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Title:
WIND POWER GENERATION SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/044421
Kind Code:
A1
Abstract:
A wind power generation system comprising a gantry (4), rotating blade mechanisms, a measuring device (1) and a control box (2). The measuring device (1) is mounted at the top of the gantry (4); a drive shaft (3) is mounted in the gantry (4); the bottom of the drive shaft (3) is mounted on a supporting seat (8); a bracket (9) is mounted at the top of the gantry (4); the rotating blade mechanisms (19, 20, 21) are connected all around the bracket (9) via separate booms (10); the booms are fixed to the top of the gantry (4) by means of fixing slings (11); a hydraulic pump (12) is mounted inside the bracket (9); the hydraulic pump (12) is connected to a hydraulic motor (14) by means of a hydraulic channel (13); the hydraulic motor (14) drives the rotating blade mechanisms (19, 20, 21) in rotation; the bottom of the bracket (9) is securely connected to a rotor (15); the rotor (15) is engaged with a gear wheel (16); the gear wheel (16) is sheathed on a shaft (17); the shaft (17) drives the drive shaft (3) in rotation by means of a gearbox (18); power take-off gears (5, 6) are mounted on the lower part of the drive shaft (3); and the power take-off gears (5, 6) connect a target power dissipation set (7). The system helps to enable natural wind currents to act on the blades to the maximum extent possible, reducing frontal drag and improving the utilization efficiency of wind power.

Inventors:
SHI JIANYONG (CN)
Application Number:
PCT/CN2011/001723
Publication Date:
April 04, 2013
Filing Date:
October 14, 2011
Export Citation:
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Assignee:
JIANG SU JUYUAN TECHNOLOGY CO LTD (CN)
SHI JIANYONG (CN)
International Classes:
F03D3/00; F03D1/00; F03D7/04; F03D7/06; F03D9/00
Domestic Patent References:
WO2009025420A12009-02-26
WO1996020343A21996-07-04
Foreign References:
CN200996359Y2007-12-26
CN101900084A2010-12-01
CN102162426A2011-08-24
FR2818326A12002-06-21
Attorney, Agent or Firm:
NANJING ZHENGLIAN INTELLECTUAL PROPERTY AGENCY CO., LTD (CN)
南京正联知识产权代理有限公司 (CN)
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Claims:
权利要求书

1、 一种风力发电系统, 包括抱持塔架、 叶片转动机构、 测量装置和 控制箱, 所述测量装置安装于抱持塔架顶部, 所述抱持塔架内安装有 传动轴, 所述传动轴底部安装于支承底座上, 其特征在于: 所述抱持 塔架顶部通过支承座安装有托架,所述托架四周通过各个悬臂分别与 叶片转动机构连接, 所述悬臂通过固定吊索固定于抱持塔架顶部,所 述托架内安装有液压泵, 所述液压泵通过液压通道与液压马达连接, 所述液压马达带动叶片转动机构转动, 所述托架底部与转子固定连 接, 所述转子与齿轮啮合, 所述齿轮套接于轴上, 所述轴通过齿轮箱 带动传动轴转动, 所述传动轴的下部安装有动力输出齿轮, 所述动力 输出齿轮连接目标耗功机组。

2、 根据权利要求 1所述的一种风力发电系统, 其特征在于: 所述叶 片转动机构包括马达箱、叶轴和固定于叶轴两端的叶片, 所述马达箱 内设于液压马达、输出轴和齿轮组, 所述液压马达通过输出轴与齿轮 组连接,所述齿轮组套接于叶轴上,所述叶轴两端穿过固定于马达箱 上的轴承与叶片连接。

3、 根据权利要求 1所述的一种风力发电系统, 其特征在于: 所述动 力输出齿轮包括主齿轮和变速齿轮, 所述主齿轮套装于传动轴下部, 所述主齿轮与变速齿轮啮合。

4、 根据权利要求 2所述的一种风力发电系统, 其特征在于: 所述叶 片采用钢材、 玻璃钢、 帆布或木板制成, 所述叶片为 6-8组。

5、 根据权利要求 1所述的一种风力发电系统, 其特征在于: 所述托 架形状为空心圆锥台状结构。

6、 根据权利要求 1所述的一种风力发电系统, 其特征在于: 所述目 标耗功机组为发电机、 空气压缩机或液压机。

7、 根据权利要求 1所述的一种风力发电系统, 其特征在于: 所述测量 装置与控制箱连接, 所述测量装置为风速仪、 风向仪或叶轮转速仪, 所述液压马达、 液压泵和目标耗功机组由控制箱控制。

Description:
一种风力发电系统

技术领域

本发明涉及一种风力发电系统,尤其涉及一种 可根据风向调节风 帆叶片姿态,从而降低迎风阻力,提高风能利 用效率的风力发电系统。 背景技术

能源是人类生存发展的重要基础资料。近百年 来, 随着人类生活 需求的不断提高和生产规模的扩大,对能源的 需求也越来越殷切。进 入二十一世纪, 能源危机正在日益制约社会经济活动, 传统使用的化 石能源日益匮乏,价格不断攀升, 成为引起世界经济动荡和影响和平 的重要因素。 而且, 化石能源的大量使用, co 2 、 so 2 等温室气体大量 排放, 导致气候变暖, 生态变迁, 危及人类生存环境。

为了解决日益严重的能源危机,缓解由于大量 使用化石能源带来 的环境污染,长期以来,世界各国纷纷投入巨 资寻找开发可再生能源。 目前列入重点研究开发的清洁能源有水能、 风能、 太阳能、 潮汐能、 生物质能等。

风能的开发利用已有很长的历史。近年来, 风力发电作为可再生 的清洁能源受到世界各国政府、能源界和环保 界的高度重视。地球上 风力资源蕴藏量大, 清洁无污染, 施工周期短, 投资灵活, 占地少, 具有较好的经济效益和社会效益。

目前风力发电的普遍方式是采用架空式三叶风 轮。轮轴通过变速 装置驱动发电机, 单机发电功率普遍为 2MW以下。 国际上最大的海 上风力发电机为 5MW, 这种风力发电机需要较高的启动风速, 常年 发电时间在 2000〜2500小时之间, 设备复杂, 投资大, 对风场要求 高, 而且发电量不稳定, 发电预见性差, 对电网调峰冲击大。

发明内容

本发明为解决上述技术问题采用的技术方案是 :

一种风力发电系统, 包括抱持塔架、 叶片转动机构、 测量装置和 控制箱, 所述测量装置安装于抱持塔架顶部, 所述抱持塔架内安装有 传动轴, 所述传动轴底部安装于支承底座上, 所述抱持塔架顶部通过 支承座安装有托架,所述托架四周通过各个悬 臂分别与叶片转动机构 连接, 所述悬臂通过固定吊索固定于抱持塔架顶部, 所述托架内安装 有液压泵, 所述液压泵通过液压通道与液压马达连接, 所述液压马达 带动叶片转动机构转动,所述托架底部与转子 固定连接, 所述转子与 齿轮啮合,所述齿轮套接于轴上,所述轴通过 齿轮箱带动传动轴转动, 所述传动轴的下部安装有动力输出齿轮,所述 动力输出齿轮连接目标 耗功机组。

所述叶片转动机构包括马达箱、 叶轴和固定于叶轴两端的叶片, 所述马达箱内设于液压马达、输出轴和齿轮组 , 所述液压马达通过输 出轴与齿轮组连接, 所述齿轮组套接于叶轴上,所述叶轴两端穿过 固 定于马达箱上的轴承与叶片连接。

所述动力输出齿轮包括主齿轮和变速齿轮,所 述主齿轮套装于传 动轴下部, 所述主齿轮与变速齿轮啮合。

所述叶片采用钢材、 玻璃钢、 帆布或木板制成, 所述叶片为 6-8 组。

所述托架形状为空心圆锥台状结构。

所述目标耗功机组为发电机、 空气压縮机或液压机。

所述测量装置与控制箱连接,所述测量装置为 风速仪、风向仪或 叶轮转速仪, 所述液压马达、 液压泵和目标耗功机组由控制箱控制。

根据来风方向和风力大小自动调节叶片朝向, 当叶片运动方向背 向来风时, 叶片迎风面朝向来风并与来风垂直; 当叶片运动方向迎向 来风时, 叶片顺桨与来风平行。这种结构有利于使自然 界气流能最大 限度作用于叶片, 降低迎风阻力, 提高风能利用效率。

本发明的优点是-

1、 提高风能利用效率, 提供清洁能源。 本发明可以降低风叶迎 风阻力, 提高风能利用效率, 实现较大规模发电, 为人们生产生活提 供大量清洁电能, 缓解目前地球上日益严重的能源危机;

2、 实现低风速发电。 本发明可降低系统发电的起点风速, 有效 实现低风速发电, 拓宽了应用范围, 延长了年度有效发电时间。

3、 清洁环保。 本发明的可变风帆式风力发电系统是完全的环 境 友好能源, 不会给环境带来任何的污染;

4、 投资省。 依据本发明建造的风能发电机组投资省, 每千瓦装 机投资额远低于现行的火电、 核电、 水电、 太阳能发电和风电等。 附图说明

图 1为本发明的整体结构示意图。

图 2为本发明的叶片转动机构示意图。 其中: 1、 测量装置, 2、 控制箱, 3、 传动轴, 4、 抱持塔架, 5、 主齿轮, 6、 变速齿轮, 7、 目标耗功机组, 8、 支承底座, 9、 托架, 10、 悬臂, 11、 固定吊索, 12、 液压泵, 13、 液压通道, 14、 液压马 达, 15、 转子, 16、 齿轮, 17、 轴, 18、 齿轮箱, 19、 马达箱, 20、 叶轴, 21、 叶片, 22、 输出轴, 23、 齿轮组, 24、 轴承, 25、 支承座。 具体实施方式

以下实施例用于说明本发明, 不用来限制本发明的保护范围。 如图 1和 2所示,本发明的一种风力发电系统,包括抱 塔架 4、 叶片转动机构、 测量装置 1和控制箱 2, 测量装置 1安装于抱持塔架 4顶部, 抱持塔架 4内安装有传动轴 3, 传动轴 3底部安装于支承底 座 8上, 抱持塔架 4顶部通过支承座 25安装有空心圆锥台状结构的 托架 9, 托架 9四周通过各个悬臂 10分别与叶片转动机构连接, 悬 臂 10通过固定吊索 11固定于抱持塔架 4顶部,托架 9内安装有液压 泵 12, 液压泵 12通过液压通道 13与液压马达 14连接, 液压马达 14 带动叶片转动机构转动, 托架 9底部与转子 15固定连接, 转子 15与 齿轮 16啮合, 齿轮 16套接于轴 17上, 轴 17通过齿轮箱 18带动传 动轴 3转动, 传动轴 3的下部安装有动力输出齿轮, 动力输出齿轮包 括主齿轮 5和变速齿轮 6, 主齿轮 5套装于传动轴 3下部, 主齿轮 5 与变速齿轮 6啮合, 动力输出齿轮连接目标耗功机组 7, 目标耗功机 组 7为发电机、 空气压缩机或液压机, 叶片转动机构包括马达箱 19、 叶轴 20和固定于叶轴 20两端的叶片 21, 马达箱 19内设于液压马达 14、输出轴 22和齿轮组 23, 液压马达 14通过输出轴 22与齿轮组 23 连接, 齿轮组 23套接于叶轴 20上, 叶轴 20两端穿过固定于马达箱 19上的轴承 24与叶片 21连接, 叶片 21采用钢材、 玻璃钢、 帆布或 木板制成, 叶片 21为 6-8组。

测量装置 1与控制箱 2连接,测量装置 1为风速仪、风向仪或叶 轮转速仪, 液压马达 14、 液压泵 12和目标耗功机组 7由控制箱 2控 制。

工作原理: 液压泵 12给液压马达 14提供动力, 使液压马达 14 驱动输出轴 22转动和齿轮组 23啮合,叶轴 20上的叶片 21随之转动, 同时目标耗功机组 7驱动变速齿轮 6转动,变速齿轮 6与主齿轮 5啮 合, 主齿轮 5转动带动传动轴 3转动, 传动轴 3通过齿轮箱 18带动 轴 17转动, 齿轮 16随着轴 17转动, 转子 15为圆形内齿轮并且与齿 轮 16啮合, 转子 15的转动使得圆锥形托架 9随之转动, 圆锥形托架 9转动带动其悬臂 10转动, 因此悬臂 10和叶片 21均可以各自转动。

根据来风方向和风力大小自动调节叶片 21朝向,当叶片 21运动 方向背向来风时, 叶片 21迎风面朝向来风并与来风垂直; 当叶片 21 运动方向迎向来风时, 叶片顺桨与来风平行。这种结构有利于使自然 界气流能最大限度作用于叶片 21, 降低迎风阻力, 提高风能利用效 率。

可根据风向调节叶片 21的姿态, 从而降低迎风阻力, 提高风能 利用效率,具有发电均衡, 设备简单,建造成本低,安全可靠等优点, 适用于并网型发电和离网型供电。




 
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