专利名称：一种双电机风力发电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种风力发电技术，特别是涉及一种具有双机组 的聚压式风力发电装置。
背景技术：
传统的能源例如煤炭、石油、天然气随着人类的大量使用也日渐 枯竭，而且使用这类能源所带来的环境污染已经越来越危害到/人们 的生活环境，所以人们很早就开始重视可再生能源的开发和研究，例 如太阳能、风能等。其中又以风能被公认为在发展规模和发电成本上 同时具有最大的进展空间，所以人们在风力发电技术领域的探索始终 没有停歇，同时也投入了大量的人力和资金，充分综合运用空气动力 学、新材料以及新型的发电装置来加以改善和利用。因此近几年全球 风力发电的安装容量及产业规模都保持极高的成长率。
现行的风力发电技术中，采用的风力发电机通常为叶片式风力发 电机，常见的例如两叶片、三叶片或四叶片的风力发电机。由于该类 风力发电机是依靠自然风来推动其叶片转动，再由机械能转化为电能 而进行发电的，所以为了得到足够多的风力，往往需要将该类凤力发 电机架设在立杆、塔架或高层建筑上，而且为了使其迎风面足够大， 要通过增加其叶片的长度或宽度才能保证它的运转速度和发电梦率； 再者，为了获得更多的电力，单机的发电量显然不够，因而就需要规 划出广阔的区域来建设发电机群组，即我们俗称的风力发电场(wind farm),但是，由大型风力机群聚所形成的风力发电场占用了大量的土 地面积，而且还加重了相关设备的运输、组装、维护、以及管理等成 本，所以其产生的电力也往往因为价格不菲而难以惠及大众。更为遗 憾的是，在风力资源不是很丰富或者土地资源尤为宝贵的地区，例如 在人口密集的大都市建设大型的风力电场则实属不易。
为此，相关技术领域人员相继设计出可以弱风环境中工作的风力 发电装置，或提高发电效率高的风力发电装置，如图1所示，为一种 集风式风力发电机组，其主要特点是在集风塔11上设置一喇叭状盆体结构的集风器12，且该集风器12可在集风塔11上实现水平旋转，该
集风器12的盆体底部安装有泄风阀13，该集风器12的盆体下部连通 有风管14，该风管14连通与发电机组15的传动轴16同轴的卧式风轮 17。虽然该集风式风力发电机组采用了喇叭状盆体结构作为集风器12 扩大了对风力的收集能力，但是由于其收集的风能要借助一风管14传 送至地下的卧式风轮17，无疑会造成风能的消耗进而影响到风轮的转 速；其次，为使集风器12能够配合风向进行旋转，该集风式风力发电 机组采用了电路控制技术进而增加了设计的难度和成本；再者， 一座 集风塔11上仅装设一个集风器12依然很难达到节省土地资源的目的。
还有人设计出另一种集风式风力发电装置，如图2所示，该集风 式风力发电装置主要由滑轨21、托架22、集风罩23、风扇24、发电 机25组成，该集风罩23装设在该托架22上，该集风罩23的尾部出 口设有风扇24，该托架22支杆下端固定滑轮26以使其能够根据风向 的变化在环形滑轨21上移动。该集风式风力发电装置尽管也采用了喇 叭状结构扩大了对风力的收集能力，但是由于该集风罩23配合风向进 行旋转需要借助滑轮26和滑轨21并带动整个托架22 —起旋转，无疑 使其旋转的灵活性受到了限制，更有甚者，在风力较弱时还有可能达 不到转向的目的，而且，每一个集风罩23都需要配合一个托架22及 滑轨21，由于其有着庞大的体积，依然没能达到縮减占地面积的目的。
再有一种具有风向标的风筒式风力发电装置，如图3所示，是由 集风装置31、转轮32、发电机33、以及具有转盘的转向装置34组成， 该集风装置31为大喇叭形的集流式风筒；该集流式风筒下方安装机架 平台35，该机架平台35为用于固定集流式风筒的金属支架；该机架平 台35固定在转盘上；该集流式风筒的小口端装有驱动集流式风筒转动 的风向标36。同样地，该具有风向标的风筒式风力发电装置依然没能 解决集风装置旋转的灵活性问题，且一个机架平台35仅能装设一个集 风装置31和发电机33，如建造风力发电机的群组，同样需要占用很大 的土地面积。
所以，如何提供高效率的风力发电装置，使其能够在低风速条件 下具有较高的发电能力，并且能随着风向的变化调整迎风方位，还应能以较小的发电单元模块组合成大型的发电群组。不但发电能力强、 适应范围广，而且能方便制造、运输、安装和降低投资成本。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种具有双机组的聚压式风力发电装 置，不仅在低风速情况下仍能保持较高的发电能力，而且在达到一定 风速时即可双机组工作，形成强大的发电能力，并能够随着风向的变 化灵活地调整迎风方位，还能以较小的发电单元模块组合成大型的发 电群组，并且制造、运输、安装方便、投资成本低。
为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种具有双机 组的聚压式风力发电装置，包括支撑框架、集风罩、第一风力发电机 以及第二风力发电机。其中，所述支撑框架具有一旋转空间，所述旋 转空间中部的上下两侧支撑框架上具有第一轴接部；所述集风罩具有 迎风口及出风口 ，所述迎风口上下两侧具有对应所述第一轴接部的第 二轴接部，所述集风罩藉由该第一轴接部与第二轴接部的结合可转动 地轴接于所述支撑框架的旋转空间内；所述第一风力发电机对应装设 于所述出风口；所述第二风力发电机对应装设于所述迎风口。
在本实用新型的具有双机组的聚压式风力发电装置中，所述支撑 框架构成的旋转空间可满足集风罩回旋调整迎风方位，所述集风罩的 迎风口端轴接于所述支撑框架上，以使所述集风罩能够在该旋转空间 内做万向旋转。
所述的第一轴接部和第二轴接部，只要是能使集风罩在该旋转空 间内呈可转动连接，所述第一轴接部为轴孔，也可为转轴；所述第二 轴接部为转轴，也可为轴孔。
在本实用新型的所述集风罩为喇叭状结构，即所述集风罩的迎风 口大于出风口，以使所述集风罩可由迎风口汇集更多的风力，由所述 出风口汇聚风的压力以达到增压的目的。
在本实用新型的具有双机组的聚压式风力发电装置，还包括有第
一电机架及第二电机架，所述第一电机架具有用以安装所述第一风力
发电机的中心部位及位于所述中心部位两侧的支撑部位；所述第二电 机架具有用以安装所述第二风力发电机的中心部位及位于所述中心部位两侧的支撑部位。具体地，所述第一电机架的远端固定连接于所述 出风口；所述第二电机架的远端固定连接于所述迎风口。所述第一电 机架的支撑部位制成顺应风向的扁平状结构；所述第二电机架的支撑
部位顺应风向亦呈扁平状结构，该扁平状的结构能够辅助调整所述集 风罩的迎风方位。
在本实用新型的具有双机组的聚压式风力发电装置，在另一实施 方式中，所述集风罩还具有多个可调泄风口，所述可调泄风口位于所 述集风罩上，具体地，所述可调泄风口位于所述集风罩的侧壁上并介 于所述迎风口及出风口之间。
集风罩的侧壁上所述可调泄风口包括开口 、用以封闭所述开口的 可调页片及启闭件，较为详细地，所述可调页片一端枢接于所述集风 罩的迎风口端，另一端藉由所述启闭件连接于集风罩的出风口端。
所述可调泄风口启闭件为拉力弹簧、压力弹簧、或者电控自动启 闭装置等。
本实用新型的具有双机组的聚压式风力发电装置，所述风力发电 机具有安装机架，中心部位用以安装风力发电机，远端固定连接于所 述集风罩的相应部位，其间具有机架支撑部位，为了用以辅助调整所 述集风罩的迎风方位，所述机架的支撑部位制成能顺应风向的扃平状结构。
所述的风力发电机具有叶轮，所述叶轮具有多个叶片，所述叶片 可以有多种结构形式或由塑料、玻璃钢、金属等多种材料制成。 如上所述，本实用新型的具有双机组的聚压式风力发电装置主要
是在在集风罩的出风口、迎风口各设置一台风力发电机；在集风罩的 迎风口端设置转轴，并藉由该转轴将集风罩活动轴接于所述支撑框架 内。与现有技术相比，本实用新型在风力充沛的情况下双机组协同工 作，而在风力较弱的情况下，由于集风罩的增压作用，位于出风口的 第一风力发电机仍具有较高的持续发电能力；而且集风罩更能够随着 风向的变化灵活地转动而达到有效地收集风力的目的；特别是坯可将 较小的双电机发电单元模块组合成大型的发电群组。因此，本实用新 型不但发电能力强、适应范围广，风力资源利用率高，而且更具制造、运输、安装方便、投资成本低等许多优越性。
图1显示为现有技术中一种集风式风力发电机组的示意图。
图2显示为现有技术中一种集风式风力发电装置的示意图J 图3显示为现有技术中一种具有风向标的风筒式风力发电装置的 示意图。
图4a显示为本实用新型的具有双机组的聚压式风力发电装置的侧 向示意图。
图4b显示为本实用新型的具有双机组的聚压式风力发电装置的正 向示意图。
图5显示为本实用新型的第一轴接部与第二轴接部的结合示意图。
图6a显示为本实用新型的具有双机组的聚压式风力发电装置中第 一风力发电机的安装示意图。
图6b显示为本实用新型的具有双机组的聚压式风力发电装置中第 二风力发电机的安装示意图。
图7显示为本实用新型的具有双机组的聚压式风力发电装輦中集 风罩的旋转示意图。
图8显示为本实用新型的具有双机组的聚压式风力发电装置扩展 方式示意图。
图9显示为本实用新型所述集风罩的可调泄风口示意图。 元件标号的简单说明
11集风塔
12集风器
13泄风阀
14风管
15发电机组
16传动轴
17卧式风轮
21滑轨22托架23、 42集风罩24风扇25、 33发电机26固定滑轮31集风装置32转轮34转向装置35机架平台36风向标41支撑框架411旋转空间412第一轴接部42集风罩421迎风口422出风口423第二轴接部424可调泄风口425可调页片426开口427启闭件43第一风力发电机431第一叶轮432、 442叶片44第二风力发电机441第二叶轮45第一电机架451、 461中心部位452、 462支撑部位46第二电机架具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本,域技 术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点 与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式
加以实施或 应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在不背离 本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图4及图7，其显示为本实用新型的具有双机组的聚压式风 力发电装置的实施方式示意图，需要说明的是，图式中均为简化的示 意图式，而仅以示意的方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅 显示与本实用新型的具有双机组的聚压式风力发电装置有关的組件而 非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型^te也可能更为复杂。请参阅图4a及图4b，如图所示，本实用新型提供一种具有双机组 的聚压式风力发电装置，包括支撑框架41、集风罩42、第一风力发电 机43以及第二风力发电机44。所述支撑框架41具有一旋转空间411，所述旋转空间411可以呈 多种形态，只要满足集风罩42做万向旋转。所述旋转空间411中部对 称上下两侧的支撑框架41制成第一轴接部412。所述集风罩42具有迎风口 421及出风口 422，所述迎风口上下两 侧具有对应所述第一轴接部412的第二轴接部423，所述集风罩藉由该 第一轴接部412与第二轴接部423的连接，可转动地轴接于所述支撑 框架的旋转空间411内。于本实施例中，所述集风罩42为喇叭状结构，即所述集风罩42 的迎风口 421大于出风口 422，以使所述集风罩42可由迎风口 421汇 集更多的风力，由所述出风口 422汇聚风的压力以达到增压的目的。于本实施例中，所述集风罩42可由金属、塑料、玻璃钢等材料制 成喇叭状等多种结构。为了便于运输和风向调整，集风罩外侧还可装 设支架、定向尾翼等装置。实施方式中，所述第一轴接部412亦可为轴孔，所述第二轴接部423 亦可为转轴。只要能使集风罩迎风口端上下侧与支撑框架41的对应部 位作可转动连接，还可有多种实施方式。请参阅图6a及6b，本实用新型的具有双机组的聚压式风力发电装 置，还包括有第一电机架45及第二电机架46。所述第一电机架45具有用以安装所述第一风力发电机43的中心 部位451及位于所述中心部位451两侧的支撑部位452;具体地，所述 第-一电机架45的远端固定连接于所述出风口 422;所述第一电机架45 的支撑部位452可以以成能顺应风向的扁平状结构，形成定向尾翼， 用以辅助调整所述集风罩42的迎风方位，以使所述集风罩42在集风 的过程中保持稳定。所述第二电机架46具有用以安装所述第二风力发电机44的中心 部位461及位于所述中心部位461两侧的支撑部位462。具体地，所述 第二电机架46的远端固定连接于所述迎风口 421。所述第一电机架46 的支撑部位462也可制成能顺应风向的扁平状结构，辅助调整所述集 风罩42的迎风方位。请参阅图6a及图6b,所述第一、第二风力发电机43、 44具有叶 轮431、 441，周缘具有多个叶片432、442，且分别正对所述出风口 422、 迎风口421。所述叶片432、 442可以有多种结构形式或由塑料、玻璃 钢、金属等多种材料制成。请参阅图7，图7显示为本实用新型的聚压式风力发电装置中集风 罩的旋转示意图，由于本实用新型中的集风罩42的转向轴位于该集风 罩42的前端，即临近迎风口421，能够让迎风口 421随时地正向面对 来风，进而达到有效地收集风力的目的。需要特别说明的是，在本实用新型的具有双机组的聚压式风力发 电装置的具体实施方式
中，请参阅图8，图8显示为本实用新型的具有 双机组的聚压式风力发电装置扩展方式示意图，如图8所示，由于所述支撑框架41的旋转空间411构成了独立的安装单元而易于纵向或横 向扩展，进而使得所述具有双机组的聚压式风力发电装置可根据支撑框架41的扩展而组成发电群组或发电阵列，并该发电群组或发电阵列形成一堵风墙，如此以实现在有限的土地面积中能够装设很多的风力 发电装置而达到充分利用风力资源的目的。请参阅图9，图9显示为本实用新型的具有双机组的聚压式风力发 电装置在另一实施方式中集风罩的示意图。如图9所示，所述集风罩 42还具有多个可调泄风口 424，所述可调泄风口 424位于所述集风罩 42的侧壁上并介于所述迎风口 421及出风口 422之间；于本实施例中， 所述可调泄风口 424包括开口 426、用以封闭所述开口 426的可调页片 425及启闭件427，具体地，所述可调页片425 —端枢接于所述集风罩 42的迎风口端，另一端藉由所述启闭件427连接于集风罩42的出风口 端，所述可调泄风口 424用以在风力过强或风速过快的情况下开启， 以分担位于集风罩42出风口 422的第一风力发电机43的压力进而对 其起保护作用保护。开启所述可调泄风口 424的方式可为风速过大时可调页片425受 冲击自动开启，亦可为电子感测装置检测到风力过大而驱动可调页片 425开启，故在具体的实施方式中，所述启闭件427为拉力弹簧、压力 弹簧、或者电控自动启闭装置等。如上所述，与现有技术相比，本实用新型在风力充沛的情况下双 机组协同工作，而在风力较弱的情况下，由于集风罩的增压作用，位 于出风口的第一风力发电机仍具有较高的持续发电能力；而且集风罩 更能够随着风向的变化灵活地转动而达到有效地收集风力的目的；特 别是还可将较小的双电机发电单元模块组合成大型的发电群组。因此， 本实用新型不但发电能力强、适应范围广，风力资源利用率高，而且 更具制造、运输、安装方便、投资成本低等许多优越性。上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于 限制本实用新型。任何熟习此技术的人士皆可在不违背本实用新型的 精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术 领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵生 rm 。
权利要求1、一种双电机风力发电装置，其特征包括支撑框架，具有一旋转空间，所述旋转空间中部的上下两侧具有第一轴接部；集风罩，具有迎风口及出风口，所述迎风口端上下两侧具有对应所述第一轴接部的第二轴接部，借助轴接部转轴连接，集风罩呈可转动地装设于旋转空间；以及第一风力发电机，对应装设于所述出风口；第二风力发电机，对应装设于所述迎风口。
2、 如权利要求l所述的一种双电机风力发电装置，其特征在于所述第一轴接部为轴孔，也可为转轴；所述第二轴接部为转轴，也可为轴孔。
3、 如权利要求1或2所述的一种双电机风力发电装置，其特征在于所述第一轴接部与第二轴接部之间装设有利于转动的轴套或轴承。
4、 如权利要求l所述的一种双电机风力发电装置，其特征在于所述集风罩的迎风口大于出风口。
5、 如权利要求l所述的一种双电机风力发电装置，其特征在于安装风力发电机的机架的支撑部位制成能顺应风向用以辅助调整所述集风罩迎风方位的扁平状翼片结构。
6、 如权利要求l所述的双电机风力发电装置，其特征在于所述风力发电机具有叶轮，所述叶轮具有多个叶片，所述叶片可以有多种结构形式或多种材料制成。
7、 如权利要求l所述的一种双电机风力发电装置，其特征在于所述集风罩还具有多个可调泄风口，所述可调泄风口位于所述集风罩的侧壁上。
8、 如权利要求5所述的一种双电机风力发电装置，其特征在于所述可调泄风口包括开口 、用以封闭所述开口的可调页片及启闭件。
9、 如权利要求6所述的一种双电机风力发电装置，其特征在于所述启闭件为拉力弹簧、压力弹簧、或者电控自动启闭装置等。
专利摘要本实用新型提供一种双电机风力发电装置，包括支撑框架、集风罩以及风力发电机。所述支撑框架构成一旋转空间，集风罩借助迎风口端上下两侧的连接轴装设于旋转空间内，并在集风罩的迎风口及出风口各装设一台风力发电机。在达到一定风速时双电机协同发电，在低风速时也具有较好的发电能力，并且能随着风向的变化调整迎风方位，还可将较小的双电机发电单元模块组合成大型的发电群组。因此，本实用新型不但发电能力强、适应范围广，而且更具制造、运输、安装方便、投资成本低等许多优越性。
文档编号F03D7/02GK201401285SQ200920070149
公开日2010年2月10日 申请日期2009年4月9日 优先权日2009年4月9日
发明者钱品兴 申请人:上海品兴科技有限公司