CN102338027A

CN102338027A - 带渐扩式聚风罩的风力发电机组

Info

Publication number: CN102338027A
Application number: CN2011102485520A
Authority: CN
Inventors: 薛银春; 王律明; 张兴; 方斌
Original assignee: WUXI CNAC WANDE WINDPOWER TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: WUXI CNAC WANDE WINDPOWER TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2011-08-26
Filing date: 2011-08-26
Publication date: 2012-02-01

Abstract

本发明涉及一种带渐扩式聚风罩的风力发电机组，特征是：包括回转轴、控制器、风机塔架、机舱，机舱内安装有高效永磁低速发电机及机械刹车，回转轴安装于风机塔架顶端，控制器安装于风机塔架底端或室内，特征是：叶轮安装于聚风罩迎风口并固定在机舱上，机舱上连接有聚风罩支架，聚风罩支架用以固定渐扩式聚风罩，渐扩式聚风罩安装于支撑架上，避雷针安装在风机顶端支撑架的顶端，从机舱伸出的中心支架安装于回转轴上。本发明能够适应在低风速区工作，同时也能够安装于现有风场的风力发电机组之间，能提高风场单位面积的风力发电量，提高风能利用率；能够微风发电、自动跟踪风向、宽风速范围运行，并具备高转换率和高可靠性。

Description

带渐扩式聚风罩的风力发电机组

技术领域

本发明涉及一种新型的风力发电机组，具体地说是一种带渐扩式聚风罩的风力发电机组，属于新能源的风力发电技术领域。

背景技术

近年，国内多选择年平均风速为6m/s以上的高风速区建立大型兆瓦级风力发电机组，而年均风速为3—5m/s的低风速区，风速小且不稳定，达不到大型风场选址要求，这些区域正是应用中小型风力发电机组的很好场合。

目前高性能的中小容量风力发电机组一般采用三叶片风机和高效永磁低速发电机，再配以偏航系统以调整风机的方向。

聚风罩形式的风力发电机组，其聚风罩均为渐缩式设计，迎风面尺寸大，叶轮装在出风口，其要求聚风罩纵向尺寸较长，且必须配备偏航机械设备及其控制系统，结构较复杂，整个工作过程偏航系统必须实时工作。这种风力发电机组启动风速较高（3m/s或以上），叶轮直径较大,结构复杂，经济效益较低。

发明内容

本发明提供一种新型的带渐扩式聚风罩的风力发电机组，该发电机组能够微风发电、自动跟踪风向、宽风速范围运行，并具备高风能利用率和可靠性。

按照本发明提供的技术方案，带渐扩式聚风罩的风力发电机组包括回转轴、控制器、风机塔架、机舱、高效永磁低速发电机、机械刹车，机舱内安装有高效永磁低速发电机及机械刹车，回转轴安装于风机塔架顶端，控制器安装于风机塔架底端或室内，特征是：叶轮安装于聚风罩迎风口并固定在机舱上，机舱上连接有聚风罩支架，聚风罩支架用以固定渐扩式聚风罩，渐扩式聚风罩安装于支撑架上，避雷针安装在风机顶端支撑架的顶端，从机舱伸出的中心支架安装于回转轴上。

作为本发明的进一步改进，所述渐扩式聚风罩形状为渐扩圆锥环形。

作为本发明的进一步改进，所述渐扩式聚风罩出风口设置有一个圆环形聚风环。

本发明与已有技术相比具有以下优点：

本发明结构简单、紧凑，合理；能够适应在低风速区工作，可以用于大型兆瓦风力发电机组不能够运行的低风速区；同时也能够安装于现有风场的风力发电机组之间，而不影响现有风场机组的正常运行，从而能提高风场单位面积的风力发电量，进一步提高风能利用率；能够微风发电、自动跟踪风向、宽风速范围运行（2.5m/s～25m/s），并具备高转换率和高可靠性；功率范围从10KW～500KW；提高风能利用率；降低风机启动风速小于3m/s；与同功率等级风机相比减小叶轮直径，同时聚风罩的存在降低了叶片转动时产生的噪音，机组运行安静。

经过对聚风式风机进行研究，利用聚风罩增加叶片迎风区的风速，不但可以提高风能利用率，并具有增加风速的效果，增速可达80%；在低风速段，渐扩型聚风罩的转换效率尤为明显。

附图说明

图1为本发明结构主视图。

图2为本发明结构左视图。

图3为本发明结构立体图。

图4为本发明渐扩式聚风罩原理图。

具体实施方式

下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述：

图1～图3所示，包括避雷针1、渐扩式聚风罩2（聚风环2-1）、叶轮3、回转轴4、控制器5，风机塔架6、中心支架7、机舱8（高效永磁低速发电机8-1、机械刹车8-2）、聚风罩支架9。

本发明采用叶轮3安装于聚风罩2迎风口并固定在机舱8上，机舱8内安装有高效永磁低速发电机8-1及机械刹车8-2，回转轴4安装于风机塔架6顶端，控制器5安装于风机塔架6底端或室内，机舱8上连接有聚风罩支架9，聚风罩支架9用以固定渐扩式聚风罩2，渐扩式聚风罩2安装于支撑架9上，避雷针1安装在风机顶端支撑架9的顶端，从机舱8伸出的中心支架7安装于回转轴4上。所述渐扩式聚风罩2形状为渐扩圆锥环形式，聚风罩2出风口设置有一个圆环形聚风环2-1；所述渐扩式聚风罩2的迎风口上装有叶轮3。

本发明由于聚风罩采用渐扩的环型形式（原理见图4），迎风口小，出风口大，出风口设置有一个圆环形聚风环，叶轮装在迎风口。风从聚风罩迎风口（小口）进入，出风口（大口）流出。聚风罩纵向尺寸较小，同时由于渐扩式聚风罩结构比渐缩式对风速的增速效果更好。所以在同等功率条件下，其叶片直径小（为同功率等级风机的二分之一以下），启动风速低，能够微风发电，风能转换效率能够提高到40%以上。渐扩式聚风罩也能够使得风机自动跟踪风向，从而省去了复杂的偏航设备及其控制系统。另外由于渐扩式聚风罩的存在，其对风机周围风速场的影响较小，从而可以安装于现有风场的风力发电机组之间。

由于渐扩式聚风罩增速原理，风机的风能利用率能够提高到40%，从而风机的风轮直径与同功率风机相比能够减小，不到同功率等级的一半；如果在相同叶片尺寸的条件下，渐扩式聚风型风力发电机组输出功率可增加到3倍以上；

由于渐扩式聚风罩增速原理，渐扩式聚风型风力发电机组启动风速能够降低，能够应用于低风速区。

由于渐扩式聚风罩的作用，机组间流场的相互影响减少，并且风机风轮直径较小，所以与同功率等级风机相比，风机占地面积小；聚风罩可以在风机旋转状态下，当叶片断裂时挡住飞出的叶片，所以渐扩式聚风型风力发电机组安全性进一步提高。

Claims

1. 一种带渐扩式聚风罩的风力发电机组，包括回转轴（4）、控制器（5）、风机塔架（6）、机舱（8）、高效永磁低速发电机（8-1）、机械刹车（8-2），机舱（8）内安装有高效永磁低速发电机（8-1）及机械刹车（8-2），回转轴（4）安装于风机塔架（6）顶端，控制器（5）安装于风机塔架（6）底端或室内，其特征是：叶轮（3）安装于聚风罩（2）迎风口并固定在机舱（8）上，机舱（8）上连接有聚风罩支架（9），聚风罩支架（9）用以固定渐扩式聚风罩（2），渐扩式聚风罩（2）安装于支撑架（9）上，避雷针（1）安装在风机顶端支撑架（9）的顶端，从机舱（8）伸出的中心支架（7）安装于回转轴（4）上。

2.如权利要求1所述的带渐扩式聚风罩的风力发电机组，其特征是：所述渐扩式聚风罩（2）形状为渐扩圆锥环形。

3.如权利要求1所述的带渐扩式聚风罩的风力发电机组，其特征是：所述渐扩式聚风罩（2）出风口设置有一个圆环形聚风环（2-1）。