[实用新型]升阻互变型立轴风力发电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种利用风力发电的装置，尤其是一种升阻互变型立轴风力发电机。

背景技术

世界上先进的风电设备制造商主要在丹麦(风电机组产量占世界市场一半份额)、德国和美国。德国是世界上风电机组台数及容量最多的国家，也是风电技术领先的国家，其风电技术的演化路径和发展趋势，在一定程度上代表了世界风电技术的发展路径和发展趋势。增大单机容量、提高能源转换效率、降低风电成本是风电技术的改进目标。影响单机发电容量的物理参数包括叶轮直径和轴心高度。到20世纪90年代后期，已能生产MW级风电机组，随着近海风电技术的推广，3～5MW级的风电机组在市场中的比例日益提高。1989～2002年，德国风机平均轴心高度增加1倍，叶轮直径增加2倍，发电容量提高了10倍左右。

目前我国风电装机的主力机型是600kW机组，而2000年后世界风电市场的主力机型是兆瓦级的，且近海风电机组单机容量达到3～5MW。从风机叶片的直径、轴心高度和风电机组的调节技术上，我国与世界先进水平差距亦较大。但近年来，我国风电机组制造技术提高迅速，可望在不远的将来缩小和赶上世界风电设备制造的先进水平。现代风能利用技术的核心技术之一是控制调整能量输出的稳定性。

立轴风力机基本无法进行速度调节，目前我国没有大型设备成功应用于大型电网发电。立轴风机有很多种，其中投入生产实现产业化的归纳下来有两个类型：升力型风力机和纯阻力型风力机。其中升力型风力机代表性产品有：达里厄型风力机，其他升力型风力机都是其变种，这种立轴风力机能够获得较高叶尖速比，风能利用率较高，应用较为普遍。而阻力型风机代表性的产品有桨叶式风力机，也有很多变种，基本原理一样也是利用立轴两边扭矩不等形成旋转，由于这类风力机叶尖速比较低，对风能利用率较低，但是其生产、组装简单，成本较低同时具有扭矩大启动风速低的特点，主要用于小型风力机生产，满足小功率照明等需求，近两年发展较快。现有风力机种类间存在较明显的衔接断层，当风速达不到额定风速时，升力型风力机无法启动，更无法加负载发电，而阻力型风力机虽然启动风速很低，但是转速较低，无法满足兆瓦级大功率发电的转速要求，同时转速波动较大，发电不稳定。所以市面见到的一般都是高达七、八十米的水平轴变桨距升力型风力机，当风速达到额定值时才开始发电，对场地风速要求非常苛刻；立轴风力机一般用于几百千瓦的照明发电，由于尺寸相对较小，产生的风压较弱，对立杆要求不高，对风机排布要求不严格，适合高楼楼顶或者路灯立杆上安装，同时立轴风力机外观五花八门，也可以作为城市景观在发电同时美化城市环境。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种对风速无特殊要求，适用于各种安装环境，输出速度稳定的立轴风力发电设备。

为解决上述问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种升阻互变型立轴风力发电机，包括风力机和发电机组，风力机和发电机组之间通过自动无级变速装置连接，风力机包括立轴、横轴、立柱、连杆、垂直扇叶和水平扇叶，立轴垂直安装在立柱内，垂直扇叶通过连杆和立轴连接固定，水平扇叶安装在横轴上，横轴通过齿轮组和立轴连接，其中水平扇叶为中空扇叶，在扇叶根部有迎风入风口，在水平扇叶叶尖部分有和竖直扇叶对接的出风口，水平扇叶的根部有锁止装置，水平扇叶的叶尖部分套有弹簧，竖直扇叶也是中空的，在竖直扇叶背对立轴的面上设有竖直的长条出风口，出风口方向与风力机旋转相反，设有对接水平扇叶的进风口，紧挨进风口上边设有锁止器。

所述水平扇叶数量为3片，按120度均匀分布。

所述水平扇叶沿立轴布置为一层或者一层以上。

所述垂直扇叶为3片，按120度均匀分布，且与水平扇叶位置对应。

本新型还包括风向舵，风向舵跟水平扇叶根部的齿轮机构里面的水平齿轮连接。

所述齿轮组包括马耳他十字轴齿轮，中间齿轮，固定在风向舵上的端面齿轮。

所述锁止装置为与水平扇叶连接的锁止销和固定在齿轮组中的马耳他十字轴齿轮上的锁止槽，锁止槽与锁止销对应。