨式风力发动机的转子是悬在机舱的前端，因而给机舱前端一个向下的力矩，这在大型风力发动机上体现更明显。这就是为什么水平轴螺旋桨式风力发动机桨叶一定要使用昂贵的碳纤维等轻型材料制造。而本发明由于采用对称双转子设计，因而可将双转子的重心调整到机舱中心及塔架的中轴线上，因而对转子的重量要求没有水平轴螺旋桨式风力机严格。因此本发明转子叶片可采用廉价的钢管和琉璃钢，大大降低设备成本。
其次，本实用新型对风的适应范围更宽。水平轴螺旋桨式风力机由于是将风力的一部分(约为1/3)转化为扭力，因而更多的风力是作为正向的推力作用在桨叶和机身上，通常大型机在风速大到一定程度时必须顺桨以防止损伤。此外这种风力机在低速风时不易启动。本实用新型由于风的推力直接推动叶片做功，因而在产生相同的功率的情况下本实用新型转子的迎风面要减少2/3。另外由于相邻叶片之间联接有钢管和钢丝绳，从而使联三扇叶片形成一个整体，大大增强转子的强度。因此本发明在一般的强风可正常工作。另外，本发明在低速风情况下也能工作。
附图说明：
图1为风力机的正视图。
图2为风力机的侧视图。
图3为风力机的俯视图。
图4为扇叶的结构图。
图中(1)塔架、(2)机台、(3)塔架与机台之间的联结总成、(4)水平轴、(5)水平轴两端对称放置的的阻力差型双转子、(6)机台上用于支承水平轴的轴承总成、(7)传动齿轮、(8)增速箱、(9)发电机、(10)对风舵。
具体实施方式：
下面结合附图对本实用新型进一步说明。
转子由轮毂(11)、及相互成120度均匀分布的三个钢管旋臂(13)及扇叶(12)组成。
扇叶(12)为开口呈长方形、横截面呈U字型的槽。它由钢管龙骨架(16)和玻璃钢蒙皮(17)构成。龙骨架(16)由三根平行的钢管立柱(19)中间焊接D字状钢环(20)而成。槽内安装有5-30个横隔板(21)，目的是增加风能的吸收率，阻止风沿槽腔径向流动，同时还能增加扇叶的结构强度。这样就形成扇叶在开口朝向风时有很好的吸收风能的能力，在开口背向风时由于槽底外表面呈流线形、具备良好的导流性能，因而风阻很小。将扇叶的一端焊接在钢管旋臂(13)上，通过钢管旋臂(13)联结到轮毂(11)上。三根叶片之间有加强钢杆(14)和钢丝绳(15)，从而使联三扇叶片形成一个整体，可增强转子的强度。
转子对称地安装在水平轴(4)的两端，水平轴通过其两侧的轴承总成(6)与机台结合。水平轴中间安装有传动齿轮(7)和刹车装置(8)，传动齿轮(7)将机械能通过增速箱(8)传送给发电机(9)。
塔架与机台之间的联结总成(3)可使机台(2)以塔架(1)中心轴为圆心水平转动。对风舵(10)垂直于水平轴(4)，对风舵(10)驱动机台(2)水平转动使转子叶片对向风向。

Claims (5)

1、一种水平轴阻力差型双转子风力机，其特征在于：它由塔架、机台、塔架与机台之间的联结总成、水平轴、水平轴两端对称放置的两个阻力差型转子、机台上用于支承水平轴的轴承总成、传动齿轮、变速箱、发电机、对风舵组成，所述转子由轮毂及相互成120度均匀分布的三扇槽形叶片组成。
2、根据权利要求1所述的水平轴阻力差型双转子风力机，其特征是：扇叶为开口呈长方形、横截面呈U字型的槽，它由钢管龙骨架和玻璃钢蒙皮构成，龙骨架由三根平行的钢管中间焊接D字状钢环而成，槽内安装有5-30个横隔板，扇叶的一端焊接在钢管旋臂上，通过钢管旋臂联结到轮毂上，相邻叶片之间联结有钢管和钢丝绳。
3、根据权利要求1所述的水平轴阻力差型双转子风力机，其特征为：两个转子竖直对称地安装在水平轴的两端，水平轴通过其两侧的轴承总成与机台结合，水平轴中间安装有传动齿轮和刹车装置，传动齿轮将机械能通过增速箱传送给发电机。
4、根据权利要求1所述的水平轴阻力差型双转子风力机，其特征为：其对风舵垂直于水平轴。
5、根据权利要求1所述的水平轴阻力差型双转子风力机，其特征为：在对风舵的驱动下，机台在塔架上水平转动使转子叶片对向风向。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101806290A (zh) * 2010-04-28 2010-08-18 逄涛 一种兆瓦级双风轮风力发电装置
CN111022251A (zh) * 2020-01-09 2020-04-17 诸暨都高风能科技有限公司 一种扇叶可关闭的风力发电机头
CN111997830A (zh) * 2019-05-27 2020-11-27 广州雅图新能源科技有限公司 一种垂直轴风力发电机风轮

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