專利名稱：風動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用風能實現(xiàn)單機大功率、低成本、規(guī)?；l(fā)電場的基礎(chǔ) 設(shè)備即風動機。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有風力發(fā)電機一般為槳葉式風力發(fā)電機，其槳葉、變速機構(gòu)與發(fā)電機裝
置在立柱頂部，由于槳葉需面風繞立柱作360°旋轉(zhuǎn)，故對立柱柱體本身難以 施展措施加固。因此，如若在此種結(jié)構(gòu)的基面上建造單機功率MW以上的大型低 成本規(guī)模化風力發(fā)電場時，存在如下風險
1、 葉片在強風中高速旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的振動可能引發(fā)立柱與葉片共振導致立柱 倒塌、葉片折斷；
2、 槳葉徑向范圍內(nèi)，葉片面積一般僅為槳葉總體所占平面面積的5-25%， 其漏風率高達80-98%。因此風能利用率十分低下；
3、 材料與配件昂貴、生產(chǎn)工藝要求高以及運輸困難導致建造成本居高不下， 且單機功率越大技術(shù)含量越高，造價/KW越高，建造越難,致使經(jīng)濟效益低下。
4、 維護保養(yǎng)既困難又危險，使用壽命短。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種單機功率達數(shù)十MW的，可用于低 成本、規(guī)?；ㄔ祜L力發(fā)電機的基礎(chǔ)設(shè)備一風動機。
本發(fā)明的解決方案是，所述風動機，參見圖l，包括有葉輪1和底座3，葉 輪1同軸線套接在底座3的主軸上，其技術(shù)特點在于，本發(fā)明的風動機還包括 有一起定向作用的筒形具有喇叭口的風罩2，所述風罩2同軸線罩于葉輪1之 上。所述葉輪1周邊與葉輪直徑呈銳角夾角輻射狀均勻?qū)盈B設(shè)置與地面垂直的 葉片，從而使葉輪1形成中空的鼠籠狀。所述風罩2與底座3的主軸之間徑向 設(shè)有軸承5，風罩2下沿與底座3的座面之間設(shè)有滑輪6。所述底座3的主軸上 還同軸線套接有與風罩2下的葉輪1傳動連接的傳動輪4。
由此構(gòu)成的本發(fā)明的風動機使用時，其具有定向功能的風罩2在風向跟蹤 伺服機構(gòu)或尾舵的帶動下，機體上部由風罩2和葉輪1之間形成的鋼構(gòu)架經(jīng)軸承6與葉輪1中軸相連支撐；機體下部經(jīng)滑輪5于底座3上支撐風罩2繞葉輪 1旋轉(zhuǎn)直到對準來風方向。動力風源經(jīng)風罩2聚集導向后吹向葉輪1，葉輪1 在底座3的上述葉輪支撐構(gòu)架的牢固支撐下，以分布在葉輪1周邊的風帆式多 葉片之較大的受風面積(如下注)，在葉輪1頂端，正面迎受風力，葉輪l在風 動力源推動下旋轉(zhuǎn)，帶動位于葉輪1內(nèi)之上述支撐構(gòu)架下安裝的外設(shè)發(fā)電機旋 轉(zhuǎn)發(fā)電。按照牛頓力學定律，依據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，風動機中軸額定輸出功率按 額定風級，額定輸出功率與所需葉輪規(guī)格的計算公式是.-葉輪中軸額定輸出功率W二 (額定風壓Kg/m2x葉輪受風面積一葉輪自重力 損kg) X9.8X額定風速米/秒注1、 額定風速米/秒和額定風壓Kg/m2值，取額定風級風能坐標圖相應值；2、 葉輪受風面積A4)XnX3 X葉輪高;83、 葉輪白重力損kg葉輪自重x葉輪中軸軸承磨擦系數(shù)^之和AR—BR ~~5i!~本發(fā)明的有益效果是1、 由底座3于地面支撐葉輪1和風罩2力度大結(jié)構(gòu)牢固，葉輪1周邊 的葉片緊密層疊連接，使葉片振顫現(xiàn)象不復存在,更使得立柱倒塌、葉片折斷的現(xiàn)象不復存在，經(jīng)檢測，單機最大功率可達數(shù)十MW。2、 呈喇叭形狀的定向風罩2將迎風面內(nèi)的風能全部導問葉輪1，具有 很好的聚風效果。葉輪1以頂部形成正面受風面，使風能無泄漏地作用于葉輪 頂部受風面積上。從而使得風能利用率達到100%,能效比升高，效率提高40% 以上，從而使得經(jīng)濟效益亦同步提高，大大有利于風能應用的廣泛推廣。3、 取材普通，維護方便,建造與運輸均無難度，無危險。且造型越大 造價越低，使用年限越長。4、 由于外形寬闊堅實，如建造在沙漠、草原等荒漠之地，可遏制沙塵 暴，防止土地沙化，既有較高的經(jīng)濟效益，又可取得顯著的環(huán)境效益。5、利用風動力源產(chǎn)生動力的力學原理而設(shè)計的結(jié)構(gòu)方式，依據(jù)牛頓力 學定律按風動機結(jié)構(gòu)得出的額定輸出功率與葉輪規(guī)格的公式將改變落后的風能 利用現(xiàn)狀。為風能的利用提供了科學的、低成本的、以及規(guī)?；娘L力發(fā)電機 結(jié)構(gòu)和實用準確的計算公式。


圖1是本發(fā)明風動機一個具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是圖1所示風動機的俯視圖。以上圖1 2中標示為1_葉輪，2_風罩， 3—底座， 4一傳動輪， 5—滑輪， 6_軸承。
具體實施方式
參見附圖1 2，本發(fā)明風動機的該實施例取材截面為30mmX30mm的角鋼 型材制作底座3，使之構(gòu)成落地式丁字形架體立于地面，主軸位于中央，形成 對葉輪的牢固支撐。底座3位于鼠籠形葉輪1下方，其內(nèi)可裝變速機構(gòu)與發(fā)電 機的葉輪支撐構(gòu)架，并和定向風罩運行軌道連成一體，組成風動機寬闊牢固的 底座。葉輪1的支撐構(gòu)架上部經(jīng)軸承將葉輪中軸1/2以上部位固定。葉輪1的 下部經(jīng)軸承將葉輪中軸下部固定，從而形成對葉輪1的非常牢固的支撐，并給 起定向作用的風罩2提供可繞葉輪作360°定向旋轉(zhuǎn)的圓形運行軌道。葉輪l取材鋼管型材制作，直徑4)1.6米高0.6米，同軸線套接在底座3 的主軸上，從而可繞軸旋轉(zhuǎn)。葉輪1周邊與葉輪直徑呈銳角夾角輻射狀均勻?qū)?疊設(shè)置與地面垂直的風帆式葉片，使之構(gòu)成中空的鼠籠形狀，當風力推動其葉 片旋轉(zhuǎn)時即產(chǎn)生風能傳遞給中軸下部，使裝于底座葉輪支撐構(gòu)架下方的外設(shè)變 速機構(gòu)帶動發(fā)電機發(fā)電。風罩2取材不銹鋼板型材制作，板厚0.4mm。其內(nèi)腔大小與葉輪1大小匹 配，罩體呈筒形具有喇叭口。風罩2同軸線罩于葉輪1之上，可將迎風面范圍內(nèi)的風全部引向在其后部的葉輪。軸承5設(shè)于風罩2與底座3的主軸之間，滑 輪6設(shè)風罩2下沿與底座3的座面之間。與風罩2下的葉輪1傳動連接的傳動 輪4同軸線套接在底座3的主軸上。風罩2內(nèi)設(shè)置垂直于地面的導風板，使風 按設(shè)定方向吹向葉輪1，推動葉輪1按風罩2設(shè)定的方向旋轉(zhuǎn)。風罩2上部用 鋼管構(gòu)架與葉輪'1中軸經(jīng)軸承6相連，多組滑輪5裝置于風罩2下方的運行軌 道上，由自動風向跟蹤調(diào)節(jié)系統(tǒng)，或尾舵繞葉輪作360。風向調(diào)整。本發(fā)明的風動機經(jīng)試制試用被證明效果顯著，完全達到設(shè)計要求。 一期試 制品即可為功率MW以上發(fā)電機提供風力動能。機身坐地如山，測試結(jié)果表明抗 12級以上風暴。試用者普遍反映沒有操作危險，且方便保養(yǎng)維護。
權(quán)利要求
1、一種風動機，包括有葉輪(1)和底座(3)，葉輪(1)同軸線套接在底座(3)的主軸上，其特征在于，它還包括有一起定向作用的筒形具有喇叭口的風罩(2)，所述風罩(2)同軸線罩于葉輪(1)之上，所述葉輪(1)周邊與葉輪直徑呈銳角夾角輻射狀均勻?qū)盈B設(shè)置與地面垂直的葉片，從而使葉輪(1)形成中空的鼠籠狀，所述風罩(2)與底座(3)的主軸之間徑向設(shè)有軸承(5)，風罩(2)下沿與底座(3)的座面之間設(shè)有滑輪(6)，所述底座(3)的主軸上還同軸線套接有與風罩(2)下的葉輪(1)傳動連接的傳動輪(4)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風動機，其特征在于，所述葉輪(1)的葉片為 風帆式矩形葉片。
全文摘要
一種風動機，包括有葉輪(1)和底座(3)，其技術(shù)特點在于，它還包括有一起定向作用的筒形具有喇叭口的風罩(2)，風罩(2)罩于葉輪(1)上。葉輪(1)周邊均勻設(shè)置與地面垂直的風帆式矩形葉片，使葉輪(1)形成中空的鼠籠狀。風罩(2)與底座(3)之間設(shè)有軸承(5)，風罩(2)下沿與底座(3)之間設(shè)有滑輪(6)。底座(3)上設(shè)有與葉輪(1)傳動連接的傳動輪(4)。使用時風源經(jīng)風罩2聚集導向后吹向葉輪1使之旋轉(zhuǎn)，帶動外設(shè)發(fā)電機發(fā)電，單機功率可達數(shù)十MW，且葉片不振顫，安全可靠，效率提高40％。
文檔編號F03D3/04GK101307746SQ20071003493
公開日2008年11月19日 申請日期2007年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月17日
發(fā)明者賀志剛 申請人:賀志剛