專利名稱：一種風(fēng)力發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，特別涉及風(fēng)力發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
把風(fēng)能轉(zhuǎn)變成電能是風(fēng)能利用的最基本的一種方式。風(fēng)力發(fā)電的原理，是利用風(fēng) 力帶動(dòng)風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，再通過增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)速度提升，來帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。因?yàn)轱L(fēng)力發(fā)電沒有燃料問題，也不會(huì)產(chǎn)生輻射或空氣污染，所以風(fēng)力發(fā)電已在全 世界得到普遍認(rèn)同和大力推廣應(yīng)用。隨著研究的深入、科技的進(jìn)步，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)也在不斷 的進(jìn)步。最簡(jiǎn)單的風(fēng)力發(fā)電機(jī)可由葉輪和發(fā)電機(jī)兩部分構(gòu)成，立在一定高度的塔架上，這 是小型離網(wǎng)風(fēng)機(jī)。最初的風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能隨風(fēng)變化時(shí)有時(shí)無，電壓和頻率不穩(wěn)定，沒 有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值?，F(xiàn)代風(fēng)機(jī)增加了齒輪箱、偏航系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等，雖 然解決了電壓和頻率的穩(wěn)定問題，但仍存在以下不足1、葉輪、齒輪箱等部件設(shè)置在塔架頂部，安裝及維護(hù)均需要進(jìn)行高空作業(yè)，不僅安 裝維護(hù)困難，而且費(fèi)用昂貴，僅吊裝費(fèi)每次就要好幾萬元。2、從葉輪、齒輪箱到發(fā)電機(jī)的傳動(dòng)為直線型，體積龐大，葉輪的高度受限，且難以 接受紊亂流風(fēng)力。3、風(fēng)機(jī)的葉片一般為2葉或3葉，為了捕捉任意風(fēng)向的風(fēng)，必須增加尾翼或者風(fēng)向 導(dǎo)航裝置，使機(jī)頭為了對(duì)準(zhǔn)風(fēng)向而經(jīng)常擺動(dòng)，增加了故障率。4、為了能吸收更多的風(fēng)能，葉輪直徑要做得很大，不僅增加了制造難度和制造成 本，而且占用空間大，安裝調(diào)試極為不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種易于安裝維修的風(fēng)力發(fā)電裝置。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種風(fēng)力發(fā)電裝置，包括增速齒輪箱和發(fā)電機(jī)，其中發(fā)電 機(jī)的輸入端與增速齒輪箱的輸出端連接，其關(guān)鍵在于所述增速齒輪箱的輸入端與第一軸 底部的輸出法蘭連接，該第一軸通過軸承支承于支架的底部，第一軸的頂端與圓錐柱底面 的中心固定，所述圓錐柱上小下大，該圓錐柱的頂端與第二軸的下端相固定，第二軸的上端 通過軸承支承于支架的頂部，且支架的頂部設(shè)有出風(fēng)口 ；在所述圓錐柱的外圍設(shè)有葉片柱， 該葉片柱位于支架內(nèi)，并通過圓周上均勻分布的多列筋條與圓錐柱相連接。眾所周知，風(fēng)力發(fā)電，首先是風(fēng)能的吸收，葉輪的結(jié)構(gòu)和性能直接關(guān)系到風(fēng)能的吸 收，所以葉輪是風(fēng)電的首要關(guān)鍵部件。風(fēng)機(jī)葉片從風(fēng)的運(yùn)動(dòng)中獲得的能量與風(fēng)速的三次方 成正比；除風(fēng)速之外，葉輪直徑或者葉片的受風(fēng)面積決定了可擷取風(fēng)能的多寡，約與葉輪直 徑平方/葉片的受力面積成正比；葉片的數(shù)目也會(huì)影響到風(fēng)機(jī)的輸出。因此，本發(fā)明采用支架、圓錐柱、筋條和葉片柱組成葉輪，葉片柱布置于圓錐柱的 外面，能夠捕捉任意風(fēng)向的風(fēng)，讓風(fēng)吹過葉片柱并推動(dòng)葉片柱連同圓錐柱轉(zhuǎn)動(dòng)，上小下大的圓錐柱具有導(dǎo)風(fēng)作用，引導(dǎo)風(fēng)往上流動(dòng)，最后從支架頂部的出風(fēng)口流出。葉片柱及圓錐柱轉(zhuǎn) 動(dòng)的同時(shí)，通過圓錐柱底部的第一軸將動(dòng)力傳遞給增速齒輪箱，再由增速齒輪箱傳遞給發(fā) 電機(jī)，使發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電工作。葉片柱和圓錐柱位于支架內(nèi)，可以承受多個(gè)方向的風(fēng)力(也 就是說不受風(fēng)向的限制)，風(fēng)能利用率高。與傳統(tǒng)的高塔式發(fā)電裝置相比，本發(fā)明結(jié)構(gòu)更加 簡(jiǎn)單，成本更低，安裝及維護(hù)不需要進(jìn)行高空作業(yè)，既降低了安裝維護(hù)的難度，又減少了相 關(guān)費(fèi)用。所述支架由頂支架、支架立柱和底座構(gòu)成，其中頂支架位于底座的正上方，底座的 中部通過軸承支承第一軸，頂支架的中部通過軸承與第二軸支承，且頂支架上設(shè)有出風(fēng)口， 在所述頂支架與底座之間連接有多根支架立柱，各支架立柱位于葉片柱的外側(cè)。以上結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單牢靠，裝配方便、快捷，能夠確保捕捉風(fēng)力的靈敏性。為了便于加工制造，保證葉輪的穩(wěn)定性，所述頂支架及底座的輪廓均為圓形或矩 形，位于頂支架與底座之間的支架立柱呈圓形、正三角形、正方形或邊數(shù)大于四的正多邊形 分布。在所述支架立柱正對(duì)圓錐柱的面上設(shè)有導(dǎo)風(fēng)板，該導(dǎo)風(fēng)板的長(zhǎng)度方向與支架立柱 的軸向同向，且導(dǎo)風(fēng)板的厚度從支架立柱到圓錐柱的方向逐漸減小。兩根相鄰支架立柱上 的導(dǎo)風(fēng)板形成“八”字形結(jié)構(gòu)，小口朝向葉片，具有聚集、導(dǎo)向的作用，能夠引導(dǎo)風(fēng)力加快速 度吹向葉片。所述底座由平臺(tái)支撐，該底座通過螺栓與平臺(tái)固定；所述平臺(tái)設(shè)置于地面或屋頂， 并位于增速齒輪箱及發(fā)電機(jī)的上方。這樣本發(fā)明可以裝于外部風(fēng)場(chǎng)、海洋等環(huán)境下，也可以 用于城市內(nèi)的房頂上，接受紊亂流風(fēng)力，使用范圍非常廣泛。所述圓錐柱由薄鋼板卷制而成，上下端通過端板封口。以上結(jié)構(gòu)取材方便、加工容 易、成本低，能有效減小葉輪的重量，且沒有原葉片材料(玻璃纖維增強(qiáng)樹脂)不能降解而 引起的廢料難以處理難題。所述葉片柱由若干層葉片支架和葉片組構(gòu)成，其中葉片支架為圓環(huán)形，并通過筋 條與圓錐柱相連接，在相鄰層葉片支架之間設(shè)置若干列按圓周均勻分布的葉片組，各葉片 組由形狀相同的矩形薄葉片組成，并通過螺栓固定在相鄰葉片支架上，且葉片組在圓周面 上傾斜布置。以上結(jié)構(gòu)中葉片可進(jìn)行單片更換，方便維修；葉片采用耐磨材料制成，能有效 防止葉片受砂塵磨損而過早損壞。葉片組傾斜布置，有利于捕捉風(fēng)力。所述發(fā)電機(jī)位于增速齒輪箱的旁邊，該發(fā)電機(jī)輸入端的軸線與增速齒輪箱輸出端 的軸線在同一直線上，并與增速齒輪箱輸入端的軸線相垂直。以上結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，從葉輪、 齒輪箱到發(fā)電機(jī)的傳動(dòng)為“L”型，有效減少了體積，有利于快速拆裝。有益效果本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝維護(hù)容易、體積小、成本低，可以承受多個(gè)方向的 風(fēng)力，并且捕捉風(fēng)力的能力強(qiáng)，風(fēng)能吸收效率高。葉輪既可以水平放置，也可以垂直放置，可 以在多種不同的場(chǎng)所安裝使用。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1的A-A剖視圖。圖3為圖1的B向視圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明由第一軸1、增速齒輪箱2、發(fā)電機(jī)3、第二軸4、支 架5、圓錐柱6、筋條7、葉片柱8、導(dǎo)風(fēng)板9、平臺(tái)10和軸承構(gòu)成，其中平臺(tái)10設(shè)置于地面或 屋頂，并位于增速齒輪箱2及發(fā)電機(jī)3的上方。所述支架5具有頂支架51、支架立柱52和 底座53，底座53的輪廓為圓形或矩形，本實(shí)施例中優(yōu)選為正方形，該底座53由平臺(tái)10支 撐，底座53通過螺栓或其它等同的方式與平臺(tái)10相固定。在底座53的正上方設(shè)置頂支架 51，頂支架51的外輪廓形狀與底座53相同，尺寸比底座53稍小。在所述頂支架51上分布 有若干個(gè)扇形出風(fēng)口 5a(見圖3)，出風(fēng)口 5a貫通頂支架51的上下板面，該出風(fēng)口 5a為扇 形或其它等同的形狀，可以按規(guī)則或不規(guī)則形狀分布。從圖1、圖2中可知，圓錐柱6上小下大，由薄鋼板卷制而成，上下端通過對(duì)應(yīng)的端 板封口。圓錐柱6的上端板與第二軸4的下端焊接固定，第二軸4的上端通過軸承支承于 頂支架51的中部。圓錐柱6下端板的中部與第一軸1的頂端相固定，第一軸1通過軸承支 承于底座53的中部，且第一軸1、圓錐柱6和第二軸4三者的軸線在同一直線上。在所述圓 錐柱6的外圍設(shè)有多列按圓周均勻分布的筋條7，筋條7的列數(shù)根據(jù)實(shí)際需要確定，本實(shí)施 例中優(yōu)選為四列。各列筋條7的內(nèi)端與圓錐柱6的錐面相固定，同一列筋條7外端與葉片 支架8a相固定。所述葉片支架8a為圓環(huán)形，若干層葉片支架8a和葉片組8b上下交錯(cuò)排 列，成葉片柱8。在相鄰層葉片支架8a之間設(shè)置若干列按圓周均勻分布的葉片組8b，葉片 組8b由形狀相同的矩形薄葉片組成，并通過螺栓固定在相鄰葉片支架8a上，且葉片組8b 在圓周面上傾斜布置，傾角大小根據(jù)實(shí)際需要而定，本實(shí)施例中優(yōu)選為45-55°。從圖1、圖2中還可知，在頂支架51與底座53之間連接有多根支架立柱52，各支 架立柱52位于葉片柱8的外側(cè)，且支架立柱52的橫截面為三角形、圓形或多邊形，本實(shí)施 例中優(yōu)選為圓形。若頂支架51與底座53之間設(shè)置三根支架立柱52，這三根支架立柱52呈 正三角形分布，且圓錐柱6位于正三角形的中心；若頂支架51與底座53之間設(shè)置四根支 架立柱52，這四根支架立柱52呈正四邊形分布，且圓錐柱6位于正四邊形的中心，依次類 推……。本實(shí)施例中，在頂支架51與底座53之間設(shè)置四根支架立柱52，這四根支架立柱 52呈正方形分布，圓錐柱6位于正方形的中心。如圖2所示，在每根支架立柱52正對(duì)圓錐柱6的面上設(shè)有導(dǎo)風(fēng)板9，該導(dǎo)風(fēng)板9的 長(zhǎng)度方向與支架立柱52的軸向同向，且導(dǎo)風(fēng)板9與支架立柱52相連的一端最厚，懸空端最 薄，導(dǎo)風(fēng)板9的厚度從支架立柱52到圓錐柱6的方向逐漸減小，即每塊導(dǎo)風(fēng)板9的懸空端 均指向圓錐柱6 (見圖2)，這樣兩根相鄰支架立柱52上的導(dǎo)風(fēng)板9形成“八”字形結(jié)構(gòu)，小 口朝向圓錐柱6，具有聚集、導(dǎo)向風(fēng)力的作用。從圖1、圖2中進(jìn)一步可知，第一軸1底部的輸出法蘭與增速齒輪箱2的輸入端連 接，增速齒輪箱2的輸出端通過法蘭與發(fā)電機(jī)3的輸入端連接。發(fā)電機(jī)3位于增速齒輪箱 2的旁邊，該發(fā)電機(jī)3輸入端的軸線與增速齒輪箱2輸出端的軸線在同一直線上，并與增速 齒輪箱2輸入端的軸線相垂直，即圓錐柱6、增速齒輪箱2和發(fā)電機(jī)3為“L”形布置。本發(fā)明的工作原理如下導(dǎo)風(fēng)板9將支架5外的自然風(fēng)聚集、引導(dǎo)，使之吹向葉片柱8，并推動(dòng)葉片柱8連同
5圓錐柱6轉(zhuǎn)動(dòng)，圓錐柱6引導(dǎo)風(fēng)往上流動(dòng)，最后從頂支架51上的出風(fēng)口 5a流出。葉片柱8 及圓錐柱6轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，通過圓錐柱6底部的第一軸1將動(dòng)力傳遞給增速齒輪箱2，再由增 速齒輪箱2傳遞給發(fā)電機(jī)3，使發(fā)電機(jī)3進(jìn)行發(fā)電工作。
權(quán)利要求
一種風(fēng)力發(fā)電裝置，包括增速齒輪箱(2)和發(fā)電機(jī)(3)，其中發(fā)電機(jī)(3)的輸入端與增速齒輪箱(2)的輸出端連接，其特征在于所述增速齒輪箱(2)的輸入端與第一軸(1)底部的輸出法蘭連接，該第一軸(1)通過軸承支承于支架(5)的底部，第一軸(1)的頂端與圓錐柱(6)底面的中心固定，所述圓錐柱(6)上小下大，該圓錐柱(6)的頂端與第二軸(4)的下端相固定，第二軸(4)的上端通過軸承支承于支架(5)的頂部，且支架(5)的頂部設(shè)有出風(fēng)口(5a)；在所述圓錐柱(6)的外圍設(shè)有葉片柱(8)，該葉片柱(8)位于支架(5)內(nèi)，并通過圓周上均勻分布的多列筋條(7)與圓錐柱(6)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于所述支架(5)由頂支架(51)、支 架立柱(52)和底座(53)構(gòu)成，其中頂支架(51)位于底座(53)的正上方，底座(53)的中部 通過軸承支承第一軸(1)，頂支架(51)的中部通過軸承與第二軸(4)支承，且頂支架(51) 上設(shè)有出風(fēng)口(5a)，在所述頂支架(51)與底座(53)之間連接有多根支架立柱(52)，各支 架立柱(52)位于葉片柱(8)的外側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于所述頂支架(51)及底座(53)的 輪廓均為圓形或矩形，位于頂支架(51)與底座(53)之間的支架立柱(52)呈圓形、正三角 形、正方形或邊數(shù)大于四的正多邊形分布。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于在所述支架立柱(52)正對(duì) 圓錐柱(6)的面上設(shè)有導(dǎo)風(fēng)板(9)，該導(dǎo)風(fēng)板(9)的長(zhǎng)度方向與支架立柱(52)的軸向同向， 且導(dǎo)風(fēng)板(9)的厚度從支架立柱(52)到圓錐柱(6)的方向逐漸減小。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于所述底座(53)由平臺(tái)(10)支 撐，該底座(53)通過螺栓與平臺(tái)(10)固定；所述平臺(tái)(10)設(shè)置于地面或屋頂，并位于增速 齒輪箱⑵及發(fā)電機(jī)⑶的上方。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于所述圓錐柱(6)由薄鋼板卷制 而成，上下端通過端板封口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于所述葉片柱(8)由若干層葉片 支架(8a)和葉片組(8b)構(gòu)成，其中葉片支架(8a)為圓環(huán)形，并通過筋條(7)與圓錐柱(6) 相連接，在相鄰層葉片支架(8a)之間設(shè)置若干列按圓周均勻分布的葉片組(8b)，各葉片組 (8b)由形狀相同的矩形薄葉片組成，并通過螺栓固定在相鄰葉片支架(8a)上，且葉片組 (8b)在圓周面上傾斜布置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于所述發(fā)電機(jī)(3)位于增速 齒輪箱(2)的旁邊，該發(fā)電機(jī)(3)輸入端的軸線與增速齒輪箱(2)輸出端的軸線在同一直 線上，并與增速齒輪箱(2)輸入端的軸線相垂直。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種風(fēng)力發(fā)電裝置，增速齒輪箱的輸入端與第一軸底部的輸出法蘭連接，該第一軸通過軸承支承于支架的底部，第一軸的頂端與圓錐柱底面的中心固定，所述圓錐柱上小下大，該圓錐柱的頂端與第二軸的下端相固定，第二軸的上端通過軸承支承于支架的頂部，且支架的頂部設(shè)有出風(fēng)口；在所述圓錐柱的外圍設(shè)有葉片柱，該葉片柱位于支架內(nèi)，并通過圓周上均勻分布的多列筋條與圓錐柱相連接。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝維護(hù)容易、體積小、成本低，可以承受多個(gè)方向的風(fēng)力，并且捕捉風(fēng)力的能力強(qiáng)，風(fēng)能吸收效率高。葉輪既可以水平放置，也可以垂直放置，可以在多種不同的場(chǎng)所安裝使用。
文檔編號(hào)F03D9/00GK101892957SQ201010216738
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月2日
發(fā)明者胡沿東 申請(qǐng)人:重慶京慶重型機(jī)械有限公司