一种集风式风力驱动发电系统技术方案

本发明专利技术公开了一种集风式风力驱动发电系统，包括集风装置、风轮回转机构、上支架机构、下支撑平台、机舱制动增速传动发电机构；所述集风装置包括多个集风柱和多个连接杆，且集风装置与上支架机构连接并安装于下支撑平台上；所述集风柱包括水平外曲直立面、径向直立面和内曲圆弧直立面，每相邻两个集风柱间几何形状自动形成开口由外至内逐渐减小的集风通道；所述风轮回转机构包括回转主轴，所述回转主轴与机舱制动增速传动发电机构连接；风叶在集风通道出口高速气流吹动下驱动回转主轴回转带动增速传动发电机构工作。有益效果在于：该发电系统能够通过集风装置增加风速以及风力，提高发电效率和功率，并且运行稳定、可靠、噪音低。噪音低。噪音低。

【技术实现步骤摘要】
一种集风式风力驱动发电系统


[0001]本专利技术涉及风力发电
，具体涉及一种集风式风力驱动发电系统。

技术介绍

[0002]目前兆瓦级风力驱动发电技术系统，主要以变桨三叶片水平轴传动布置机构为主；该风机叶片采用三等分变截面悬臂布置形式，采用增速和直联两种传动机构，都以直线或并列形式布置在一个能正反旋转小于3圈的回转机舱平台上；回转机舱平台通过带齿圈的滚动(或滑动)式偏航轴承、磨擦盘、制动器、驱动器联接来实现机舱正反转动时的启动或停止；该机组的弱点是抗台风能力差，其机械传动系统的不足之处是整机传动系统复杂、有测风、滑环输出、偏航、制动、驱动、变桨机构、电线排缆及计数等机构故障率高；生产制造成本高、噪音大、寿命短、适应于较大风速以上区域工作；对年平均风速5.4-6米/秒的较弱风速区域需将机舱高度增加到120米以上才能达到投资经济回收期的要求，运行维护成本增加；目前单台机组最大功率小于12MW。
[0003]现有的垂直轴风力发电机组没有自动集风式功能并且发电功率较小、小型具备风叶变桨机构的风机结构复杂、寿命短、发电功率小且效率低、抗台风能力差。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种集风式垂直轴风力驱动发电系统。
[0005]本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：
[0006]一种集风式风力驱动发电系统，包括集风装置、风轮回转机构、上支架机构、下支撑平台、机舱制动增速传动发电机构；
[0007]所述集风装置包括多个集风柱和多个连接杆，且集风装置与上支架机构连接并安装于下支撑平台上；
[0008]所述集风柱包括水平外曲直立面、径向直立面和内曲圆弧直立面，多个所述集风柱沿下支撑平台的中轴线圆周均匀分布，相邻两个集风柱之间通过多个连接杆连接，并由多个内曲圆弧直立面组成风轮回转工作腔，每相邻两个集风柱间几何形状自动形成开口由外至内逐渐减小的集风通道；
[0009]所述风轮回转机构包括回转主轴，所述回转主轴与机舱制动增速传动发电机构连接；该回转主轴上沿轴向均布有多组风叶、多组横杆和多组系杆，每组风叶由多个沿轴向均匀设置的轻合金叶片组成，同组相邻的叶片通过多层横杆同时连接且垂直径向均布在回转主轴周围，所述系杆的一端与横杆连接，另一端与回转主轴连接；风叶在集风通道出口高速气流吹动下驱动回转主轴回转带动增速传动发电机构工作；
[0010]所述上支架机构包括多根上连接梁，每根上连接梁一端连接集风柱，另一端与回转主轴顶部轴承座连接。
[0011]作为优选，多根所述上连接梁之间通过防护网连接，且上连接梁上部一端通过轴
承机构与回转主轴连接，多个上连接梁通过轴承机构与所述回转主轴连接；所述轴承机构包括轴承座、轴承和轴承端盖，所述连接梁的一端与所述轴承座连接，所述轴承的外圈与所述轴承座配合，所述轴承的内圈与所述回转主轴的端部连接，所述轴承端盖与所述轴承座固定连接。
[0012]作为优选，所述下支撑平台包括下连接梁、连接板和连接网，每个集风柱下方均设有连接板，所述下连接梁的一端与连接板固定连接，另一端与所述机舱制动增速传动发电机构的机舱固定连接，多根下连接梁之间通过连接网连接。
[0013]作为优选，所述下支撑平台下方还设有组合支撑柱结构，该组合支撑柱结构包括主支柱、中支柱和边支柱，所述主支柱上端与所述机舱制动增速传动发电机构的机舱底部固定连接，所述中支柱设有多根，且这些中支柱沿着所述主支柱的多个圆周均匀分布，最外圆每根中支柱均通过水平拉杆与所述主支柱固定连接，每根中支柱的外围还通过水平拉杆连接有一组边支柱，每根边支柱的侧边还连接有两根斜支柱合直立柱，这两根斜支柱之间通过水平拉杆固定连接，每相邻边支柱间由多个连接杆连接。
[0014]作为优选，所述集风柱外形由垂直方向设置的水平外曲直立面、径向垂直立面、内曲圆弧直立面形的钢板共同围成几何形状工作面；多个集风柱的内曲圆弧直立面位于同心圆周上，径向垂直立面位于同一圆的半径方向上。
[0015]作为优选，每组集风装置的所述集风柱设置有5-31个，这些集风柱沿着下支撑平台的圆周均匀分布，且每个集风柱均垂直于同一水平面；
[0016]相邻两个集风柱之间通过6-21个连接杆用螺栓固定连接。
[0017]作为优选，每个所述集风柱顶部还安装有避雷针，每个所述集风柱上还安装有调风机构。
[0018]作为优选，所述风轮回转机构设置有5-38组风叶，每组风叶由1-20个叶片组成，所述每组风叶安装于垂直面内多层多个横杆上。
[0019]作为优选，所述系杆包括水平系杆和斜拉系杆，相邻两个横杆之间通过水平系杆连接，所述横杆与所述回转主轴之间通过斜拉系杆连接，所述系杆为刚性系杆或柔性系杆。
[0020]作为优选，所述机舱制动增速传动发电机构包括制动器、增速传动及发电机组。
[0021]综上，本专利技术的有益效果在于：该发电系统能够通过集风装置增加风速以及风力，提高发电效率和功率，并且运行稳定、可靠、噪音低。
[0022]该发电系统能将自然界任意方向来风流速自动提高2-5倍后形成高风速气流、直接驱动风轮回转带动制动增速发电机构工作；集风装置可提高抗台风能力和风轮驱动扭矩、提高系统发电功率和效率；该系统机构简单、取消偏航、变桨、排缆、计数和滑环输出机构、风轮回转方向与风向及大小无关；风叶长度采用装配式联接，支撑点多并可根据机组发电功率大小方便调整风叶数量和风叶结构布置形式；根据需要可容易确定叶片宽度及长度，风轮风叶与同功率机型风叶重量相比重量轻40％左右；安装发电机组使用机舱工作高度25米左右、在风速2米/秒时即可以开始正常发电工作，适应工作风速范围宽自然风速2-11级风速；在年平均风速4.5-6.5米/秒时、每KW年发均电量4000KW.H-6500KW.H，适用年平均风速3.5米/秒以上风区；集风式风力驱动发电系统维护简单、可靠、噪音低、使用寿命长，降低运行维护成本；该集风式风力驱动发电系统可组成多层独立的集风式风力驱动发电机构，提高发电系统发电总功率。目前该技术水平单套机组最大发电功率超过100MW。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为本专利技术的主视结构示意图；
[0025]图2为本专利技术的俯视结构示意图；
[0026]图3为图1沿C-C截面的机舱制动增速发电机构的结构示意图；
[0027]图4为图1中支撑平台结构沿B-B线截面的俯视示意图；
[0028]图5为图1中组合支撑柱结构沿A-A线截面的俯视示意图；
[0029]图6为图1中组合支撑柱中沿D-D线截面的俯视示意图；
[0030]图7是本专利技术集风柱设置为6个的集风装置、风轮本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集风式风力驱动发电系统，其特征在于：包括集风装置、风轮回转机构、上支架机构、下支撑平台、机舱制动增速传动发电机构；所述集风装置包括多个集风柱和多个连接杆，且集风装置与上支架机构连接并安装于下支撑平台上；所述集风柱包括水平外曲直立面、径向直立面和内曲圆弧直立面，多个所述集风柱沿下支撑平台的中轴线圆周均匀分布，相邻两个集风柱之间通过多个连接杆连接，并由多个内曲圆弧直立面组成风轮回转工作腔，每相邻两个集风柱间几何形状自动形成开口由外至内逐渐减小的集风通道；所述风轮回转机构包括回转主轴，所述回转主轴与机舱制动增速传动发电机构连接；该回转主轴上沿轴向均布有多组风叶、多组横杆和多组系杆，每组风叶由多个沿轴向均匀设置的轻合金叶片组成，同组相邻的叶片通过多层多个横杆同时连接且垂直径向均布在回转主轴周围，所述系杆的一端与横杆连接，另一端与回转主轴连接；风叶在集风通道出口高速气流吹动下驱动回转主轴回转带动增速传动发电机构工作；所述上支架机构包括多根上连接梁，每根上连接梁一端连接集风柱，另一端与回转主轴顶部轴承座连接。2.根据权利要求1所述一种集风式风力驱动发电系统，其特征在于：多根所述上连接梁上部通过防护网连接，多个上连接梁通过轴承机构与所述回转主轴连接；所述轴承机构包括轴承座、轴承和轴承端盖，所述连接梁的一端与所述轴承座连接，所述轴承的外圈与所述轴承座配合，所述轴承的内圈与所述回转主轴的端部连接，所述轴承端盖与所述轴承座固定连接。3.根据权利要求2所述一种集风式风力驱动发电系统，其特征在于：所述下支撑平台包括下连接梁、连接板和连接网，每个集风柱下方均设有连接板，所述下连接梁的一端与连接板固定连接，另一端与所述机舱制动增速传动发电机构的机舱固定连接，多根下连接梁上部通过连接网连接。4.根据权利要求3所述一种集风式风力驱动发电系统，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：付明春，吕克，付婷，崔玉平，
申请(专利权)人：洛阳森源风力发电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：