[实用新型]收放式水平风叶风能发电机

说明书

技术领域

 本实用新型涉及风力发电机，尤其是具有水平叶片和垂直转轴的混合式风力发电机。

背景技术

风力发电机刹车机构的主要作用有两方面：一是设备检修时需要将风力发电机组的叶片固定不动，二是遇到风力特别强力或者台风时为避免损坏发电机组需要将风力发电机组的叶片固定不转。现有风力发电机的刹车方式主要有机械式的刹车机构和变桨式的刹车系统。机械的刹车机构一般是由刹车盘、刹车块和液压控制装置组成的液压刹车机构，该种刹车机构的刹车盘固定在电机组的主轴上，刹车块由液压控制装置控制。当遇到风力特别强力或者台风时，为保护风力发电机组因超功率发电而受到损坏，液压控制装置控制刹车块夹紧主轴，使其减慢速度，从而限制了发电机的转速，改刹车过程中一直将全部的作用力都加在刹车片上，这使得机械振动大，刹车片磨损快，也不适合日常的维护；变桨式的刹车系统是通过改变叶片的迎风面积来达到减少叶片的受力，从而降低叶片的速度，该种方式在一般的强风下可能有用，但是对于台风级的风力来说，该种刹车方式存在很大的风险，刹车效果一般。上述两种刹车方式均存在一个关键问题，即使刹车凑效，风力发电机的叶片也很有可能被强风吹断，造成发电机组的损害。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种收放式水平风叶风能发电机，能够解决在风力特别强力或者台风时，发电机组失速及叶片折断的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种收放式水平风叶风能发电机，包括垂直转轴、叶片、发电机组，所述垂直转轴通过带有离合器的变速箱与所述发电机组连接；设有空心塔筒，所述垂直转轴设于塔筒内，垂直转轴与塔筒枢接；所述垂直转轴顶端设有两个以上的叶片座架，所述叶片座架一端与所述垂直转轴固定，另一端设有旋转装置，所述旋转装置与所述叶片根部固定连接。本实用新型的风叶结构不同于现今流行的风叶结构，结合了垂直轴风力发电机和水平轴风力发电机的特点，叶片与转轴形成T型结构，风叶的形状仿造飞机翅膀（NACA0018曲线机翼）设计，大致呈“C”形，T型风电的叶片充分利用了升力和阻力，在微风中也可以工作，叶片不是封闭型，而且比现今水平轴风力发电机的叶片要宽大，由于风叶呈T型结构，使叶片可以做得更长和更宽，即叶片的迎风面积可以做得更大，风能的利用率更高。另在，当遇到风力特别强力或者台风时，原本水平放置的叶片通过旋转装置可以变成垂直放置，大大减小了叶片的迎风面积，该种方式是最直接最有效的减速方式，而且操作简单；收起来的叶片避免了在强风下被吹断的危险，整个发电机组的使用寿命也因此而得到提高。

作为改进，所述旋转装置包括转轴、两个以上的旋转机构，所述旋转机构包括电机、减速机、齿轮，所述齿轮套在所述转轴上，所述电机通过减速机与所述齿轮连接。

作为改进，所述叶片根部固定在转轴上。

作为改进，所述旋转装置上设有刹车装置，在旋转装置失电时，锁定旋转装置使其不能转动。

作为改进，所述刹车装置包括套在转轴上的制动盘和与制动盘配合的电力失效保护制动器。

作为改进，所述转轴上设有钢丝绳轮，所述钢丝绳轮上设有钢丝，所述钢丝一端卷绕在钢丝绳轮上，另一端固定在对应叶片的中部位置。钢丝绳对叶片施加一个拉力，分担旋转装置对叶片重力的承担，叶片的受力更合理。

作为改进，所述塔筒顶部设有转台，所述叶片座架设于所述转台上方，所述转台下设有托轮，所述托轮与所述塔筒上端面接触。转台用于支撑叶片座架及叶片的重力，使其能够水平旋转。

作为改进，所述叶片后面设有变桨叶片、旋转轴、变桨电机，所述变桨电机通过旋转轴与所述变桨叶片连接。根据当时的风力大小，可由电控风传感器控制变桨叶片的角度，保持恒定风电机的发电转速；比起现今流行的变桨设备要轻巧、简单、可靠，不需要经常维护保养，大大减少费用和成本。

作为改进：所述塔筒外壁设有可容置叶片的避风槽。当遇到风力特别强力或者台风时，叶片通过旋转装置由水平位置旋转到垂直位置，并收藏在避风槽内，防止叶片被强风吹断。

作为改进，所述塔筒为钢筋混凝土塔筒，钢筋混凝土塔筒寿命长，建造成本低。

本实用新型与现有技术相比所带来的有益效果是：

风叶呈T型结构，一方面充分利用了升力和阻力，另一方面使叶片可以做得更长和更宽，即叶片的迎风面积可以做得更大，风能的利用率更高；当遇到风力特别强力或者台风时，原本水平放置的叶片通过旋转装置可以变成垂直放置，大大减小了叶片的迎风面积，该种方式是最直接最有效的减速方式，而且操作简单；收起来的叶片避免了在强风下被吹断的危险，整个发电机组的使用寿命也因此而得到提高。