横轴风力发电机制造技术

本发明专利技术属于风力发电技术领域，公开了一种横轴风力发电机，若干竖向支撑柱固定支撑水平横轴，横轴上通过固定套、连杆固定支撑若干风轮，每个风轮的风叶由互相对称的两半部分构成的倒八字形结构，形成两个螺旋相反的径流双轮效应；单向器、飞轮传动机构、联轴器确保发电机稳定运行，可以任意增加横轴长度、风叶与支撑柱数量，以增加风能资源利用空间；整机没有大型零件，可以应用新材料、新工艺批量生产，节约成本，重心低，不会出现倒塔现象，结构简单，零部件数量少，输出平稳，风能利用和转化率高。

【技术实现步骤摘要】
横轴风力发电机
本专利技术属于风力发电
，公开了一种横轴风力发电机。
技术介绍
风力发电传统技术中通常在风力资源丰富的地区采用水平轴风力发电机，整机安装在塔管顶部，收集高空高速风能转化为电能，其风能利用空间与风叶半径成正比，例如风叶长度为80米的发电机，风能利用空间即以80米风叶为半径的球状空间；但是风叶长度越长，其生产制造、安装调试也越困难，风叶长度有限，不能通过大幅度加长风叶长度来增加装机容量，水平轴风力发电机规模受到限制；在实际应用中还存在噪声大、在风力较低的地区发电成本高、在极端天气存在倒塔风险而占用大片土地、安装困难等缺陷。现有技术中一般采用垂直轴风力发电机，其结构设计简化，没有陀螺力，噪声小，在中等风力资源以上的地区广泛应用；但是在实际应用中也存在结构复杂、风力中低地区发电成本偏高、高空安装维护难度大、项目周期长等缺陷，还由于高空作业危险性高，造成健康安全系数低；例如最大的内蒙古特大垂直轴风力发电机装机容量为50兆瓦，设计收集风能的空间是在100米高空上底面直径为100米高200米的圆柱体，高空安装作业操作不方便，效率低，从2011年开始安装，到2017年才安装到设计高度的1/2；其在投入使用后也存在因极端天气存在倒塔风险而占用大片土地的风险。而户外特别是草原等视野广阔的地区，无论是传统大型水平轴风力发电机，还是大型垂直轴风力发电机，收集风能的空间都显得十分渺小，个利用了很小部分风能资源，绝大部分风能资源没有得到充分开发利用。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的上述问题，本专利技术目的在于提供一种重心低，不会出现倒塔现象，结构简单，零部件数量少，安装维护操作方便，安全系数高，能够沿长度方向扩大风能资源利用空间，以提高风能资源利用的横轴风力发电机。本专利技术所采用的技术方案为：一种横轴风力发电机，包括有一根与水平面方向平行设置的横轴，横轴由若干根竖向支撑柱固定支撑于地面；横轴上均匀布置有若干只能够由任意方向风力驱动、同时带动横轴旋转的风轮，横轴其中一端连接有发电机；进一步地，一较佳技术方案中，每个风轮包括沿圆周方向均匀设置的多个横向风叶，每个风叶两端分别由连杆固定连接支撑在横轴上；每个风叶的径向截面为半圆弧形或者V形，构成圆弧槽或者V形槽结构；每个风叶的轴向截面为由互相对称的两半部分构成的倒八字形结构；将每个风叶的两侧壁顶端同时固定于一根连杆上段，连杆下端通过一固定套固定于横轴上；进一步地，一较佳技术方案中，每个风叶的两半部分分别为由规则V形或者半圆弧形截面绕中心线螺旋环绕30°～180°构成的、具有规则几何形状的曲面槽体，两半部分底部通过圆弧面平滑过渡连接，构成流线型曲面槽整体结构。进一步地，一较佳技术方案中，在横轴上首端和尾端分别设置一首风轮和一尾风轮，首风轮与尾风轮之间设置若干个中风轮，每个中风轮的风叶轴向截面为由互相对称的两半部分构成的倒八字形结构，首风轮、尾风轮分别为1/2的中风轮结构；进一步地，一较佳技术方案中，每个风叶端部两侧侧壁靠近顶角的位置分别设置有一螺纹连接孔，连杆为螺杆，每个风叶端部两侧侧壁顶角分别通过螺纹配合固定连接在一根螺杆上，螺杆位于每个螺纹连接孔内外两侧的位置分别设置有限位双螺母；进一步地，一较佳技术方案中，每个风叶两端边缘靠近顶角的位置分别设置有圆弧形凹槽，连杆与圆弧形凹槽配合限位，并通过焊接固定连接；进一步地，一较佳技术方案中，横轴通过N根竖向支撑柱固定于地面，横轴上固定有N个风轮，支撑柱与风轮间隔设置；每根支撑柱顶端固定连接一支承座，横轴通过支承座固定于支撑柱顶端；N个风轮包括自前向后依次安装的一个首风轮、N-2个中风轮、一个尾风轮，横轴前端自后向前依次经单向器、飞轮传动机构、联轴器连接至发电机，发电机固定于首根支撑柱顶端；再进一步地，一较佳技术方案中，支承座包括一固定块，固定块下段厚度大于上段厚度，固定块下段设置有能够配合套装在支撑柱顶端的竖直定位孔，竖直定位孔侧壁上设置有一横向限位销孔，固定块能够通过一横向限位销与限位销孔配合限位固定安装在支撑柱顶端；固定块上段设置有能够转动安装横轴的水平限位孔，水平限位孔连接一段开口于固定块上段一侧边的斜向开口槽，水平限位孔外部沿圆周方向均匀分布有至少三个滚动轴承，每个滚动轴承凸出于固定块上段一侧外部，横轴外圆周面同时与至少三个滚动轴承相切限位安装；再进一步地，一较佳技术方案中，横轴上与每个风轮两端相对应的位置分别设置一个固定套，每个风轮沿圆周方向均匀设置有2+M个风叶，M为任意自然数，2+M个风叶两端通过2+M根连杆固定支撑在固定套上；固定套上沿圆周方向均匀设置2+M个径向柱孔，每根连杆下端分别插入一个径向柱孔内，2+M个风叶同一端的连杆沿圆周方向均匀分布；再进一步地，一较佳技术方案中，在首根支撑柱前侧再设置一根电机支撑柱，电机固定于电机支撑柱顶端支承座上，横轴前端穿过首根支撑柱顶端支承座后，依次经单向器、飞轮传动机构、联轴器连接至发电机；并在每根支撑柱两侧分别设有斜向加强筋。本专利技术的有益效果为：一种横轴风力发电机，风轮风叶为半圆弧形截面绕中心线螺旋环绕90°构成的曲面槽，两半部分底部通过圆弧面平滑过渡连接，构成互相对称的倒八字形流线型曲面槽整体结构，形成两个螺旋相反的风轮效应；风力作用于风叶上时，对吹向风叶两半部分间的逆向风流可以互相遮挡，进而又依次轮流将其分拨于风叶的外侧，使风叶外侧获得有叠加的风流，风叶的外缘线速度可以高于风速，能够对风力产生涡流力的利用，风叶两半部分相互借力，相互推动，产生径流双轮效应；单向器、飞轮传动机构、联轴器确保发电机只接受横轴的稳定转速输入，不会反向输出到横轴，减少了横轴在风力下降时的阻力损耗，横轴材质只需符合承受风力扭矩的要求；横轴经单向器、飞轮传动机构、联轴器连接至发电机，若干个风轮借助风力推动旋转，带动横轴旋转，依次传递最终驱动发电机启动工作，将风能转化为电能；横轴由支撑柱固定支撑于地面，若干风叶与支撑柱间隔设置，可以任意增加横轴长度、风叶与支撑柱数量，以增加风能资源利用空间；整机没有大型零件，可以应用新材料、新工艺批量生产，节约成本，重心低，不会出现倒塔现象，结构简单，零部件数量少，输出平稳，风能利用和转化率高；安装维护操作方便，安全可靠，能够沿长度方向扩大风能资源收集利用空间；在风力、空间充足区域，可以通过联轴器连接延长方式加长到几十公里乃至上百公里，能源收集能力极高；可以广泛应用于第三等级及以上风力资源地区，也可以应用于家用、农用风力发电，进一步促进农村，特别是农业自动化的发展，还可用于超级特巨型风力发电，还具有观赏价值。附图说明图1是本专利技术实施例一横轴风力发电机的结构示意图；图2是图1的左视图；图3是本专利技术实施例一横轴风力发电机的支承座结构放大示意图；图4是图3的左视图；图5是图3的俯视图；图6是图3的仰视图；图7是图3的剖面结构放大视图；图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种横轴风力发电机，其特征在于：包括与水平面方向平行设置的横轴，横轴由若干根竖向支撑柱固定支撑于地面；横轴上均匀分布有若干个能够由任意方向风力驱动、同时带动横轴旋转的风轮，横轴其中一端连接有发电机。/n

【技术特征摘要】
1.一种横轴风力发电机，其特征在于：包括与水平面方向平行设置的横轴，横轴由若干根竖向支撑柱固定支撑于地面；横轴上均匀分布有若干个能够由任意方向风力驱动、同时带动横轴旋转的风轮，横轴其中一端连接有发电机。


2.根据权利要求1所述的横轴风力发电机，其特征在于：
所述风轮包括沿圆周方向均匀设置的多个横向风叶，每个风叶两端均分别由连杆设在横轴上；
每个风叶的径向截面为半圆弧形或者V形，每个风叶构成圆弧槽或者V形槽结构；
每个风叶的轴向截面为由互相对称的两半部分构成的倒八字形结构；
每个风叶的两侧壁顶端同时固定于一根连杆上，连杆下端通过一固定套固定于横轴上。


3.根据权利要求2所述的横轴风力发电机，其特征在于：每个所述风叶的两半部分分别为由规则V形或者半圆弧形截面绕中心线螺旋环绕30°～180°构成的、具有规则几何形状的曲面槽体，两半部分底部通过圆弧面平滑过渡连接，构成流线型曲面槽整体结构。


4.根据权利要求3所述的横轴风力发电机，其特征在于：所述横轴上首端和尾端分别设置一首风轮和一尾风轮，首风轮与尾风轮之间设置若干个中风轮，每个中风轮的风叶轴向截面为由互相对称的两半部分构成的倒八字形结构，首风轮、尾风轮分别为1/2的中风轮结构。


5.根据权利要求4所述的横轴风力发电机，其特征在于：所述横轴上与每个风轮两端相对应的位置分别设置一个固定套，每个风轮沿圆周方向均匀设置有2+M个风叶，M为任意自然数，2+M个风叶两端通过2+M根连杆固定支撑在固定套上；固定套上沿圆周方向均匀设置2+M个径向柱孔，每根连杆下端分别插入一个径向柱孔内，2+M个风叶同一端的连杆沿圆周方向均匀分布...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦明永，
申请(专利权)人：韦明永，
类型：发明
国别省市：广西;45