專利名稱：組合輪狀風力發(fā)電機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及的是一種風力發(fā)電機，尤其是一種采用組合輪狀結構風輪的風力發(fā)電機。
背景技術：
現(xiàn)有技術中，風力發(fā)電機的基本結構組成包括立柱、由風葉構成的風翼、發(fā)電機、定向尾翼等；每片葉片在受風時為懸臂狀結構，根部彎矩大。故葉片的設計為考慮結構受力要求而將葉尖做小而根部做大，但這并不符合風機葉素分布的最佳條件，實際上葉素離旋轉中心越遠，輸出的力矩也越大，這就是風力發(fā)電機的葉輪直徑越大，效率就越高的原因之一。故現(xiàn)有的風力發(fā)電機的葉輪直徑、葉素分布方式受葉片懸臂結構的不利影響甚為嚴重。
另外，現(xiàn)有的風力發(fā)電機大多采用玻璃鋼葉片，其制造技術復雜，生產(chǎn)工業(yè)化程度不易提高，運輸安裝困難，結構呈脆性，在大風作用下安全有問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述存在的不足，而提供一種主要對風翼進行改進設計的新型風力發(fā)電機，它主要有一立柱、由風葉構成的輪狀風翼、發(fā)電機、定向尾翼，所述的輪狀風翼是由鋼管圓環(huán)、輻條狀分布的預應力鋼拉桿及若干單元風葉即葉素組成，預應力鋼拉桿固定于旋轉中心軸和鋼管圓環(huán)之間，相鄰兩根拉桿在旋轉中心軸處錯開距離，以形成穩(wěn)定的空間結構。單元風葉則被固定在預應力鋼拉桿上。
所述的預應力鋼拉桿至少按三等分均布于旋轉中心軸和鋼管圓環(huán)之間，至少兩組單元風葉中心對稱地固定在預應力鋼拉桿上。
所述的單元風葉按風向投影呈根部小、葉尖寬形狀，且其固定在預應力鋼拉桿上的位置和方向通過“U”形螺栓定位且可調。
本實用新型的風翼結構不是傳統(tǒng)的懸臂型葉片結構，而是由剛性環(huán)與預應力鋼拉桿組合成的空間風輪結構，其風葉由輻條狀分布的預應力鋼拉桿固定。這種結構受力更為合理，特別是對于直徑較大的風輪，即功率較大的風力發(fā)電機，其制造、運輸、安裝效率高，葉素分布受結構影響較小，可以按風能轉換效率較佳方式作較自由的布置；從而降低風力發(fā)電機造價，提高其輸出功率/造價之比；而且，這種風力發(fā)電機的風輪結構比傳統(tǒng)玻璃鋼葉片結構更為可靠。本實用新型采用耐久性較好的裝配式鋼結構，以便工業(yè)化生產(chǎn)、運輸、安裝和維護。


圖1是本實用新型的結構示意圖；圖2是圖1的A-A剖示結構示意圖；圖3為預應力鋼拉桿與環(huán)形鋼管連接及施加預應力的方法示意圖；圖4單元風葉與預應力鋼拉桿連接平面示意圖；圖5為圖4的B-B剖示結構示意圖；具體實施方式
下面將結合附圖對本實用新型作詳細的介紹圖1、圖2所示，本實用新型主要有一立柱1、由單元風葉2和鋼管圓環(huán)3及預應力鋼拉桿4構成的輪狀風翼，另有發(fā)電機5、定向尾翼6、旋轉中心軸7等。預應力鋼拉桿4固定于旋轉中心軸7和鋼管圓環(huán)3之間，單元風葉2則被固定在預應力鋼拉桿4上。所述的預應力鋼拉桿4至少按三等分均布于旋轉中心軸7和鋼管圓環(huán)3之間，至少兩組單元風葉2對稱地固定在預應力鋼拉桿4上。圖1中所示的是預應力鋼拉桿4按六等分均布于旋轉中心軸7和鋼管圓環(huán)3之間，有6片單元風葉2對稱地固定在預應力鋼拉桿4上；所述的單元風葉2呈根部小、葉尖寬形狀，每片風葉用4個“U”形螺栓8從內(nèi)部固定在預應力鋼拉桿4上，且裝配的位置和方向可調，見圖4、圖5所示；即風葉的大小、分布、方向(迎角)在安裝時可調節(jié)，以使風機達到較佳的風能利用率。圖5為單元風葉橫截面圖，圖中包括有角鋼加勁肋9、復合鋁板10、細鋼管支撐11等。
預應力鋼拉桿與環(huán)形鋼管的連接處局部按圖3所示加強，開長圓形槽。拉桿4穿入鋼管后設置墊片和緊固螺母12，并用一個厚型連接螺母13與千斤頂桿14連接，隨后用千斤頂15對拉桿4進行逐步張拉，并逐步旋緊緊固螺母12。對六對拉桿4反復循環(huán)張拉達到設計標準后卸除千斤頂15和弧形墊塊16、千斤頂桿14、厚螺母13，用平頭螺釘固定長圓形蓋板封閉鋼管。
本實用新型所述的風翼結構不是傳統(tǒng)的懸臂型葉片結構，而是由剛性環(huán)與預應力鋼拉桿組合成的空間風輪結構，其風葉由輻條狀分布的預應力鋼拉桿固定?；蛘哒f風輪由鋼管圓環(huán)和輻條狀分布預應力鋼拉桿及旋轉中心軸組合而成，其結構原理象自行車輪；因其旋轉中心軸較長，拉桿形成水平尺度較大的空間結構，故風輪結構的水平承載力較大。單元風葉固定在預應力鋼拉桿上，其位置、方向可調。這種結構受力更為合理，特別是對于直徑較大的風輪，即功率較大的風力發(fā)電機，其制造、運輸、安裝效率高，葉素分布受結構影響較小，可以按風能轉換效率較佳方式作較自由的布置；從而降低風力發(fā)電機造價，提高其輸出功率/造價之比；而且，這種風力發(fā)電機的風輪結構比傳統(tǒng)玻璃鋼葉片結構更為可靠。從原理分析，這類風力發(fā)電機用在山區(qū)、海邊等風力較大而運輸不便的區(qū)域有較好的效果。具體數(shù)值根據(jù)風力發(fā)電機功率、葉輪直徑、建造地域條件有差異，但功率越大，葉輪直徑越大，地域條件越差，則這一發(fā)明的降低造價的效果越明顯。
本實用新型所述的尾翼、立柱、發(fā)電機與公知的一般風力發(fā)電機相同或相似。本實用新型的工作原理是有風時，定向尾翼使風輪旋轉到接近于風輪面垂直于風向的最佳出力方向，風力推動單元風葉，單元風葉固定在預應力鋼拉桿上，從而使葉輪旋轉，并帶動發(fā)電機轉子轉動發(fā)電。
權利要求1.一種組合輪狀風力發(fā)電機，它主要有一立柱、由風葉構成的輪狀風翼、發(fā)電機、定向尾翼，其特征在于所述的輪狀風翼是由鋼管圓環(huán)(3)、輻條狀分布的預應力鋼拉桿(4)及若干單元風葉(2)組成，預應力鋼拉桿(4)固定于旋轉中心軸(7)和鋼管圓環(huán)(3)之間，相鄰兩根拉桿(4)在旋轉中心軸(7)處錯開距離；單元風葉(2)則被固定在預應力鋼拉桿(4)上。
2.根據(jù)權利要求1所述的組合輪狀風力發(fā)電機，其特征在于所述的預應力鋼拉桿(4)至少按三等分均布于旋轉中心軸(7)和鋼管圓環(huán)(3)之間，至少兩組單元風葉(2)對稱地固定在預應力鋼拉桿(4)上。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的組合輪狀風力發(fā)電機，其特征在于所述的單元風葉(2)沿風向投影呈根部小、葉尖寬形狀，且其固定在預應力鋼拉桿(4)上的位置和方向通過“U”形螺栓(8)定位且可調。
專利摘要一種組合輪狀風力發(fā)電機，它主要有一立柱、由風葉構成的輪狀風翼、發(fā)電機、定向尾翼，所述的風翼是由鋼管圓環(huán)、輻條狀分布的預應力鋼拉桿及單元風葉組成，預應力鋼拉桿固定于旋轉中心軸和鋼管圓環(huán)之間，單元風葉則被固定在預應力鋼拉桿上；所述的預應力鋼拉桿至少按三等分均布于旋轉中心軸和鋼管圓環(huán)之間，至少兩組單元風葉對稱地固定在預應力鋼拉桿上；所述的單元風葉呈根部小、葉尖寬形狀，其固定在預應力鋼拉桿上的位置和方向通過“U”形螺栓定位且可調；它與現(xiàn)有技術相比，具有結構受力更為合理，制造、運輸、安裝效率高，葉素分布受結構影響較小，可以按風能轉換效率較佳方式作較自由的布置；從而降低風力發(fā)電機造價，提高其輸出功率/造價之比；而且比傳統(tǒng)玻璃鋼葉片結構更為可靠等特點。
文檔編號F03D11/04GK2937537SQ200620106760
公開日2007年8月22日 申請日期2006年8月11日 優(yōu)先權日2006年8月11日
發(fā)明者馬人樂, 何敏娟, 胡正發(fā), 陳建云, 樊順光 申請人:浙江電聯(lián)設備工程有限公司