風力發電裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉提供了一種風力發電裝置，包括第一風力渦輪機及第二風力渦輪機；第一風力渦輪機包括第一轉子及多個與第一轉子連接的螺旋槳式的第一葉片；第二風力渦輪機包括第二轉子及多個與第二轉子連接的具有馬格努斯效應的第二葉片；第一葉片與第二葉片固定連接；每個第二葉片包括可繞垂直中心軸旋轉的旋轉構件；第二轉子包括傳動機構；傳動機構與旋轉構件及第二水平旋轉軸連接；所述第一轉子與第一水平旋轉軸連接；第二水平旋轉軸插入第一水平旋轉軸內；第一水平旋轉軸通過齒輪傳動機構與第一發電機連接；第二水平旋轉軸通過齒輪傳動機構與第二發電機連接。本實用新型增加了發電量，提高了發電效率，同時尺寸較小，可適用于狹小空間。
【專利說明】風力發電裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及風力發電領域，尤其涉及一種復合型的風力發電裝置。
【背景技術】
[0002]隨著新能源的發展，風力發電機得到了廣泛地應用，現有技術中，已出現了各種各樣的風力發電機，在這些風力發電機中最常用的一種為螺旋槳式風力渦輪機，該發電機將風能通過水平旋轉軸輸送至發電機進行發電，該螺旋槳風機通常通過增加葉片半徑來提高發電效率，然而這對于空間有限的復雜地形中并不適用。
實用新型內容
[0003]為了實現上述目的，本實用新型的一個目的是提供一種風力發電裝置，以解決上述問題。
[0004]本實用新型提供了一種風力發電裝置，包括:第一風力渦輪機及第二風力渦輪機；第一風力渦輪機包括第一轉子及多個與第一轉子連接的螺旋槳式的第一葉片；第二風力渦輪機包括第二轉子及多個與第二轉子連接的具有馬格努斯效應的第二葉片；第一葉片與第二葉片固定連接；每個第二葉片包括可繞垂直中心軸旋轉的圓柱形旋轉構件；第二轉子包括傳動機構；傳動機構與旋轉構件連接，用于將每個第二葉片在垂直方向上的旋轉力轉換成在水平方向上的旋轉力；傳動機構與第二水平旋轉軸連接；所述第一轉子與第一水平旋轉軸連接；第二水平旋轉軸插入第一水平旋轉軸內；第一水平旋轉軸通過齒輪傳動機構與第一發電機連接；第二水平旋轉軸通過齒輪傳動機構與第二發電機連接。
[0005]進一步，旋轉構件包括旋轉圓筒及固定纏繞在旋轉圓筒外表面的窄條形散熱件，旋轉圓筒的內壁連接有套筒，套筒上端設有端板；垂直中心軸貫穿端板，插入套筒內。
[0006]進一步，傳動裝置包括大錐齒輪及與其正交嚙合的小錐齒輪；大錐齒輪與第二水平旋轉軸同心連接；小錐齒輪與旋轉構件連接。
[0007]進一步，還包括定向控制裝置及與定向控制裝置電連接的風向檢測器及方向控制電機。
[0008]與現有技術相比本實用新型的有益效果是:通過采用螺旋槳式的第一風力渦輪機及具有馬格努斯效應的第二風力渦輪機的復合結構，增加了發電量，提高了發電效率，同時尺寸較小，可適用于狹小空間。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1是本實用新型風力發電裝置的橫截面示意圖；
[0010]圖2是本實用新型風力發電裝置的整體結構示意圖；
[0011]圖3是本實用新型風力發電裝置第二葉片的結構示意圖；
[0012]圖4是本實用新型風力發電裝置第一風力渦輪機和第二風力渦輪機位置連接關系的第一實施例不意圖；
[0013]圖5是本實用新型風力發電裝置第二風力渦輪機傳動機構的截面圖；
[0014]圖6是本實用新型風力發電裝置第一風力渦輪機和第二風力渦輪機位置連接關系的第二實施例示意圖；
[0015]圖7是本實用新型風力發電裝置第一風力渦輪機和第二風力渦輪機位置連接關系的第三實施例示意圖；
[0016]圖8是本實用新型風力發電裝置第一風力渦輪機和第二風力渦輪機位置連接關系的第四實施例示意圖；
[0017]圖9是圖8的橫截面示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面通過具體的實施例子并結合附圖對本實用新型做進一步的詳細描述。
[0019]如圖1所示，本實施例提供了一種風力發電裝置1，包括一個螺旋槳式的第一風力渦輪機2以及布置在該螺旋槳式風力渦輪機2前面的具有馬格努斯效應的第二風力渦輪機3 ;機艙4作為一個主體外殼，用于支撐第一風力潤輪機2和第二風力潤輪機3 ;支撐桿5與機艙4可旋轉連接，用于支撐機艙4。
[0020]如圖2所示，支撐桿5嵌入到地面6并埋設在基體7。支撐桿5內設有變壓器8，變壓器8與系統互連保護器9連接。定向控制裝置10設于地面6上，用于接收風向檢測器獲取的風向檢測信號，并將方向控制信號傳送給方向控制電機10a(參照圖1)驅動機艙4轉動，使第一風力渦輪機2和第二風力渦輪機3朝向迎風方向。
[0021]如圖1、圖2所示，機艙4包括轉子體4a及外罩體4b。轉子體4a包括第一轉子(螺旋槳轉子)4e及第二轉子(馬格努斯轉子)4d，圓頂狀的流線型整流罩4c設于轉子體4a的前端。如圖2所示，三個第一葉片(螺旋槳葉片)2a等距離隔開與第一轉子4e的圓筒狀外殼連接。三個第二葉片(馬格努斯葉片)3a等距離隔開與第二轉子4d的圓筒狀外殼連接。
[0022]如圖3所示，每個第二葉片3a包括一個可繞垂直中心軸3al旋轉的旋轉構件，包括旋轉圓筒3a2、纏繞并固定在旋轉圓筒3a2外表面的窄條形散熱件3a3及端板3a4，端板3a4與圓筒3a2的上端連接。圓柱形套筒3a5同心地連接到旋轉圓筒3al的內壁，垂直中心軸3al貫穿端板3a4插入套筒3a5內。當第二葉片3a迎風時，旋轉圓筒3a2沿白色箭頭方向旋轉從而帶動第二轉子4d沿實箭頭方向旋轉。
[0023]如圖4所示，第二葉片3a與第一葉片2a平行同心設置，連接軸11(參圖1、圖2)固定連接第一葉片2a及垂直中心軸3al,使第一葉片2a與第二葉片3a固接在一起。
[0024]如圖5所示，第二轉子4d包括一個具有錐齒輪機構的傳送機構12，用于將每個第二葉片3a在垂直方向上的旋轉力轉換成在水平方向上的旋轉力。該傳送機構12包括大錐齒輪12a及與其正交嚙合的小錐齒輪12b，小錐齒輪12b與旋轉構件連接。
[0025]如圖1所示，大錐齒輪12a與第二水平旋轉軸(馬格努斯軸)13同心連接，作為一個水平旋轉軸。第二水平旋轉軸13作為內軸插入到第一水平旋轉軸(螺旋槳軸)14內。第一水平旋轉軸14的外周同心連接有圓形的凸臺，凸臺通過多個板形臂構件連接到機艙4內表面上。第一水平旋轉軸14和第二水平旋轉軸13由多個軸承15支承。第一水平旋轉軸14后端的外周同心連接有圓形的第一驅動齒輪14a，第一驅動齒輪14a與第一從動齒輪14b相哨合，第一從動齒輪14b與第一輸入軸16a連接，第一輸入軸16a與第一發電機16連接。第二水平旋轉軸13后端的外周同心連接有圓形的第二驅動齒輪13a，第二驅動齒輪13a與第二從動齒輪13b相嚙合，第二從動齒輪13b與第二輸入軸17a連接，第二輸入軸17a與第二發電機17連接。第一發電機16和第二發電機17的輸出端與變壓器8電連接(參照圖2)，電力線設置于支撐桿5的內部。第一風力渦輪機2的旋轉力被傳遞到第一水平旋轉軸14，第一發電機16由第一水平旋轉軸14驅動產生電力，第二發電機17由第二水平旋轉軸13驅動產生電力。所產生的電功率通過導線(未示出)傳送給變壓器8，并通過系統互連保護器9處理后傳送到電力系統。
[0026]如上所述，由于電功率是由第一風力渦輪機2和第二風力渦輪機3同時產生電力，可以大大增加發電量，提高發電效率。此外，由于第一水平旋轉軸14和第二水平旋轉軸13形成雙軸結構，可減小外罩體4b的尺寸和重量，同時葉片尺寸較小，可適用于狹小空間。
[0027]此外，由于第二葉片3a通過連接軸11與第一葉片2a連接，因此，可以增加第二風力渦輪機2的旋轉力，使單位時間的旋轉速度得以提高，從而進一步提高發電量。
[0028]更進一步地，由于第二葉片3a的外端(前端)通過連接軸11連接到第一葉片2a,這使得馬格納斯葉片3a的支承強度大大增大，可在大風下避免彎曲或變形。
[0029]如圖6所示,風力發電裝置1A上設有6個第一葉片2a和6第二葉片3a,通過增加葉片數量可增加發電量和提高發電效率。當然，第一葉片2a和第二葉片3a數量也可以是四個，五個，七個，或更多。
[0030]如圖7所示，風力發電裝置1B中，第二葉片3a與第一葉片2a隔開一個預定的角度設置，垂直中心軸3al的外端通過連接軸11a與相鄰的第一葉片2a的外端固定連接。由于第二葉片3a與第一葉片2a隔開一個預定的角度，因此第一葉片2a的受風區域增大，單位時間第一風力渦輪機2的旋轉速度增加，進而使發電量發電效率得以提高。
[0031]如圖8所示，風力發電裝置1C中提供了一種輪型風力渦輪機18，每個第二葉片3a設于相鄰的兩個第一葉片2a之間。輪型風力渦輪機18與第二葉片3a及第一葉片2a固定連接。
[0032]如圖9所示，輪型風力渦輪機18包括:一個圓形的前部18a、與前部18a形狀大小相同的后部18b和多個葉片18C，葉片18C跨接前部18a及后部18b。每個葉片18C由矩形板制成。風力發電裝置1C中，垂直中心軸3al與輪型風力渦輪機18固定連接，增加了垂直中心軸3al的緊固強度，因此，可以通過增加第二葉片3a的長度和尺寸來增加發電量，提高發電效率。此外，由于輪型風力渦輪機18和第二風力渦輪機3產生的旋轉力可以提供給第一風力渦輪機2，因此，可以增加第一風力渦輪機2單位時間的旋轉速度，從而增加發電量，進一步提聞發電效率。
[0033]上文所列出的一系列的詳細說明僅僅是針對本實用新型的可行性實施方式的具體說明，它們并非用以限制本實用新型的保護范圍，凡未脫離本實用新型技藝精神所作的等效實施方式或變更均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
[0034]對于本領域技術人員而言，顯然本實用新型不限于上述示范性實施例的細節，而且在不背離本實用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現本實用新型。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實用新型的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本實用新型內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。
[0035]此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。
【權利要求】
1.一種風力發電裝置，其特征在于:包括:第一風力渦輪機及第二風力渦輪機；所述第一風力渦輪機包括第一轉子及多個與所述第一轉子連接的螺旋槳式的第一葉片；所述第二風力渦輪機包括第二轉子及多個與所述第二轉子連接的具有馬格努斯效應的第二葉片；所述第一葉片與所述第二葉片固定連接；每個所述第二葉片包括可繞垂直中心軸旋轉的圓柱形旋轉構件；所述第二轉子包括傳動機構；所述傳動機構與所述旋轉構件連接，用于將每個所述第二葉片在垂直方向上的旋轉力轉換成在水平方向上的旋轉力；所述傳動機構與第二水平旋轉軸連接；所述第一轉子與第一水平旋轉軸連接；所述第二水平旋轉軸插入所述第一水平旋轉軸內；所述第一水平旋轉軸通過齒輪傳動機構與第一發電機連接；所述第二水平旋轉軸通過齒輪傳動機構與第二發電機連接。
2.根據權利要求1所述的風力發電裝置，其特征在于，所述旋轉構件包括旋轉圓筒及固定纏繞在所述旋轉圓筒外表面的窄條形散熱件，所述旋轉圓筒的內壁連接有套筒，所述套筒上端設有端板；所述垂直中心軸貫穿所述端板，插入所述套筒內。
3.根據權利要求2所述的風力發電裝置，其特征在于，所述傳動裝置包括大錐齒輪及與其正交嚙合的小錐齒輪；所述大錐齒輪與所述第二水平旋轉軸同心連接；所述小錐齒輪與所述旋轉構件連接。
4.根據權利要求1至3任意一項所述的風力發電裝置，其特征在于，還包括定向控制裝置及與所述定向控制裝置電連接的風向檢測器及方向控制電機。
【文檔編號】F03D1/02GK204212917SQ201420574552
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年9月30日 優先權日:2014年9月30日
【發明者】安娜, 沈中渝 申請人:云南能投能源產業發展研究院, 云南能投海裝新能源設備有限公司