專利名稱：巨型聯(lián)合聚風風力發(fā)電機組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可形成宏大建設(shè)規(guī)模與槳輪風輪特大直徑設(shè)計的聯(lián)合聚風風電機組及 由其形成的風力熱泵與熱電廠聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
用風力推動風輪轉(zhuǎn)動形成機械出力的方式除現(xiàn)多采用的水平軸葉槳迎風旋轉(zhuǎn)式風輪形 態(tài)之外，還能采用風力正面切向推動槳輪風輪旋轉(zhuǎn)的方式實現(xiàn)，也稱"順風式"推動，艮口 通過遮擋槳輪風輪圓柱體的半部使其形成半面槳輪槳葉無風力推動回轉(zhuǎn)的驅(qū)動方式，中國發(fā)
明專利(200810119727.6)提出的聯(lián)合聚風風力發(fā)電機組的作用方式即是如此。
以上所述的聯(lián)合聚風風電機組發(fā)明專利技術(shù)方案已歷經(jīng)6年5次創(chuàng)新完善過程，其有立、 臥兩種形態(tài)，其中的臥式機型更是擁有最佳性能與全面優(yōu)勢，其由橫向設(shè)置的分風機艙、雙 槳輪風輪配合構(gòu)成臥式分風式風力機并使其縱向間隔并列聯(lián)合設(shè)置，上述結(jié)構(gòu)形態(tài)可使間隔 相鄰設(shè)置的各個方菱形分風機艙的兩端均形成由分風機艙前后角度分風形成的相互聚風效 果，從而形成各個聚風氣流的過流通道，而各個槳輪風輪的外部槳葉正好并列處于各個聚風 氣流通道之中，使聚集加強的風力持續(xù)不斷地切向沖擊槳輪風輪的最大力矩處，從而推動其 旋轉(zhuǎn)并形成最大出力能力的轉(zhuǎn)換。在聯(lián)合設(shè)置的各個槳輪風輪的一側(cè)均通過大直徑的齒輪或 齒圈之間的相互配合傳動使各個槳輪風輪產(chǎn)生的動力形成相互之間的聯(lián)合連動與動力傳遞 匯集，并由下部的主傳動軸輸出與臥式發(fā)電機或多發(fā)電機系統(tǒng)配合與調(diào)控。
各個排列的分風機艙分風角均為正面面對風向流動路徑的完全固定形態(tài)，機組的對風方 式是利用自然界擁有的畫定方向風力存在地區(qū)(如山口、山間等)風力來回直線式運動的 特點，通過槳輪風輪正、反方向旋轉(zhuǎn)變化的調(diào)控方式實現(xiàn)適應(yīng)風向180度整體調(diào)頭的變化， 因聚風通道有順風作用且是形成橫向直線形態(tài)的過流通道，因此在風向小角度上下左右偏離 主線方向的情況下不會對機組運行產(chǎn)生任何影響。
槳輪風輪是其乘風出力的部件，其上一般設(shè)置3-6個槳輪槳葉，槳輪槳葉設(shè)計長度可達 到十數(shù)米、數(shù)十米乃至上百米，槳輪風輪直徑與規(guī)格可根據(jù)不同建設(shè)規(guī)模設(shè)計。其采用的槳 葉推拉式調(diào)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是通過固定槳葉一同形成對全部槳輪槳葉的支撐，其是通過控制移動 槳葉橫向移動重疊并入固定槳葉覆蓋區(qū)域的方式，實現(xiàn)槳輪槳葉從無缺口到有缺口狀態(tài)的相 互變化，從而可準確、快速、整體地調(diào)控各個槳輪槳葉乘風幅面的增減，在風力過大、機組 故障、電機過載、頻率超標時通過減小槳葉幅面實現(xiàn)與風力強度變化的及時適應(yīng)性調(diào)控；反之則為增加幅面以增強其迎風面積與出力能力，其增減槳葉幅面的操作還可與"多發(fā)電機系 統(tǒng)"形成的梯級出力能力變化過程配合使其形成"無階梯"的運行銜接。上述各個組成結(jié)構(gòu) 均通過間隔排列的"目"字形塔架支撐、固定、排列、安裝。
通過上述對聯(lián)合聚風風力發(fā)電機組的全面綜合介紹中得知，其各個槳輪風輪的聯(lián)合傳動 與動力輸出的方式和結(jié)構(gòu)是通過"在槳輪風輪一側(cè)設(shè)置的與槳輪風輪直徑相當?shù)拇笾睆降凝X 輪或齒圈并使其形成相互聯(lián)合連動的傳動輸出方式實現(xiàn)的，其產(chǎn)生的聯(lián)合動力由上到下逐級 傳遞最終由在最下部的主傳動軸輸出并與l-多個臥式發(fā)電機或多發(fā)電機系統(tǒng)配合與調(diào)控"， 而采用該結(jié)構(gòu)在形成宏大規(guī)模建設(shè)與槳輪風輪特大直徑設(shè)計時會出現(xiàn)以下三個方面的不足
1. 使齒輪體積過大如果設(shè)計的槳輪風輪的直徑為5至IO米及以上，則與其配合的聯(lián) 合連動齒輪或齒圈的設(shè)計直徑也需相同，這會使之運輸與安裝均困難且重量過重。
2. 下部齒輪表面累計動力過大其上部的槳輪風輪動力是由聯(lián)合連動齒輪的齒圈逐級梯 次傳動到下部的主傳動軸上輸出，如果對于中小型機組設(shè)計采用上述結(jié)構(gòu)具有傳動結(jié)構(gòu)簡捷 順暢的優(yōu)勢，而對于過長距離與過大動力輸出方式來講，其下部的齒輪表面累計動力過大。
3. 成本高或難于加工實現(xiàn)超大直徑齒輪齒圈的加工成本極高，過大直徑設(shè)計甚至沒有 相關(guān)的加工設(shè)備難于實現(xiàn)，齒輪表面潤滑維護也困難。
此外，中國發(fā)明專利200810117307. 4提出了一種"巨能風力熱泵與熱電廠聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)" 技術(shù)方案，其是基于兩者聯(lián)產(chǎn)過程可形成的獨特優(yōu)勢效益依存關(guān)系的科學發(fā)現(xiàn)而提出，即通 過風力熱泵參與熱電廠余熱吸收與轉(zhuǎn)換加熱發(fā)電的過程形成熱電廠運行所必須的雙向需求 效益，從而也使熱電廠廢棄排放的巨大熱能變?yōu)閷氋F資源，并可通過對熱電廠產(chǎn)生的高、低 溫冷卻水的交替儲備方式達到另類方式的風能儲備目的；還可利用熱電廠的高效發(fā)電設(shè)備、 電力輸配送線路與運行調(diào)控能力實現(xiàn)風電開發(fā)與輸送方式由"電網(wǎng)聯(lián)產(chǎn)"到"電廠聯(lián)產(chǎn)"的 根本性轉(zhuǎn)變，形成了風能資源的全新、廣泛、巨大、便捷、廉價的發(fā)展途徑。
其提出的巨能風力熱泵是由多形態(tài)巨能風力(發(fā)電)機組與熱泵壓縮機或電熱裝置配合 構(gòu)成，而由巨型聯(lián)合聚風風力發(fā)電機組與熱泵壓縮機或電熱裝置配合也可構(gòu)成該相同功效的 聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其更加適用于在擁有直線流動風力地區(qū)建設(shè)宏大規(guī)模的上述聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)時采用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種采用全新傳動結(jié)構(gòu)與傳動方式，適合于形成宏大規(guī)模建設(shè)與槳 輪風輪特大直徑設(shè)計的巨型聯(lián)合聚風風電機組技術(shù)方案，其繼承了聯(lián)合聚風風電機組的主體 結(jié)構(gòu)及新型槳輪風輪調(diào)控結(jié)構(gòu)的形成優(yōu)勢，但均在槳輪風輪聯(lián)合連動與其動力輸出方式和結(jié) 構(gòu)上形成重大變化，其將使巨型聯(lián)合聚風風電機組的設(shè)計方案能夠順利實現(xiàn)，同時使之制造、運輸、安裝容易，傳動過程簡捷，綜合成本降低，結(jié)構(gòu)性能完美，因此也使其在中小型機組 規(guī)模設(shè)計建設(shè)時也同樣適用；本發(fā)明同時提出由巨型聯(lián)合聚風風力(發(fā)電)機組形成的風力 熱泵與熱電廠聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的技術(shù)方案。
本發(fā)明提出的巨型聯(lián)合聚風風力發(fā)電機組是指臥式聯(lián)合聚風機型形態(tài)，其是由橫向設(shè)置 的分風機艙、雙槳輪風輪配合構(gòu)成臥式分風式風力機并使其縱向間隔并列聯(lián)合設(shè)置在目字型 塔架上，其縱向排列聯(lián)合設(shè)置的各個雙槳輪風輪上的槳輪槳葉是由固定槳葉與移動槳葉以間 隔配合方式排列設(shè)置，固定槳葉由槳輪輥與槳輪軸配合固定，并通過槳葉推拉式調(diào)控系統(tǒng)能 使移動槳葉橫向移動重疊并入固定槳葉覆蓋區(qū)域的方式實現(xiàn)槳輪槳葉無缺口狀態(tài)到有缺口 狀態(tài)及其不同變化幅度的相互轉(zhuǎn)換，由各個雙槳輪風輪形成的風力轉(zhuǎn)換出力是通過各個槳輪 軸的一端輸出到在其各自端部設(shè)置的傘形傳動齒輪上，其各個傘形傳動齒輪又均分別與在機 組塔架一側(cè)縱向設(shè)置的總傳動軸上以間隔交替正反向方式設(shè)置的傘形匯集動力齒輪形成相 互傳動配合，從而通過各個匯集動力齒輪共同驅(qū)動總傳動軸形成總體動力的匯集輸出，最終 與在總傳動軸下端設(shè)置的立式發(fā)電機或多發(fā)電機系統(tǒng)配合。
本發(fā)明巨型聯(lián)合聚風風力熱泵與熱電廠聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)技術(shù)方案是實現(xiàn)巨型聯(lián)合聚風風力 熱泵與熱電廠的聯(lián)產(chǎn)與共建，提出的風力熱泵有三種主要形成方式或布局形態(tài)
(-)山與巨型聯(lián)合聚風風力發(fā)電機組中采用的巨型聯(lián)合聚風風力機提供動力，并且由其 動力輸出軸直接帶動熱泵系統(tǒng)壓縮機，從而形成壓縮式巨型聯(lián)合聚風風力熱泵機組的形態(tài)。
(二)由與巨型聯(lián)合聚風風力發(fā)電機組發(fā)電機形成的電力與遠距離設(shè)置的熱泵系統(tǒng)電熱裝 置配合實現(xiàn)加熱方式驅(qū)動，從而形成吸收式巨型聯(lián)合聚風風力熱泵機組的形態(tài)?！?br> (3由與巨型聯(lián)合聚風風力發(fā)電機組發(fā)電機形成的電力與遠距離設(shè)置的電動機連接形成 轉(zhuǎn)換，再由電動機與熱泵系統(tǒng)壓縮機一體化配合實現(xiàn)機械驅(qū)動，從而形成轉(zhuǎn)換壓縮式巨型聯(lián) 合聚風風力熱泵機組的形態(tài)。
本發(fā)明提出的上述全新傳動方式與結(jié)構(gòu)可消除采用與槳輪風輪相同直徑齒輪或齒圈形 成相互之間聯(lián)合連動傳動與動力輸出方式所產(chǎn)生的諸多問題與難題，從而使之整體結(jié)構(gòu)簡 捷，動力輸送直接，制造安裝容易，形成優(yōu)勢顯著，其尤其適合于巨型聯(lián)合聚風機組的設(shè)計 與特大直徑槳輪風輪的設(shè)計。
本發(fā)明巨型聯(lián)合聚風風力熱泵與熱電廠聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)技術(shù)方案可使該項擁有十分巨大經(jīng)濟、 環(huán)境、資源效益的聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛，形成能力更加巨大。


圖l是巨型聯(lián)合聚風風力發(fā)電機組的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是巨型聯(lián)合聚風風力發(fā)電機組的迎風面主視示意圖及其傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是采用推拉式調(diào)控系統(tǒng)的槳輪風輪橫向剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是巨型聯(lián)合聚風風力熱泵機組與熱電廠聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)形成總體輸出功率的形成流程圖。 圖示標記l.分風機艙；2.雙槳輪風輪；3.目字型塔架；4.槳輪軸；5.塔架斜 拉纖繩；6.總傳動軸；7.匯集動力齒輪；8.傘形傳動齒輪；9.齒輪箱；10.槳輪
輥；ll.固定槳葉；12.移動槳葉；13.多發(fā)電機系統(tǒng)。
具體實施例方式
巨型聯(lián)合聚風風力發(fā)電機組是指臥式機型(見示意圖1、 2)，其由橫向設(shè)置的分風機艙 1、雙槳輪風輪2配合構(gòu)成臥式分風式風力機，并使其縱向間隔并列聯(lián)合設(shè)置在目字型塔架 3上，(示意圖l)中的下部箭頭表示該排列數(shù)量還可大幅度增加。
對其創(chuàng)新結(jié)構(gòu)功能與運行方式的描述是由上述結(jié)構(gòu)形成的各個槳輪風輪的風力轉(zhuǎn)換出 力通過各個槳輪軸4輸送到在其各自端部設(shè)置的傘形傳動齒輪8上，且其各個傘形傳動齒輪 8又均分別與在機組一側(cè)縱向設(shè)置的總傳動軸6上以間隔交替正反向方式設(shè)置的傘形匯集動 力齒輪7形成相互傳動配合，從而通過各個匯集動力齒輪共同驅(qū)動總傳動軸使之形成總體動 力的匯集輸出與在總傳動軸下端設(shè)置的立式發(fā)電機或多發(fā)電機系統(tǒng)13配合完成發(fā)電，其以 正反向方式設(shè)置的傘形匯集動力齒輪7可使旋轉(zhuǎn)方向相反的雙槳輪風輪2實現(xiàn)動力輸出方向 的一致。
所述的多發(fā)電機系統(tǒng)13是由兩個以上數(shù)量的發(fā)電機通過中心齒輪盤與衛(wèi)星齒輪盤的配 合傳動，并且可方便使其之間形成配合連動與相互分離的結(jié)構(gòu)設(shè)置，其各個發(fā)電機設(shè)置在衛(wèi) 星齒輪盤上，在風力強大時刻通過增加發(fā)電機連動數(shù)量的方式實現(xiàn)多發(fā)電的目標，反之則通 過減少發(fā)電機連動數(shù)量的方式實現(xiàn)機組微風啟動與微風運行的調(diào)控效果，該調(diào)控過程可與槳 葉推拉式調(diào)控系統(tǒng)配合實現(xiàn)無階梯的運行轉(zhuǎn)換。 '
其槳葉推拉式調(diào)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是在槳輪風輪的中心設(shè)置整體形態(tài)的槳輪輥10，固定槳 葉11與槳輪輥形成一體化固定安裝，其移動槳葉12的一端與在槳輪輥面上設(shè)置的輥面軌道 配合，另外一端或中部與各個固定槳葉11形成連接固定的外部軌道配合，通過固定槳葉可 一同形成對全部外部槳葉的支撐功能，通過在輥面軌道和外部軌道內(nèi)設(shè)置的推拉桿或推拉鏈 繩的調(diào)控，實現(xiàn)共同滑動推拉l個或接續(xù)多個移動槳葉的操作，使移動槳葉與在其各自相鄰 側(cè)部設(shè)置的固定槳葉實現(xiàn)重疊或內(nèi)藏，從而實現(xiàn)通過移動槳葉的操作加大或減小槳輪風輪槳 葉迎風面積的調(diào)控目標；在同一個長的槳輪輥上可間隔設(shè)置多個固定槳葉與移動槳葉，從而 實現(xiàn)不同出力能力水平的大幅度調(diào)控。(見示意圖3)，本發(fā)明巨型聯(lián)合聚風風力熱泵機組與熱電廠聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)是通過上述三種聯(lián)合聚風風力熱 泵機組的驅(qū)動方式選擇實現(xiàn)風力熱泵的吸熱與供熱雙向功能的共同穩(wěn)定實現(xiàn)，并將其與熱電 廠(包括燃煤發(fā)電、燃氣發(fā)電、燃油發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電、垃圾發(fā)電、沼氣發(fā)電、地熱發(fā)電、 核能發(fā)電)發(fā)電機組的散熱(散熱與冷卻裝置包括冷凝器、冷卻循環(huán)水系統(tǒng)、鍋爐煙氣冷 卻與其凈化等裝置)與供熱系統(tǒng)設(shè)備(供熱裝置包括熱電廠系統(tǒng)加熱器、預(yù)熱器、蒸發(fā)器 等裝置)的配合安裝，從而實現(xiàn)由巨型聯(lián)合聚風風力熱泵系統(tǒng)輔助參與或直接參與實現(xiàn)"吸 收熱電廠廢棄余熱與輸出高熱能量輔助加熱或直接發(fā)電的運行"這一可形成十分巨大節(jié)能減 排目標的創(chuàng)新流程之中(見示意圖4)。
權(quán)利要求
1、一種巨型聯(lián)合聚風風力發(fā)電機組，其是由橫向設(shè)置的分風機艙(1)、雙槳輪風輪(2)配合構(gòu)成臥式分風式風力機，并使其縱向間隔并列聯(lián)合設(shè)置在目字型塔架(3)上，其縱向排列聯(lián)合設(shè)置的各個槳輪風輪上的槳輪槳葉是由固定槳葉(11)與移動槳葉(12)以間隔配合方式排列設(shè)置，固定槳葉由槳輪輥(10)與槳輪軸(4)配合固定，并通過調(diào)控裝置能使移動槳葉橫向移動重疊并入固定槳葉覆蓋區(qū)域的方式實現(xiàn)槳輪槳葉無缺口狀態(tài)到有缺口狀態(tài)及其不同變化幅度的相互轉(zhuǎn)換，其特征在于由各個槳輪風輪形成的風力轉(zhuǎn)換出力是通過各個槳輪軸(4)的一端輸出到在其各自端部設(shè)置的傘形傳動齒輪(8)上，其各個傘形傳動齒輪又均分別與在機組塔架一側(cè)縱向設(shè)置的總傳動軸(6)上以間隔交替正反向方式設(shè)置的傘形匯集動力齒輪(7)形成相互傳動配合，通過各個匯集動力齒輪共同驅(qū)動總傳動軸(6)形成總體動力的匯集輸出，最終與在總傳動軸下端設(shè)置的立式發(fā)電機或多發(fā)電機系統(tǒng)(13)配合。
2、 一種巨型聯(lián)合聚風風力熱泵機組與熱電廠聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于其由壓縮式巨型 聯(lián)合聚風風力熱泵機組或吸收式巨型聯(lián)合聚風風力熱泵機組或轉(zhuǎn)換壓縮式巨型聯(lián)合聚風風 力熱泵機組與熱電廠聯(lián)產(chǎn)與共建。
全文摘要
一種巨型聯(lián)合聚風風力發(fā)電機組，由分風機艙、雙槳輪風輪配合構(gòu)成臥式分風式風力機，并使其縱向間隔并列聯(lián)合設(shè)置在目字型塔架上，其特征是將各個槳輪風輪形成的風力轉(zhuǎn)換出力通過各個槳輪軸輸出到在其各自端部設(shè)置的傘形傳動齒輪上，其傘形傳動齒輪又均分別與在機組塔架一側(cè)縱向設(shè)置的總傳動軸上以間隔交替正反向方式設(shè)置的傘形匯集動力齒輪形成相互傳動配合，再通過各個匯集動力齒輪共同驅(qū)動總傳動軸形成總體動力匯集輸出，最終與在總傳動軸下端設(shè)置的立式發(fā)電機或多發(fā)電機系統(tǒng)配合，其可使巨型機組制造、運輸、安裝容易，傳動過程簡捷，綜合成本降低，結(jié)構(gòu)性能完美；同時提出巨型聯(lián)合聚風風力熱泵機組與熱電廠聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)技術(shù)方案。
文檔編號F03D9/00GK101435414SQ20081024073
公開日2009年5月20日 申請日期2008年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月24日
發(fā)明者陳曉通 申請人:陳曉通