[发明专利]帆式风力发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种风力发电装置

背景技术

风力发电机一般分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机两种。对于大型风力发电机而言，这两种形式的风力发电机的叶片一般都很重，塔筒也很高大，这些都耗资巨大而且不易于安装与维护。水平轴风力发电机还必须有偏航系统才能保证叶轮良好对风，而偏航系统的成本高技术要求也比较高。一般的兆瓦级风力发电机的塔筒和叶片等部件的体积和重量都很庞大，不便于运输。隧道和桥梁等一般都有限高和限重的规定，对这种大型部件的运输很不利。

发明内容

本发明提出一种质量轻、安装维护方便不需要偏航系统的帆式风力发电装置。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

1、采用单向阻风的叶片。当叶片正面迎风时能够阻风，而背面迎风时能够透风。

2叶片改为偏心的帆式结构。叶片能够绕根部的转轴在一定范围内作开合运动。而这个转轴不在叶片的中心线上，或者转轴所在直线两边的叶片面积不相等。

3结构不用高耸的塔架支撑。结构可以有较低的叶轮离地高度，因此结构没有高耸的塔架结构作支撑，从而降低了整机的高度和安装维护难度。

4叶片能绕自己的叶柄轴转动一定角度。这种转动是一种开合运动，能够实现单向透风，即背向透风正向阻风。

5叶片正向迎风时能够正向转动，到固定装置的位置之后停止正向转动，达到闭合状态实现阻风作用。随着叶轮的转动，叶片的迎风方向改变为背向迎风后能够脱开固定装置转动，达到自由开启状态实现透风作用。

6结构形式选用轻质的张拉膜结构。用张拉膜结构能够显著降低叶片的重量，而且装拆方便。生产工艺简单，对生产设备要求相对较低。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

1高度低。同样的迎风面积，帆式风力发电机的高度能够大幅度减小。这对风力发电机的运输、安装和维护都是有利的。

2自动对风。无论风从哪个方向吹到帆式风力发电机上，都不影响它的对风效果。

3迎风面积大。叶片迎风面积的成倍扩大能够显著提高发电机的功率。

4重量轻。由于没有厚重的叶片和高耸的塔筒，使得整个风力发电机的重量大幅度减小。

5几何尺寸小。整体高度大幅降低，叶片可以现场拆装，叶片的各部分构件尺寸不大。这使得帆式风力发电机的整体尺寸比普通风力发电机的尺寸小很多。

6运输方便。由于重量轻、体积小，在运输途中受到的限高、线宽、限重等问题较少。对运输设备的要求也比较低。

7便于安装维护。由于重量轻、体积小，帆式风力发电机的安装和维护施工比普通风力发电机简单很多。

8成本低。帆式风力发电机的叶片采用张拉膜结构，无论其材料还是生产工艺都比目前使用的普通叶片简单。材料、加工、运输、安装和维护成本比目前普遍使用的叶片低很多。此风力发电装置没有大型的塔筒，大幅度降低了钢的用量，从而减少成本。此风力发电装置没有偏航系统，也减少了成本。

附图说明

图1是实施例一轴侧图

图2是实施例一俯视图

图3是实施例一止转部件示意图

图4是实施例一运行原理示意图

图5是实施例二轴侧图

图6是实施例二俯视图

图7是实施例二运行原理示意图

图8是实施例三轴侧图

图9是实施例三小叶片示意图

图10是实施例三运行原理示意图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的进行详细的描述。

实施例一

如图1和图2所示，本装置包括叶片[1]、叶片底盘[2]、止转部件[3]、发电机[4]等几部分。叶片整体采用张拉膜结构，张拉骨架采用金属架结构。整个叶片用纤绳和底部金属架结构拉接加强。叶片自转轴不在叶片的对称轴上，二者存在一定距离。叶片相对于叶片底盘能够有一定角度的相对转动。限制转动角度的止转部件采用固定于叶轮底盘上的装置与固定在叶片上的活动装置的配合实现。止转装置分两部分，如图3，A部分安装在叶轮底盘上，B部分固定在叶柄轴上。A部分在遇到破坏性大风时还能后移，从而与B部分不能再接触，使叶片处于自由转动状态，从而保证叶片与风速方向平行，达到过载保护的目的。