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风力发电机组

阅读：315发布：2020-05-12

IPRDB可以提供风力发电机组专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供了一种风力发电机组，包括：叶轮组，叶轮组包括多个叶轮；支撑件，叶轮组与支撑件连接；底架，支撑件沿竖直方向可枢转地设置在底架上；导向部，导向部沿叶轮组的出风方向固定设置在支撑件上。本发明通过在底架上安装可枢转的支撑件和安装在支撑件上的导向部，使叶轮组的进风方向可以随着风向旋转以对准来风方向，从而提高了风力发电机组的风能利用率、减小了机械振动、延长了风力发电机组的使用寿命。同时，本发明还具有结构简单、制造成本低、安装方便的特点。，下面是风力发电机组专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种风力发电机组，其特征在于，包括：

叶轮组(10)，所述叶轮组(10)包括多个叶轮(11)，每个所述叶轮(11)均可枢转地设置在所述叶轮组(10)上；

支撑件(20)，所述叶轮组(10)与所述支撑件(20)连接；

底架(30)，所述支撑件(20)沿竖直方向可枢转地设置在所述底架(30)上；

导向部(40)，所述导向部(40)沿所述叶轮组(10)的出风方向固定设置在所述支撑件(20)上；

限位单元，所述限位单元设置在所述底架(30)的内部；所述限位单元包括限位杆(50)，所述限位杆(50)的一端与所述支撑件(20)连接，所述限位单元还包括用于限制所述限位杆(50)的另一端运动的限位挡板(60)，所述限位挡板(60)与所述底架(30)连接；

所述底架(30)包括上表面和周向连续设置的侧壁，所述上表面与所述侧壁固定连接，所述底架(30)还包括设置在所述底架(30)内部的连接板(31)，所述连接板(31)的两端分别与所述侧壁固定连接，且所述连接板(31)平行于所述上表面；所述限位挡板(60)的端部分别与所述上表面和所述连接板(31)固定连接；所述支撑件(20)分别与所述上表面和所述连接板(31)可枢转地连接，所述连接板(31)与所述侧壁的边缘之间存在间隙。

2.根据权利要求1所述的风力发电机组，其特征在于，所述叶轮组(10)的所述多个叶轮(11)对称地设置在所述支撑件(20)的两侧。

3.根据权利要求1或2所述的风力发电机组，其特征在于，所述风力发电机组还包括固定座(70)，所述底架(30)与所述固定座(70)连接。

4.根据权利要求1或2所述的风力发电机组，其特征在于，所述导向部(40)包括连接杆(41)和导风板(42)，所述导风板(42)通过所述连接杆(41)与所述支撑件(20)连接。

5.根据权利要求1或2所述的风力发电机组，其特征在于，所述支撑件(20)包括第一支撑件(21)和第二支撑件(22)，所述第一支撑件(21)与所述第二支撑件(22)连接；所述叶轮组(10)与所述第一支撑件(21)连接，所述第二支撑件(22)与所述底架(30)可枢转地连接。

6.根据权利要求5所述的风力发电机组，其特征在于，所述风力发电机组包括第一法兰(23)，所述第一支撑件(21)通过所述第一法兰(23)与所述第二支撑件(22)连接；所述第一支撑件(21)上设置有多个第二法兰(24)，所述叶轮组(10)通过所述第二法兰(24)与所述第一支撑件(21)连接。

7.根据权利要求6所述的风力发电机组，其特征在于，所述叶轮组(10)还包括连接件(12)，所述叶轮组(10)的所述叶轮(11)通过该所述叶轮组(10)的所述连接件(12)与所述第一支撑件(21)上的相对应的所述第二法兰(24)连接。

8.根据权利要求7所述的风力发电机组，其特征在于，所述连接件(12)、所述第一支撑件(21)和所述第二支撑件(22)均包括相互连通的电缆线通道。

说明书全文

风力发电机组

技术领域

[0001] 本发明涉及风力发电领域，更具体地，涉及一种风力发电机组。

背景技术

[0002] 风力发电的能量来源是自然界的风。现有技术中的风力发电机组工作时，通过将风力发电机组的叶轮组对准来风方向，使风吹动叶轮组中的叶轮转动，从而达到发电的目的。

[0003] 由于自然界的风的风速、风向时常变化，因而要想保证风能得到有效地利用，就需要保证叶轮组可以实时对准来风方向，也就是说风力发电机组的叶轮组应该可以随风向调整角度。现有技术中的风力发电机组的每个叶轮都可以根据风向自动旋转角度，但风力发电机组本身不具有自动调整（也就是自动对风）的功能。使用风力发电机组时，首先，工作人员需要根据测试数据和经验判断来风方向，然后将风力发电机组按照该地区主风向进行安装，从而使风力发电机组和风力发电机组的每个叶轮组均对准来风方向。例如此时吹的是东风，风力发电机组将面对东向设置，每个叶轮也将面对东向；但当风向转为南风时，由于叶轮组中的每个叶轮均会根据风向对准来风方向，因而每个叶轮均会旋转角度、面向南方，而此时叶轮组本身并不会旋转、依然面向东方，这就导致原本并排设置的叶轮，在方向改变后成为串联设置的叶轮（也就是叶轮在转向后成为前、后工作的关系，风来时首先吹过前面的叶轮，前面叶轮输出的风再进入后面的叶轮继续发电）。这种依照来风方向前、后工作的叶轮将极大降低风力发电机组的工作效率，因为当风吹过前面的叶轮后，风速的大小和方向都会发生一些变化，即形成湍流，湍流不仅会影响后面的叶轮的输出功率，还可能引起极端荷载，从而造成风力发电机组产生机械振动，并可能导致风力发电机组不能正常工作。

[0004] 现有技术中的风力发电机组通过改变叶轮组的结构形式（例如：框架固定式风力发电机组），仍不能达到有效利用风能的目的，不能适应湍流带来的风向、风速的改变。

发明内容

[0005] 本发明旨在提供一种风力发电机组，以解决现有技术的风力发电机组的风能利用率低的问题。

[0006] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种风力发电机组，包括：叶轮组，叶轮组包括多个叶轮；支撑件，叶轮组与支撑件连接；底架，支撑件沿竖直方向可枢转地设置在底架上；导向部，导向部沿叶轮组的出风方向固定设置在支撑件上。

[0007] 进一步地，风力发电机组还包括限位单元，限位单元设置在底架的内部；限位单元包括限位杆，限位杆的一端与支撑件连接，限位单元还包括用于限制限位杆的另一端运动的限位挡板，限位挡板与底架连接。

[0008] 进一步地，底架包括上表面和周向连续设置的侧壁，上表面与侧壁固定连接，底架还包括设置在底架内部的连接板，连接板的端部分别与侧壁固定连接，且连接板平行于上表面；限位挡板的两端分别与上表面和连接板固定连接；支撑件分别与上表面和连接板可枢转地连接，连接板与侧壁的边缘之间存在间隙。

[0009] 进一步地，叶轮组的多个叶轮对称地设置在支撑件的两侧。

[0010] 进一步地，风力发电机组还包括固定座，底架与固定座连接。

[0011] 进一步地，导向部包括连接杆和导风板，导风板通过连接杆与支撑件连接。

[0012] 进一步地，支撑件包括第一支撑件和第二支撑件，第一支撑件与第二支撑件连接；叶轮组与第一支撑件连接，第二支撑件与底架可枢转地连接。

[0013] 进一步地，风力发电机组包括第一法兰，第一支撑件通过第一法兰与第二支撑件连接；第一支撑件上设置有多个第二法兰，叶轮组通过第二法兰与第一支撑件连接。

[0014] 进一步地，叶轮组还包括连接件，叶轮组的叶轮通过该叶轮组的连接件与第一支撑件上的相对应的第二法兰连接。

[0015] 进一步地，连接件、第一支撑件和第二支撑件均包括相互连通的电缆线通道。

[0016] 本发明通过在底架上安装可枢转的支撑件和安装在支撑件上的导向部，使叶轮组的进风方向可以随着风向旋转以对准来风方向，从而提高了风力发电机组的风能利用率、减小了机械振动、延长了风力发电机组的使用寿命。同时，本发明还具有结构简单、制造成本低、安装方便的特点。

附图说明

[0017] 构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

[0018] 图1示意性示出了本发明中的风力发电机组的结构示意图；

[0019] 图2示意性示出了图1的另一个角度的示意图；

[0020] 图3示意性示出了本发明中的底架的俯视图；

[0021] 图4示意性示出了本发明中的一个优选实施例的结构示意图；以及[0022] 图5示意性示出了本发明中的另一个优选实施例的结构示意图。

具体实施方式

[0023] 以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

[0024] 本发明提供了一种风力发电机组。如图1和图2所示，风力发电机组包括：叶轮组10，叶轮组10包括多个叶轮11；支撑件20，叶轮组10与支撑件20连接；底架30，支撑件20沿竖直方向可枢转地设置在底架30上；导向部40，导向部40沿叶轮组10的出风方向固定设置在支撑件20上。优选地，每个叶轮11均可枢转地设置在叶轮组10上。

[0025] 本发明中的支撑件20可枢转地与底架30连接，因而设置在支撑件20上的叶轮组10可绕支撑件20在底架30上旋转。由于设置有导向部40且导向部40与支撑件20连接，因而导向部40可以根据来风方向旋转支撑件20，从而使叶轮组10的进风方向可以随着风向旋转以对准来风方向，由此提高了风能的利用率。同时，本发明还具有结构简单、制造成本低、安装方便的特点。

[0026] 现有技术中的风力发电机组的每个叶轮11都可以根据风向自动旋转角度，但风力发电机组本身不具有自动调整的功能。使用风力发电机组时，首先，工作人员根据测试数据和经验判断来风方向，然后将风力发电机组按照该地区主风向进行安装，从而使风力发电机组和风力发电机组的每个叶轮组10均对准来风方向。例如此时吹的是东风，风力发电机组将面对东向设置，每个叶轮11也将面对东向；但当风向转为南风时，由于叶轮组10中的每个叶轮11均会根据风向对准来风方向，因而每个叶轮11均会旋转角度、面向南方，而此时叶轮组10本身并不会旋转、依然面向东方，这就导致原本并排设置的叶轮11，在风向改变后成为串联设置的叶轮11，即风需通过前面的叶轮11后再吹入后面的叶轮11，从而造成湍流的现象，进而降低了风力发电机组的工作效率。而本发明中的风力发电机组工作时，首先叶轮组10面对东向设置，每个叶轮11也将面对东向；但当风向转为南风时，由于叶轮组10可以转动，因而叶轮组10在导向部40的作用下对准来风方向，叶轮组10面向南方，且此时每个叶轮11也均面向南方，风将同时吹过每个叶轮11。由于风不会先经过前面的叶轮11，再进入后面的叶轮11，也就从根本上解决了湍流的问题，从而提高了风力发电机组的工作效率。同时也就保证了发电机组的功率输出、减小了风力发电机组的机械振动、延长了风力发电机组的使用寿命。

[0027] 优选地，本发明中的叶轮组10的多个叶轮11对称地设置在支撑件20的两侧。由于多个叶轮11对称地设置，因而可以保证在叶轮组10调整方向时，支撑件20的左右两端承受的风能阻力一致，从而提高了风向调整的可靠性。优选地，支撑件20采用合金钢管。由于合金钢管具有不易生锈的特点，因而能很好地适应户外工作环境，从而延长了风力发电机组的使用寿命。本发明中的风力发电机组具有不受地域和天气影响的特点。

[0028] 优选地，如图2所示的实施例中，导向部40包括连接杆41和导风板42，导风板42通过连接杆41与支撑件20连接。进一步地，导风板42的结构左右对称。由于导风板42的结构左右对称，因而导风板42具有辨识风向的特点。当来风吹向导风板42时，如果导风板42的左导风面和右导风面接受的风的阻力不同时，导风板42会根据风向自动调整，即导风板42会带动支撑件20旋转，直至导风板42的左导风面和右导风面接受的风的阻力相同时停止调整。此时，叶轮组10对准来风方向。优选地，导风板42为薄钢板制成，连接杆41为钢管制成。当然，导风板42也可以采用玻璃钢制成。

[0029] 本发明中的支撑件20包括第一支撑件21和第二支撑件22，第一支撑件21与第二支撑件22连接；叶轮组10与第一支撑件21连接，第二支撑件22与底架30可枢转地连接（请参考图1）。优选地，第一支撑件21与第二支撑件22可拆卸地连接。由于支撑件20为两部分，且两部分支撑件20可拆卸地连接，因而使得风力发电机组具有便于拆装的特点。使用风力发电机组时，工作人员可以根据实际情况组装支撑件20；当移动或运输风力发电机组时，为便于运输和携带，可以将支撑件20拆卸成两部分，从而降低运输难度。除此之外，因为第二支撑件22可枢转地与底架30连接，所以第二支撑件22极易发生疲劳磨损，需要根据使用情况及时更换。由于本发明只需更换第二支撑件22，而不用更换整个支撑件20，因而降低了使用成本，提高了风力发电机组的整体使用寿命。当然，还可以将第二支撑件22设置在钢结构的架顶（这样就不要设置底架30），例如：大型钢结构广告牌的顶部或钢筋混凝土框架的顶面。

[0030] 优选地，如图1和图2所示的实施例中，风力发电机组包括第一法兰23第一支撑件21通过第一法兰23与第二支撑件22连接；第一支撑件21上设置有多个第二法兰24，叶轮组
10通过第二法兰24与第一支撑件21连接。进一步地，叶轮组10还包括连接件12，叶轮组10的叶轮11通过该叶轮组10的连接件12与第一支撑件21上的相对应的第二法兰24连接。进一步地，导向部40的连接杆41通过第二法兰24与第一支撑件21连接。当然，连接杆41和/或连接件12还可以通过焊接与第一支撑件21固定连接。由于叶轮组10通过连接件12与第一支撑件
21上的相对应的第二法兰24连接，因而叶轮组10具有便于拆卸的特点。当风力发电机组不工作时，为便于移动和运输风力发电机组，工作人员可以将风力发电机组从第一支撑件21上拆卸下来。同时，工作人员可以根据工作现场的环境，确定安装叶轮组10的叶轮11的个数，将多余的叶轮11从第一支撑件21上拆卸下来，或根据情况增加叶轮11的数目，从而进一步提高了风能的利用率，提高了风力发电机组的工作效率。增加叶轮11有两种方法，一个方法是增加连接件12，并在连接件12上设置叶轮11，使增加的连接件12与设置的没有用到的第二法兰24连接；另一个方法是在同一连接件12上增加叶轮11的数目。由于可以根据用户的要求，增加或减少叶轮11的个数，因而扩大了风力发电机组的使用范围。当然，叶轮组10还可以通过焊接与第一支撑件21连接。

[0031] 优选地，连接件12与叶轮11可枢转地连接。在一优选的实施例中，叶轮11与连接件12相连接的连接端设置有轴承，轴承的一端与叶轮11连接，轴承的另一端通过第三法兰与连接件12连接。由于在叶轮11和连接件12之间设置有可枢转地轴承，因而叶轮11可在连接件12上自由旋转，从而实现叶轮11可自动对风的功能。

[0032] 本发明中的连接件12、第一支撑件21和第二支撑件22均包括相互连通的电缆线通道。优选地，电缆线采用聚氯乙烯绝缘铜芯软电缆。由于电缆线设置在电缆线通道内，因而电缆线不会受到自然环境的影响（不会日晒、雨淋和风吹），从而提高了电缆线的使用寿命，也提高了风力发电机组的运行可靠性，避免了安全隐患。

[0033] 如图4和图5所示的实施例中，连接件12还可以设置成框式结构。框式结构的连接件12具有整齐美观的特点，并能更有效地利用风能，从而达到提高风力发电机组工作效率的目的。

[0034] 如图1和图3所示，本发明中的底架30包括上表面和周向连续设置的侧壁，上表面与侧壁固定连接，底架30还包括设置在底架30内部的连接板31，连接板31的端部分别与侧壁固定连接，且连接板31平行于上表面；支撑件20分别与上表面和连接板31可枢转地连接，连接板31与侧壁的边缘之间存在间隙。优选地，第二支撑件22与底架30通过轴承连接。优选地，轴承有两个，分别设置在底架30的上表面和连接板31相对应的位置处。由于设置有两个轴承，因而第二支撑件22可以很稳定地连接在底架30上。由于连接板31与侧壁之间存在间隙，因而便于工作人员在第二支撑件22出现损坏时，可以很方便地将第二支撑件22从底架30上拆卸下来。

[0035] 在一未图示的实施例中，底架30包括四个立柱支撑架、第一框架和第二框架，第一框架通过四个立柱支撑架与第二框架连接（可以想成将图1和图3所示的底架30中的上表面和侧壁的面均去掉，只留下支撑的骨架即可）。优选地，底架30还包括第一连接板和第二连接板，第一连接板的两端与第一框架相对的两个边连接，第二连接板的两端与第二框架相对的两个边连接。进一步地，第一连接板和第二连接板上均设置有轴承。

[0036] 优选地，本发明中的风力发电机组还包括限位单元，限位单元设置在底架30的内部；限位单元包括限位杆50，限位杆50的一端与支撑件20连接，限位单元还包括用于限制限位杆50的另一端运动的限位挡板60，限位挡板60与底架30连接。优选地，限位杆50的一端与第二支撑件22连接。进一步地，限位杆50通过抱箍的方式固定在第二支撑件22上。优选地，限位挡板60的两端分别与底架30的上表面和连接板31固定连接。由于设置了限位单元，因而第二支撑件22在底架30中的旋转角度为0度到360度，也就是限制了叶轮组10的过度旋转，使叶轮组10避免了由于风力过大而导致不停旋转地问题。同时，由于设置了限位单元，使得设置在电缆线通道内的电缆线不会发生缠绕和因扭力过大而造成损伤的问题，从而提高了风力发电机组的运行可靠性。在一未图示的实施例中，第二支撑件22设置在钢结构的架顶，例如：大型钢结构广告牌的顶部或钢筋混凝土框架的顶面。由于用钢结构的架顶代替了底架30，因而原本设置在底架30内部的限位单元需要安装在钢结构的顶部或内部的相应位置处，从而限制叶轮组10过度旋转。

[0037] 如图1和图2所示的实施例中，风力发电机组还包括固定座70，底架30与固定座70连接。优选地，固定座70是钢筋混凝土底座，底架30通过预埋螺栓与钢筋混凝土底座固定连接。优选地，底架30是钢材质的，并通过槽钢焊接组成。由于底架30是钢材质的，因而底架30可提供可靠的连接，从而提高了风力发电机组的运行稳定性。

[0038] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

标题	发布/更新时间	阅读量
风力发电机组-专利编号CN107420274A	2020-05-12	661
风力发电机组-专利编号CN107255065A	2020-05-12	646
风力发电机组-专利编号CN109944746A	2020-05-11	754
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