專利名稱：風力發(fā)電裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于風力發(fā)電技術領域，具體地說，特別涉及風力發(fā)電裝置。
背景技術：
把風能轉變成電能是風能利用的最基本的一種方式。風力發(fā)電的原理，是利用風 力帶動風車葉片旋轉，再通過增速機將旋轉速度提升，來帶動發(fā)電機發(fā)電。因為風力發(fā)電沒有燃料問題，也不會產生輻射或空氣污染，所以風力發(fā)電已在全 世界得到普遍認同和大力推廣應用。隨著研究的深入、科技的進步，風力發(fā)電技術也在不斷 的進步。最簡單的風力發(fā)電機可由葉輪和發(fā)電機兩部分構成，立在一定高度的塔架上，這 是小型離網(wǎng)風機。最初的風力發(fā)電機發(fā)出的電能隨風變化時有時無，電壓和頻率不穩(wěn)定，沒 有實際應用價值。現(xiàn)代風機增加了齒輪箱、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、齒輪箱等部件設置在塔架頂部，安裝及維護均需要進行高空作業(yè)，不僅安 裝維護困難，而且費用昂貴，僅吊裝費每次就要好幾萬元。2、從葉輪、齒輪箱到發(fā)電機的傳動為直線型，體積龐大，葉輪的高度受限，且難以 接受紊亂流風力。3、風機的葉片一般為2葉或3葉，為了捕捉任意風向的風，必須增加尾翼或者風向 導航裝置，使機頭為了對準風向而經(jīng)常擺動，增加了故障率。4、為了能吸收更多的風能，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，安裝調試極為不便。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種易于安裝維修的風力發(fā)電裝置。本實用新型的技術方案如下一種風力發(fā)電裝置，包括增速齒輪箱和發(fā)電機，其中 發(fā)電機的輸入端與增速齒輪箱的輸出端連接，其關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，且支架的頂部設有出風口 ；在所述圓錐柱的外圍設有葉 片柱，該葉片柱位于支架內，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，風力發(fā)電，首先是風能的吸收，葉輪的結構和性能直接關系到風能的吸 收，所以葉輪是風電的首要關鍵部件。風機葉片從風的運動中獲得的能量與風速的三次方 成正比；除風速之外，葉輪直徑或者葉片的受風面積決定了可擷取風能的多寡，約與葉輪直 徑平方/葉片的受力面積成正比；葉片的數(shù)目也會影響到風機的輸出。因此，本實用新型采用支架、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，能夠捕捉任意風向的風，讓風吹過葉片柱并推動葉片柱連同圓錐柱轉動，上小下大的圓錐柱具有導風作用，引導風往上流動，最后從支架頂部的出風口流出。葉片柱及圓錐 柱轉動的同時，通過圓錐柱底部的第一軸將動力傳遞給增速齒輪箱，再由增速齒輪箱傳遞 給發(fā)電機，使發(fā)電機進行發(fā)電工作。葉片柱和圓錐柱位于支架內，可以承受多個方向的風力 (也就是說不受風向的限制)，風能利用率高。與傳統(tǒng)的高塔式發(fā)電裝置相比，本實用新型 結構更加簡單，成本更低，安裝及維護不需要進行高空作業(yè)，既降低了安裝維護的難度，又 減少了相關費用。所述支架由頂支架、支架立柱和底座構成，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，且頂支架上設有出風口， 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。以上結構 簡單牢靠，裝配方便、快捷，能夠確保捕捉風力的靈敏性。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圓錐柱的面上設有導風板，該導風板的長度方向與支架立柱 的軸向同向，且導風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 的導風板形成“八”字形結構，小口朝向葉片，具有聚集、導向的作用，能夠引導風力加快速 度吹向葉片。所述底座由平臺支撐，該底座通過螺栓與平臺固定；所述平臺設置于地面或屋頂， 并位于增速齒輪箱及發(fā)電機的上方。這樣本實用新型可以裝于外部風場、海洋等環(huán)境下，也 可以用于城市內的房頂上，接受紊亂流風力，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。以上結構取材方便、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。以上結構中葉片可進行單片更換，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，有利于捕捉風力。所述發(fā)電機位于增速齒輪箱的旁邊，該發(fā)電機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。以上結構簡單、緊湊，從葉輪、 齒輪箱到發(fā)電機的傳動為“L”型，有效減少了體積，有利于快速拆裝。有益效果本實用新型結構簡單、安裝維護容易、體積小、成本低，可以承受多個方 向的風力，并且捕捉風力的能力強，風能吸收效率高。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所安裝使用。

圖1為本實用新型的結構示意圖。圖2為圖1的A-A剖視圖。圖3為圖1的B向視圖。
具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明如圖1、圖2和圖3所示，本實用新型由第一軸1、增速齒輪箱2、發(fā)電機3、第二軸 4、支架5、圓錐柱6、筋條7、葉片柱8、導風板9、平臺10和軸承構成，其中平臺10設置于地 面或屋頂，并位于增速齒輪箱2及發(fā)電機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，本實施例中優(yōu)選為正方形，該底座53由平臺10 支撐，底座53通過螺栓或其它等同的方式與平臺10相固定。在底座53的正上方設置頂支 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 布有若干個扇形出風口 5a(見圖3)，出風口 5a貫通頂支架51的上下板面，該出風口 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，上下端通過對應的端 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)實際需要確定，本實施 例中優(yōu)選為四列。各列筋條7的內端與圓錐柱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上下交錯排 列，成葉片柱8。在相鄰層葉片支架8a之間設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)實際需要而定，本實施例中優(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，且支架立柱52的橫截面為三角形、圓形或多邊形，本實施 例中優(yōu)選為圓形。若頂支架51與底座53之間設置三根支架立柱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……。本實施例中，在頂支架51與底座53之間設置四根支架立柱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正對圓錐柱6的面上設有導風板9，該導風板9的 長度方向與支架立柱52的軸向同向，且導風板9與支架立柱52相連的一端最厚，懸空端最 薄，導風板9的厚度從支架立柱52到圓錐柱6的方向逐漸減小，即每塊導風板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上的導風板9形成“八”字形結構，小 口朝向圓錐柱6，具有聚集、導向風力的作用。從圖1、圖2中進一步可知，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3的輸入端連接。發(fā)電機3位于增速齒輪箱 2的旁邊，該發(fā)電機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3為“L”形布置。本實用新型的工作原理如下導風板9將支架5外的自然風聚集、引導，使之吹向葉片柱8，并推動葉片柱8連同圓錐柱6轉動，圓錐柱6引導風往上流動，最后從頂支架51上的出風口 5a流出。葉片柱8 及圓錐柱6轉動的同時，通過圓錐柱6底部的第一軸1將動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3，使發(fā)電機3進行發(fā)電工作。
權利要求一種風力發(fā)電裝置，包括增速齒輪箱(2)和發(fā)電機(3)，其中發(fā)電機(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)的頂部設有出風口(5a)；在所述圓錐柱(6)的外圍設有葉片柱(8)，該葉片柱(8)位于支架(5)內，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)權利要求1所述的風力發(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) 上設有出風口(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。
3.根據(jù)權利要求2所述的風力發(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)權利要求2或3所述的風力發(fā)電裝置，其特征在于在所述支架立柱(52)正對 圓錐柱(6)的面上設有導風板(9)，該導風板(9)的長度方向與支架立柱(52)的軸向同向， 且導風板(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)權利要求4所述的風力發(fā)電裝置，其特征在于所述底座(53)由平臺(10)支 撐，該底座(53)通過螺栓與平臺(10)固定；所述平臺(10)設置于地面或屋頂，并位于增速 齒輪箱⑵及發(fā)電機⑶的上方。
6.根據(jù)權利要求1所述的風力發(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)權利要求1所述的風力發(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)權利要求1或5所述的風力發(fā)電裝置，其特征在于所述發(fā)電機(3)位于增速 齒輪箱(2)的旁邊，該發(fā)電機(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。專利摘要本實用新型公開了一種風力發(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，且支架的頂部設有出風口；在所述圓錐柱的外圍設有葉片柱，該葉片柱位于支架內，并通過圓周上均勻分布的多列筋條與圓錐柱相連接。本實用新型結構簡單、安裝維護容易、體積小、成本低，可以承受多個方向的風力，并且捕捉風力的能力強，風能吸收效率高。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所安裝使用。
文檔編號F03D9/00GK201705573SQ20102024696
公開日2011年1月12日 申請日期2010年7月2日 優(yōu)先權日2010年7月2日
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