【技术实现步骤摘要】
本技术涉及风力发电设备领域，尤其涉及一种水箱加船式风帆平轴风力发电机组。
技术介绍
1、当前，随着不可再生能源日益枯竭，太阳能、风能等可再生能源逐渐被社会所重视。其中以风为动力而转化的风力发电，是一种极具发展潜力的绿色能源。
2、目前使用的平轴式风力发电机组，多为三桨叶片平轴发电机组，其中发电机组桨叶的启动条件要求风速不低于6m/s，而发电机组全天接受的风能并不稳定，随着风速不时地变化，桨叶时转时不转，从而导致风力发电机组的发电效率低下。据相关资料统计，现有三桨叶片式平轴风力发电机组的发电率比较低。
3、此外，现有三桨叶片式平轴风力发电机组为了有效利用风能，除了增加塔筒高度外(有些塔筒高度过百米)，单片桨叶长度超过80m，为了减轻桨叶重量从而减小桨叶的旋转阻力，现有桨叶采用碳纤维和复合材料制作成型，但其重量还是很重，三个桨叶总重超过90吨。桨叶重旋转阻力大导致旋转困难，且长度超过80m的桨叶，因一次成型工艺复杂，既不容易运输更不容易安装，一般6兆瓦的发电机组的造价，平均高达人民币2000多万元，致使三桨叶片式平轴风力发电机组的性价比不高。
4、因此，如何提供一种水箱加船式风帆平轴风力发电机组，实现在减小风力的同时，又能提高对风能的利用效率，进而实现在风速小于6m/s的条件下平轴风力发电机组也能正常、稳定的发电，成为本领域技术人员亟待解决的难题。
技术实现思路
1、本技术的目的是提供一种水箱加船式风帆平轴风力发电机组，解决现有平轴风力发电机组对风速
2、为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：
3、本技术水箱加船式风帆平轴风力发电机组，包括塔筒、发电机舱、水平轴、旋转机架、水箱和船式风帆件；
4、所述发电机舱设置在所述塔筒的顶部，所述发电机舱的内部设置有增速机和双馈异步发电机，所述增速机齿轮与所述双馈异步发电机转轴之间传动连接；所述水平轴的一端穿过所述发电机舱的侧壁与增速机的齿轮轴连接在一起，另一端位于所述发电机舱的外部且套设有所述旋转机架；所述水箱和所述船式风帆件设置有七个且呈圆周等角度均匀安装在所述旋转机架上，所述水箱和所述船式风帆件的设置数目均为七个。
5、优选的，所述塔筒的顶部安装有对风装置，所述发电机舱安装在所述对风装置上，所述塔筒的侧壁底部开设有安全门，所述塔筒的内部安装有可拆卸的单人快速电梯。
6、优选的，所述旋转机架包括旋转套筒、内圆圈、外圆圈和腹杆；所述旋转套筒通过紧固件安装在所述水平轴上，所述紧固件包括紧固外端件和紧固内端件，所述紧固外端件和紧固内端件分别安装在所述旋转套筒的左右两侧；所述旋转套筒、所述内圆圈和所述外圆圈由内而外同轴心排布；所述腹杆的一端连接在所述旋转套筒上，另一端连接在所述外圆圈上，所述腹杆设置有七个且呈圆周等角度均匀安装在所述旋转机架上，所述腹杆的设置数目与所述水箱和所述船式风帆件的设置数目对应一致。
7、优选的，所述水箱呈圆柱型，所述水箱的内部设置有内胆，所述内胆的内部注入有1/3的水，所述内胆的外部设置有保护层，所述内胆和所述保护层之间设置有真空隔层，所述保护层安装在所述水箱的箱体内壁上；
8、所述水箱通过水箱支架安装在所述外圆圈上，且位于所述外圆圈和所述腹杆的连接处，所述水箱的箱体侧壁垂直于所述腹杆。
9、优选的，所述船式风帆件包括第一支杆、第二支杆和帆布，所述帆布箍紧在所述第一支杆和所述第二支杆之间；所述第一支杆安装在所述腹杆上且位于所述腹杆与所述内圆圈的连接处，所述第二支杆安装在相邻的腹杆上且位于相邻的所述腹杆与所述外圆圈的连接处，所述第一支杆和所述第二支杆均垂直于所述腹杆。
10、优选的，所述腹杆的设置数目为7根。
11、优选的，所述水箱采用尼龙材料制作。
12、优选的，所述帆布采用凯夫拉纤维布料制作。
13、优选的，还包括液压制动器，所述液压制动器安装在所述水平轴与所述增速机的齿轮轴连接处的前端。
14、优选的，还包括启动器，所述启动器安装在所述水平轴与所述增速机的齿轮轴连接处的前端。
15、与现有技术相比，本技术的有益技术效果：
16、本技术水箱加船式风帆平轴风力发电机组，利用水箱中的水受重力影响在水箱中翻滚产生的势能和动能，加上凯夫拉纤维布料制作的风帆受风带动旋转机架旋转，旋转机架旋转带动与之连接的水平轴旋转，水平轴旋转再带动发电机舱内的增速机齿轮轴旋转，增速机齿轮轴旋转带动齿轮旋转，齿轮旋转再带动发电机舱内的双馈异步发电机的转子轴旋转使发电机发电；此外，旋转机架上呈圆周等角度均匀安装有七个水箱，水箱数目只设七个且与风帆数目相等，七个水箱的自身质量经胆内水的翻滚，会增加旋转机架旋转时的势能和动能，进而使旋转机架旋转输出的机械能更大，更方便带动水平轴旋转，且在重力和惯性力的作用下使得旋转机架的转速更均匀，带动风力发电机发电更稳定。
17、1)水箱设置仅有7个，由尼龙材料制作，并在每个水箱内胆注水1/3，7个水箱呈圆周等角度均布在旋转机架上，在启动旋转机架旋转起来后，水会在水箱内翻滚形成重力加速度，由于7个水箱顺时针设置在旋转机架外圈上，导致旋转机架旋转时只能顺转(反向设置为逆转)，如图2所示，从外圈的顶点0°左右划分后可以看出，右半圈的势能与动能之和，与左半圈的动能与势能之和(势能和动能之和为机械能)，是存在偏差的，在外力启动下，经验证两者偏差会促使旋转机架做匀速旋转，且在偏差的作用下，旋转机架对风速的依赖减小了，有2m/s以上的风速就可维持旋转机架持续旋转。
18、2)水箱内的水存储在内胆内，内胆外设置有保护内胆的保护层，避免内胆破裂，且内胆与保护层之间还设置有真空隔层，真空隔层有效降低了旋转机架旋转时水箱内因水的翻滚所产生的噪音。
19、3)其中凯夫拉纤维帆布相较于碳纤维和复合材料轻，在旋转机架上使用凯夫拉纤维布料制作的风帆会进一步降低旋转机架自身重量，进而减小旋转机架旋转时因自身重量重产生的旋转摩擦阻力，使旋转机架旋转更方便，从而提高平轴风力发电机组对风能的利用效率。
20、4)凯夫拉纤维布料风帆相较于碳纤维和复合材料桨叶为柔性材料，旋转机架旋转时，风帆像船帆一样兜风能力强，使得旋转机架输出的机械能更强，且使得旋转机架启动时，对风速要求低，在2m/s以上的风速下，旋转机架即可启动。
21、5)旋转机架重量轻，制作、运输和组装及安装方便，旋转机架旋转对风速要求低，因对风速要求低，则可降低对塔筒的高度要求(为求得高风速，以往的塔筒高度要过百米)，进而降低了平轴式风力发电机组的建造成本。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种水箱加船式风帆平轴风力发电机组，其特征在于：包括塔筒(1)、发电机舱(2)、水平轴(3)、旋转机架(4)、水箱(5)和船式风帆件(6)；
2.根据权利要求1所述的水箱加船式风帆平轴风力发电机组，其特征在于：所述塔筒(1)的顶部安装有对风装置(101)，所述发电机舱(2)安装在所述对风装置(101)上，所述塔筒(1)的侧壁底部开设有安全门(102)，所述塔筒(1)的内部安装有可拆卸的单人快速电梯。
3.根据权利要求1所述的水箱加船式风帆平轴风力发电机组，其特征在于：所述旋转机架(4)包括旋转套筒(401)、内圆圈(402)、外圆圈(403)和腹杆(404)；所述旋转套筒(401)通过紧固件(7)安装在所述水平轴(3)上，所述紧固件(7)包括紧固外端件(701)和紧固内端件(702)，所述紧固外端件(701)和紧固内端件(702)分别安装在所述旋转套筒(401)的左右两侧；所述旋转套筒(401)、所述内圆圈(402)和所述外圆圈(403)由内而外同轴心排布；所述腹杆(404)的一端连接在所述旋转套筒(401)上，另一端连接在所述外圆圈(403)上，所述
4.根据权利要求3所述的水箱加船式风帆平轴风力发电机组，其特征在于：所述船式风帆件(6)包括第一支杆(601)、第二支杆(602)和帆布(603)，所述帆布(603)箍紧在所述第一支杆(601)和所述第二支杆(602)之间；所述第一支杆(601)安装在所述腹杆(404)上且位于所述腹杆(404)与所述内圆圈(402)的连接处，所述第二支杆(602)安装在相邻的腹杆(404)上且位于相邻的所述腹杆(404)与所述外圆圈(403)的连接处，所述第一支杆(601)和所述第二支杆(602)均垂直于所述腹杆(404)。
5.根据权利要求3所述的水箱加船式风帆平轴风力发电机组，其特征在于：所述水箱(5)呈圆柱型，所述水箱(5)的内部设置有内胆(501)，所述内胆(501)的内部注入有1/3的水，所述内胆(501)的外部设置有保护层(502)，所述内胆(501)和所述保护层(502)之间设置有真空隔层(503)，所述保护层(502)安装在所述水箱(5)的箱体内壁上；
6.根据权利要求3所述的水箱加船式风帆平轴风力发电机组，其特征在于：所述腹杆(404)的设置数目为7根。
7.根据权利要求4所述的水箱加船式风帆平轴风力发电机组，其特征在于：所述帆布(603)采用凯夫拉纤维布料制作。
8.根据权利要求1所述的水箱加船式风帆平轴风力发电机组，其特征在于：还包括液压制动器，所述液压制动器安装在所述水平轴(3)与所述增速机的齿轮轴连接处的前端。
9.根据权利要求1所述的水箱加船式风帆平轴风力发电机组，其特征在于：还包括启动器，所述启动器安装在所述水平轴(3)与所述增速机的齿轮轴连接处的前端。
...【技术特征摘要】
1.一种水箱加船式风帆平轴风力发电机组，其特征在于：包括塔筒(1)、发电机舱(2)、水平轴(3)、旋转机架(4)、水箱(5)和船式风帆件(6)；
2.根据权利要求1所述的水箱加船式风帆平轴风力发电机组，其特征在于：所述塔筒(1)的顶部安装有对风装置(101)，所述发电机舱(2)安装在所述对风装置(101)上，所述塔筒(1)的侧壁底部开设有安全门(102)，所述塔筒(1)的内部安装有可拆卸的单人快速电梯。
3.根据权利要求1所述的水箱加船式风帆平轴风力发电机组，其特征在于：所述旋转机架(4)包括旋转套筒(401)、内圆圈(402)、外圆圈(403)和腹杆(404)；所述旋转套筒(401)通过紧固件(7)安装在所述水平轴(3)上，所述紧固件(7)包括紧固外端件(701)和紧固内端件(702)，所述紧固外端件(701)和紧固内端件(702)分别安装在所述旋转套筒(401)的左右两侧；所述旋转套筒(401)、所述内圆圈(402)和所述外圆圈(403)由内而外同轴心排布；所述腹杆(404)的一端连接在所述旋转套筒(401)上，另一端连接在所述外圆圈(403)上，所述腹杆(404)设置有七个且呈圆周等角度均布，所述腹杆(404)的设置数目与水箱(5)和所述船式风帆件(6)的设置数目对应一致。
4.根据权利要求3所述的水箱加船式风帆平轴风力发电机组，其特征在于：所述船式风帆件(6)包括第一支杆(601)、第二支杆(602)和帆布(603)，所述帆布(...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩庆斌，
申请(专利权)人：鹏大深圳产品研发有限公司，
类型：新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。