[发明专利]一种水平旋转式风力发电机装置

说明书

本发明水平旋转式风力发电机装置，包括立式塔筒、立轴发电机、至少三片且径向等分设置的水平旋转叶轮、传动系统和控制系统等。所述塔筒、叶轮和发电机中心线三轴合一，立轴发电机设在立式塔筒内顶部。叶轮端部加劲肋被固定在各环状水平转盘上，各环状水平转盘以塔筒中心轴同步环绕旋转，可以全方位受风。在相邻的水平旋转叶轮的上下端，用水平和垂直钢缆剪刀撑紧固，构成刚性叶轮。本发明利用塔筒的强度，立轴发电机和水平旋转叶轮分别在塔筒内外提升或者下降，便于安装和检修。由于形成同心圆，大幅减少因偏心引起的弯矩和剪力等附加应力，所有动静荷载沿重心垂直直接传递给塔筒基础，附加应力大幅减少，有效规避塔架倾覆和设备损毁带来的风险。

技术领域

本发明涉及一种风力发电装置，特别涉及一种用于水平旋转式风力发电机制作安装检修的方法，所述风力发电装置包括立式塔筒、具有至少三片以上且径向等分设置的水平旋转叶轮、加劲肋和立轴发电机组成。

背景技术

在新能源领域中，风力发电作为绿色有效的清洁能源，越来越被人们重视。在现有技术中，风力发电机叶轮与地面垂直，迎风作业，旋转直径大，强风不发电、弱风转不动、安装难度大、占地面积多、工程造价高，检修费用大，适用范围受限。尤其在风力作用下，偏心荷载引起的塔筒基础附加弯矩和剪力过大，可能会造成塔架倾覆和设备损毁等严重后果。为了规避风险，往往采取增大结构安全系数的方法加以防范。功率需求越大，对单台机组的设计施工和安装质量要求越高，增加投资越多，使用范围越受制约。因此，风力发电机需要发明一种具有更先进、工艺更合理、适用范围更广的制作安装检修的方法。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中存在的缺陷，提供一种叶轮水平旋转，受风面积大、全方位受风；水平旋转叶轮、发电机和塔筒三者轴心合一，结构稳固，荷载传递路径简捷；发电机和叶轮均依靠塔筒上升或者下降，方便安装和检修；费效比高、占地面积少，用途广泛的水平旋转式风力发电机制作安装检修的方法。

为了实现上述目的，本发明技术方案，提供一种发电机设在塔筒内顶端，叶轮在风力作用下，带动发电机主轴，以塔筒圆心作水平旋转运动产生电能；叶轮具有至少三片以上且径向等分设置，绕塔筒圆心作水平旋转的风力发电机。其主要特征在于所述风力发电机由水平旋转叶轮、塔筒、立轴发电机和加劲肋组成。

本发明根据空气动力学原理，以风能为动力，接受任意风向的风力，推动叶轮以塔筒轴心作水平定向旋转运动，带动发电机主轴旋转产生电能。

本发明利用塔筒刚度较大，所有动静载通过发电机基座沿重心垂直传递给塔筒基础，结构偏心荷载大幅减少，由此引起的附加弯矩和剪力相应减少，有效规避塔架倾覆和设备损毁带来的投资风险。

在上述方法中，较好的是所述叶轮水平旋转，是针对本发明叶轮在风力的作用下，带动发电机主轴以塔筒轴心作水平旋转运动，风力强弱仅体现在叶轮转速的快慢上。

在上述方法中，较好的是所述三者轴心合一，是指水平旋转叶轮、发电机和塔筒轴心重合，形成同心圆，彻底改变整体受风性能，大幅节约投资成本，扩大适用范围。

在上述方法中，较好的是所述三者轴心合一，是指水平旋转叶轮、发电机和塔筒轴心重合，形成同心圆后，大幅减少因偏心引起的弯矩和剪力等附加应力，能够减少技术人员计算和分析的工作量；有效减轻安装和检修人员的工程量。

在上述方法中，较好的是所述发电机依靠塔筒上升或者下降，是指发电机设在塔筒内顶端或者任意位置，充分利用塔筒结构自身上升或者下降，方便安装和检修。

在上述方法中，较好的是所述叶轮依靠塔筒上升或者下降，是指叶轮利用常用起吊设备，依靠塔筒结构提升或检修，无须远程调用大型起重设备，适应各种环境作业。

在上述方法中，较好的是所述安装和检修，叶轮先在地面围绕塔筒组装，再用临时构件固定，依靠塔筒结构自身起吊，实现一次吊装提升就位，大幅降低因高空作业带来的各种安全隐患和风险。