CN204984732U - 一种双转子风力发电机组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种双转子风力发电机组,属于风力发电技术领域。技术方案是:发电机(8)、上风轮和下风轮垂直于地面布置在十字型框架内,上风轮和下风轮旋转方向相反;风轮(A)由立轴(1)和叶片(2)构成,风轮的立轴与发电机(8)的轴连接,风轮立轴垂直于地面,立轴(1)上安装有三片叶片(2);所述叶片为机翼形状的叶片,叶片的前缘(a)设置有湍流促进部件(7),以叶片翼弦(c)前缘32%的位置为起点切割至后缘,风轮的各叶片上端和下端均装有翼梢小翼(6)。本实用新型上下风轮带动双转子发电机旋转式时,可以同时利用风能的升力和阻力,反向旋转增加转速,提高发电效率,微风1m/s可以启动,无噪音,无方向性,抗风能力强。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种双转子风力发电机组,特别是微风起动发电的垂直轴风力发电机组,属于风力发电技术领域。
背景技术
目前,背景技术的风力发电机组多采用水平轴结构,通过尾翼改变风轮方向,使风轮正面直接迎风旋转,带动永磁发电机发电。背景技术存在的问题是:风轮噪音大,抗风能力低,启动风速高,风速需要2m/s以上才能启动,发电机发电效率低。
实用新型内容
本实用新型目的是提供一种双转子风力发电机组,可微风起动、无噪音、高发电效率,解决背景技术中存在的上述问题。
本实用新型的技术方案是:
一种双转子风力发电机组,包含发电机和设在发电机上方的上风轮和设在发电机下方的下风轮,发电机、上风轮和下风轮垂直于地面布置在十字型框架内,上风轮和发电机的外壳连接,下风轮和发电机的中间轴连接,上风轮和下风轮统称为风轮,由立轴和叶片构成,风轮的立轴与发电机的轴连接,风轮立轴垂直于地面,立轴上安装有三片叶片;所述叶片为机翼形状的叶片,叶片的前缘设置有湍流促进部件,以叶片翼弦前缘32%的位置为起点切割至后缘,风轮的各叶片上端和下端均装有翼梢小翼。
所述发电机采用的是盘式永磁无刷双转子发电机。
所述叶片前缘设置的湍流促进部件,为半椭圆形或圆锥形或半圆形的凸起物。
所述翼梢小翼伸向立轴,翼梢小翼为三角形,横截面是机翼流线型并和叶片有15-30度夹角。
所述上风轮和下风轮反向旋转,上风轮的叶片位置与下风轮的叶片位置之间成60度角,上风轮和下风轮的六个叶片在360度圆周上均布。
所述机翼形状叶片的翼弦和风向成1-6度夹角。
所述叶片内部植入骨架,骨架内设置连接杆通过支架和立轴连接。
所述翼梢小翼为机翼形状,其长度或体积小于叶片的长度或体积,设置在叶片的上端和下端,故称为翼梢小翼。
所述叶片选用升力系数在1.1-1.5的飞机翼状结构,以叶片翼弦前缘32%的位置为起点切割至后缘,叶片和立轴之间由上下对称间隔均匀的两根平行于地面的支架连接,组成风轮,从而能将任何方向的25000-2500000范围内低雷诺系数的风作用到风轮上,风轮带动盘式永磁无刷双转子发电机发电,送往控制器,控制器通过整流、升降压输送给蓄电池储存电能带动负载。
本实用新型与背景技术相比,具有如下优点和效果:上下风轮反向旋转,叶片前缘设置有半椭圆或半锥形的湍流促进部件,采用和叶片呈15-30度夹角的翼梢小翼,升力系数在1.1-1.5、以翼状叶片翼弦长的前缘32%的位置为起点切割到后缘的飞机翼状形状叶片,上下风轮带动双转子发电机旋转式时,可以同时利用风能的升力和阻力,反向旋转增加转速,提高发电效率,微风1m/s可以启动,无噪音,无方向性,抗风能力强。
附图说明
图1为本实用新型实施例的双转子风力发电机组外观斜视图;
图2为本实用新型实施例的风轮外观斜视图;
图3为本实用新型实施例湍流促进装置的示意图;
图4为本实用新型实施例的风轮俯视图;
图5为本实用新型实施例的风轮叶片结构图;
图6为本实用新型实施例的风轮叶片、连接杆、支架的连接示意图;
图7为本实用新型实施例的风轮叶片的空气压力分布示意图;
图8为本实用新型实施例的风轮叶片旋转示意图;
图9为本实用新型实施例的充电***示意图;
图中:A—风轮,A1—上风轮,A2—下风轮,B—十字型框架,1—立轴,2—叶片,3—骨架,4—连接杆,5—支架,6—翼梢小翼,7—湍流促进部件,8—发电机,9—控制器、10—蓄电池、11—负载,a—前缘,b—后缘,c—翼弦,d—夹角,A3—风力方向一,A4—风力方向二。
具体实施方式
以下结合附图,通过实例对本实用新型作进一步说明。
一种双转子风力发电机组,包含发电机8和设在发电机上方的上风轮A1和设在发电机下方的下风轮A2,发电机8、上风轮和下风轮垂直于地面布置在十字型框架B内,上风轮和发电机的外壳连接,下风轮和发电机的中间轴连接,上风轮和下风轮统称为风轮A,由立轴1和叶片2构成,风轮的立轴1与发电机8的轴连接,风轮立轴垂直于地面,立轴1上安装有三片叶片2;所述叶片为机翼形状的叶片,叶片的前缘a设置有湍流促进部件7,以叶片翼弦c前缘32%的位置为起点切割至后缘,风轮的各叶片上端和下端均装有翼梢小翼6。
所述发电机采用的是盘式永磁无刷双转子发电机。
所述叶片前缘设置的湍流促进部件7为半椭圆形或圆锥形或半圆形的凸起物,作为湍流促进部件。
所述翼梢小翼伸向立轴,翼梢小翼为三角形,横截面是机翼流线型并和叶片有15-30度夹角。
所述上风轮和下风轮反向旋转,上风轮的叶片位置与下风轮的叶片位置之间成60度角,上风轮和下风轮的六个叶片在360度圆周上均布。
所述机翼形状叶片的翼弦c和风向成1-6度夹角d。
所述叶片内部植入骨架3,骨架内设置连接杆4通过支架5和立轴1连接。
所述叶片选用升力系数在1.1-1.5的飞机翼状结构,以叶片翼弦前缘32%的位置为起点切割至后缘,叶片2和立轴3之间由上下对称间隔均匀的两根平行于地面的支架5连接,组成风轮,从而能将任何方向的25000-2500000范围内低雷诺系数的风作用到风轮上,风轮带动盘式永磁无刷双转子发电机发电,送往控制器9,控制器通过整流、升降压输送给蓄电池10储存电能带动负载11。
实施例中的具体实施方式:上下各一组垂直轴风轮A和中间的盘式永磁无刷双转子发电机8设置于十字型框架B内,上风轮A1和下风轮A2反向旋转,上风轮A1和下风轮A2各叶片2间成60度角。各组风轮A的垂直于地面的立轴1上,通过支架5和连接杆4安装有三片叶片2,叶片2前缘a设置有半椭圆或半锥形的湍流促进部件7,叶片2上下端安装有和叶片2呈15-30度夹角的翼梢小翼6(图2)。叶片2选用升力系数在1.1-1.5的飞机翼状形状,根据机翼空气动力学原理,以叶片翼弦c前缘a32%的位置为起点切割至后缘b(见图5),其作用是能将任何方向的25000-2500000范围内低雷诺系数的风作用到风轮A上。叶片2和立轴1之间由上下间隔均匀的两根平行于地面的支架5连接组成风轮A(见图2、图4)。叶片2材质采用铝合金或树脂等薄板材料卷压骨架3制成。翼状叶片2的翼弦c和支架5成1-6度夹角d(见图6)。叶片2内部植入骨架3,骨架内设置连接杆4通过支架5和立轴1连接(见图5、图6)。
叶片2的空气压力分布图(见图7)。叶片2下前部空气压力高于外部空气压力,下后部空气压力和外部空气压力基本相等,叶片2上前部为机翼形状空气加速流动,空气压力小于外部空气压力。因此切割叶片2下后部对叶片2的空气动力特性没有影响。在周速比1以下的低风速区域叶片2下后切割部利用对风力(A4箭头方向)阻力产生扭矩带动风轮A旋转(见图8),在周速比1以上的高风速区域叶片2利用风力(A3箭头方向)产生的升力带动风轮A旋转(见图8),也就是具有低雷诺系数、高升力系数特性的风轮A,在各种风速区域都具有高发电效率。叶片2在添加翼梢小翼6后有利于去除叶片上下端的湍流影响,叶片2前缘a添加湍流促进部件7提升升力,提高到风轮效率到40%。叶片2采用铝合金或树脂等轻型材料,使风轮A整体重量减轻,减少了离心力产生的负荷。
发电机组是由稀土性永磁无铁芯发电机8、控制器9、蓄电池10、负载11依次连接而成,风轮A带动稀土性永磁无铁芯发电机8发电送往控制器9,控制器通过整流、升降压输送给蓄电池10储存电能带动负载11(见图9)。
Claims (7)
1.一种双转子风力发电机组,其特征在于:包含发电机(8)和设在发电机上方的上风轮(A1)和设在发电机下方的下风轮(A2),发电机(8)、上风轮和下风轮垂直于地面布置在十字型框架内,上风轮和发电机的外壳连接,下风轮和发电机的中间轴连接,上风轮和下风轮旋转方向相反;上风轮和下风轮统称为风轮(A),由立轴(1)和叶片(2)构成,风轮立轴垂直于地面,立轴(1)上安装有三片叶片(2);所述叶片为机翼形状的叶片,叶片的前缘(a)设置有湍流促进部件(7),以叶片翼弦(c)前缘32%的位置为起点切割至后缘,风轮的各叶片上端和下端均装有翼梢小翼(6)。
2.根据权利要求1所述的一种双转子风力发电机组,其特征在于:发电机是盘式永磁无刷双转子发电机,发电机外壳和中间轴分别和上风轮、下风轮连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种双转子风力发电机组,其特征在于:叶片前缘设置的湍流促进部件(7)为半椭圆形或圆锥形或半圆形的凸起物。
4.根据权利要求1或2所述的一种双转子风力发电机组,其特征在于:翼梢小翼伸向立轴,翼梢小翼为三角形,横截面是机翼流线型并和叶片有15-30度夹角。
5.根据权利要求1或2所述的一种双转子风力发电机组,其特征在于:所述上风轮和下风轮反向旋转,上风轮的叶片位置与下风轮的叶片位置之间成60度角,上风轮和下风轮的六个叶片在360度圆周上均布。
6.根据权利要求1或2所述的一种双转子风力发电机,其特征在于:所述机翼形状叶片的翼弦(c)和风向成3-6度夹角(d)。
7.根据权利要求1或2所述的一种双转子风力发电机,其特征在于:所述叶片内部植入骨架(3),骨架内设置连接杆(4)通过支架(5)和立轴(1)连接。
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CN201520777195.0U CN204984732U (zh) | 2015-10-09 | 2015-10-09 | 一种双转子风力发电机组 |
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CN116378877A (zh) * | 2023-05-08 | 2023-07-04 | 江苏大学 | 升力与阻力复合的水力发电装置 |
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- 2015-10-09 CN CN201520777195.0U patent/CN204984732U/zh not_active Expired - Fee Related
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