專利名稱：大風(fēng)帆立旋式風(fēng)力發(fā)電塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種風(fēng)力發(fā)電裝置，特別涉及一種大風(fēng)帆立旋式風(fēng)力發(fā)電塔。
背景技術(shù)：
目前，世界能源日趨緊張，風(fēng)能作為一種潔凈能源受到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注?，F(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要由風(fēng)輪、塔桶及發(fā)電機(jī)構(gòu)成。風(fēng)輪采用三個(gè)或多個(gè)葉片構(gòu)成，葉片固定在輪軸盤(pán)上，輪軸盤(pán)安裝在塔桶上。這種風(fēng)輪由于葉片的受風(fēng)面積較小，所以，每個(gè)葉片都很長(zhǎng)，體積很大，因而塔桶很高，大功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)的塔桶甚至高達(dá)一百多米，直徑達(dá)幾米，而且塔桶是旋轉(zhuǎn)的，需要直徑幾米的巨型軸承來(lái)支承。這種發(fā)電機(jī)存在的問(wèn)題是1、技術(shù)要求高，制造難度大，而且，功率越大，制造的難度就越大。2、不能自行啟動(dòng)或低風(fēng)速啟動(dòng)。3、功率系數(shù)低，對(duì)風(fēng)的依賴性強(qiáng)，只有在大風(fēng)天才能較好的工作，很難滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)電效率低。為了解決上述問(wèn)題，本人研制出了風(fēng)帆式風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)輪，并申請(qǐng)了名稱為“大風(fēng)帆立旋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)輪”的中國(guó)專利，專利號(hào)為“ZL200920016105. 0”。該專利的葉輪由一個(gè)垂直設(shè)置的立軸和若干個(gè)垂直設(shè)置的風(fēng)帆葉片構(gòu)成，在葉輪的外面有一個(gè)擋控風(fēng)外殼， 擋控風(fēng)外殼由金屬框架和罩在金屬框架上的擋風(fēng)材料構(gòu)成，擋控風(fēng)外殼的上部通過(guò)定位套固定在中心軸上，下部通過(guò)定位套和拉桿固定在底座上或者直接固定在地基上，在擋控風(fēng)外殼上有一個(gè)進(jìn)風(fēng)口和一個(gè)出風(fēng)口，進(jìn)風(fēng)口及出風(fēng)口分別對(duì)應(yīng)于一個(gè)風(fēng)帆葉片，其他的風(fēng)帆葉片則被擋控風(fēng)外殼的側(cè)壁擋住，在擋控風(fēng)外殼中形成推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)的風(fēng)流通道。該專利采用立旋式大風(fēng)帆輪作為葉輪，增大了受風(fēng)面積，并減輕了重量，同時(shí)，在葉輪的外面設(shè)置擋控風(fēng)外殼，在擋控風(fēng)外殼上設(shè)置進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口，對(duì)風(fēng)的流向起到導(dǎo)向作用，因而能夠最大限度的利用風(fēng)力，提高了葉輪旋轉(zhuǎn)速度，提高了功率系數(shù)和發(fā)電效率，且葉輪對(duì)風(fēng)力的要求低，不僅能自行啟動(dòng)，而且有風(fēng)就能工作，運(yùn)行效率高。但該專利也存在著一些問(wèn)題，主要是風(fēng)輪為單節(jié)結(jié)構(gòu)，上部空間沒(méi)有得到有效的利用，因而發(fā)電的功率受到限制。另外，功率系數(shù)低的問(wèn)題并沒(méi)有解決，風(fēng)輪與發(fā)電機(jī)難以有效的配合，在風(fēng)小時(shí)，風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速較低， 因而發(fā)電機(jī)很難滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)電效率低，對(duì)風(fēng)的依賴性依然較大，只有在大風(fēng)天風(fēng)輪滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)才能正常的工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機(jī)存在的風(fēng)輪與發(fā)電機(jī)難以有效配合、風(fēng)輪功率低的問(wèn)題，提供一種風(fēng)輪與發(fā)電機(jī)配合好、風(fēng)輪功率大的大風(fēng)帆立旋式風(fēng)力發(fā)電塔。本發(fā)明包括由立軸和風(fēng)帆葉片構(gòu)成的葉輪，以及安裝在葉輪外面的擋控風(fēng)外殼， 其特殊之處是，所述的葉輪和擋控風(fēng)外殼有若干個(gè)，若干個(gè)葉輪和擋控風(fēng)外殼分別安裝在若干個(gè)框架內(nèi)，并垂直安裝在一起，且每個(gè)葉輪的立軸相互連接在一起，最下面的葉輪的立軸與可變功率發(fā)電機(jī)的主軸相連接，構(gòu)成大風(fēng)帆立旋式風(fēng)力發(fā)電塔。在框架上有二條圓環(huán)形軌道，在擋控風(fēng)外殼的下部有若干個(gè)行走輪，行走輪二個(gè)為一組，分別位于框架內(nèi)的二條圓環(huán)形軌道上，在擋控風(fēng)外殼的下部還有若干組位于二條圓環(huán)形軌道之間的限位輪，確保行走輪在圓環(huán)形軌道上運(yùn)行。所述的可變功率發(fā)電機(jī)有一個(gè)外殼，在外殼內(nèi)有若干個(gè)不同功率的發(fā)電機(jī)，在外殼的上部安裝有一個(gè)變速箱，在變速箱及外殼的中心安裝有發(fā)電機(jī)主軸，在主軸上安裝有主齒輪，在每個(gè)發(fā)電機(jī)軸上安裝有一個(gè)滑動(dòng)齒輪，在每個(gè)滑動(dòng)齒輪的外側(cè)有一個(gè)撥動(dòng)滑動(dòng)齒輪上下移動(dòng)的撥叉機(jī)構(gòu)，通過(guò)撥叉機(jī)構(gòu)控制滑動(dòng)齒輪與主齒輪的嚙合或分開(kāi)，從而實(shí)現(xiàn)主軸與每個(gè)發(fā)電機(jī)軸的連接或分開(kāi)。所述的撥叉機(jī)構(gòu)有二根滑動(dòng)桿，在滑動(dòng)桿上安裝有一個(gè)撥叉，撥叉的一端與滑動(dòng)齒輪相配合，另一端有一個(gè)長(zhǎng)條形開(kāi)口，在變速箱的外面安裝有扳把，在變速箱的里面安裝有與扳把相連接的偏心輪，在偏心輪上有一個(gè)撥動(dòng)銷(xiāo)軸，撥動(dòng)銷(xiāo)軸位于撥叉端部的長(zhǎng)條形開(kāi)口中，帶動(dòng)撥叉上下移動(dòng)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于
1、采用可變功率發(fā)電機(jī)與葉輪的立軸相連接，帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，解決了發(fā)電機(jī)與葉輪難以有效配合的問(wèn)題，風(fēng)力小時(shí)，葉輪與小功率發(fā)電機(jī)相連接，風(fēng)力大時(shí)，葉輪與大功率發(fā)電機(jī)相連接，風(fēng)力更大時(shí)，葉輪與多臺(tái)發(fā)電機(jī)同時(shí)相連接，因此，無(wú)論風(fēng)力大小都能使葉輪與發(fā)電機(jī)相互匹配，確保了發(fā)電機(jī)的正常工作，減小了對(duì)風(fēng)的依賴，提高了發(fā)電效率，并解決了葉輪啟動(dòng)難的問(wèn)題。2、將葉輪、擋控風(fēng)外殼及框架垂直安裝在一起，合理的利用了上部空間，大大增加了葉輪的面積，提高了風(fēng)輪功率，從而提高了發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率，其發(fā)電功率與現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機(jī)相比有成倍的提高。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1的A部放大圖3是圖1的B部放大圖； 圖4是圖3的C一C剖視圖； 圖5是本發(fā)明框架的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是圖5的俯視圖； 圖7是圖5的D部放大圖； 圖8是圖5的E部放大圖； 圖9是本發(fā)明擋控風(fēng)外殼的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖10是圖9的俯視圖； 圖11是圖9的F部放大圖； 圖12是本發(fā)明可變功率發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖13是圖12的H—H剖視圖； 圖14是圖12的I一I剖視圖； 圖15是圖12的G部放大圖； 圖16是圖15的J部放大圖。
具體實(shí)施例方式
如附圖所示，本發(fā)明包括由立軸7和風(fēng)帆葉片構(gòu)成的葉輪4，以及安裝在葉輪4外面的擋控風(fēng)外殼3，所述的風(fēng)帆葉片由框架11和苫布12構(gòu)成，框架11為矩形，采用矩形橫截面的管材焊接制成，在框架11上還有若干個(gè)加強(qiáng)筋，以提高其強(qiáng)度，在框架11上套裝有若干個(gè)活動(dòng)掛架13，活動(dòng)掛架13可以在框架11上移動(dòng)，在活動(dòng)掛架13的一側(cè)有一個(gè)圓柱體，在圓柱體上有一個(gè)環(huán)繞其圓周的凹槽，所述的苫布12采用帆布、尼龍布等堅(jiān)固布料制作，其形狀與框架11相同，在苫布12的周邊設(shè)置有若干個(gè)金屬圓環(huán)，每個(gè)金屬圓環(huán)與一個(gè)活動(dòng)掛架13相配合，即將苫布12上的金屬圓環(huán)套在活動(dòng)掛架13的圓柱體的凹槽中，即可將苫布12固定在框架11上；所述的風(fēng)帆葉片的數(shù)量為四個(gè)，也可以是五到八個(gè)，風(fēng)帆葉片用螺栓安裝在卡盤(pán)6上，卡盤(pán)6固定在立軸7上，每個(gè)風(fēng)帆葉片用二個(gè)卡盤(pán)6固定，二個(gè)卡盤(pán)6分別位于立軸7的上、下兩端；所述的風(fēng)帆葉片均布在立軸7上，構(gòu)成垂直旋轉(zhuǎn)的立旋式大風(fēng)帆葉輪4 ；所述的擋控風(fēng)外殼3由立柱34、上下橫梁29、圓環(huán)形支架36、圓環(huán)30、31 及擋風(fēng)材料觀構(gòu)成，上下橫梁四共有十六根，上下各八根，上下橫梁四呈放射狀均布，圓環(huán)形支架36共有二個(gè)，分別位于上下橫梁四的外側(cè)，圓環(huán)30位于上下橫梁四的內(nèi)側(cè)上部，圓環(huán)31位于上下橫梁四的內(nèi)側(cè)下部，立柱34與圓環(huán)形支架36連接在一起，并位于上下橫梁四的外側(cè)，立柱34、上下橫梁29、圓環(huán)形支架36、圓環(huán)30、31焊接在一起，構(gòu)成圓柱形金屬框架，擋風(fēng)材料觀覆蓋在圓柱形金屬框架的外面，擋風(fēng)材料觀可以采用金屬薄板、 塑料板、帆布、尼龍布等材料制作，在擋控風(fēng)外殼3上還有一個(gè)進(jìn)風(fēng)口 35和一個(gè)出風(fēng)口 32， 出風(fēng)口 32與進(jìn)風(fēng)口 35大小相同，位置相對(duì)，進(jìn)風(fēng)口 35及出風(fēng)口 32分別對(duì)應(yīng)于一個(gè)風(fēng)帆葉片，其他的風(fēng)帆葉片則被擋控風(fēng)外殼3的側(cè)壁擋住，從而在擋控風(fēng)外殼3中形成推動(dòng)葉輪4 旋轉(zhuǎn)的風(fēng)流通道，在風(fēng)力的推動(dòng)下風(fēng)帆葉片連續(xù)帶動(dòng)立軸7轉(zhuǎn)動(dòng)；所述的葉輪4和擋控風(fēng)外殼3有若干個(gè)，若干個(gè)葉輪4和擋控風(fēng)外殼3分別安裝在若干個(gè)框架2內(nèi)，葉輪4、擋控風(fēng)外殼3及框架2的數(shù)量不限，實(shí)際使用中可根據(jù)需要而增減，本實(shí)施例中采用4個(gè)；所述的框架2由上支架和下支架構(gòu)成，上支架由橫梁16、支承桿17、連接桿19及軸承座18構(gòu)成， 橫梁16共有十六根，呈雙桿放射狀設(shè)置，支承桿17位于上、下橫梁16之間，連接桿19位于橫梁16的外側(cè)、相鄰的兩個(gè)橫梁16之間，起到支承加固作用，軸承座18位于上、下橫梁16 的中心，在橫梁16的外端內(nèi)孔中還有帶螺紋的絲堵27，以便于與下支架相連接；所述的下支架由橫梁22、立柱20、弧形連接管M、軸承座21構(gòu)成，橫梁22和立柱20各有八根，橫梁 22呈放射狀設(shè)置，立柱20位于橫梁22的外側(cè)，弧形連接管M位于橫梁22的外側(cè)、相鄰的兩根立柱20之間，軸承座21位于橫梁22的中心，在立柱20的上下兩端還分別有一個(gè)連接法蘭14，以便于將框架2相互連接在一起；所述的上支架和下支架用螺栓連接在一起，螺栓穿過(guò)下支架的立柱20固定在橫梁16外端的絲堵27上；在框架2的橫梁22上還有一個(gè)圓環(huán)形的底架23，在底架23上有二條圓環(huán)形軌道25、26 ；在擋控風(fēng)外殼3的下部有若干個(gè)行走輪39，行走輪39 二個(gè)為一組，每組行走輪39用輪架38安裝在支架37上，支架37安裝在擋控風(fēng)外殼3的下部，每組行走輪39分別位于框架2內(nèi)的二條圓環(huán)形軌道25 J6上；在擋控風(fēng)外殼3的下部還有若干組位于二條圓環(huán)形軌道25 J6之間的限位輪40，限位輪40安裝在支架41上，支架41安裝在支架37上，確保行走輪39在圓環(huán)形軌道25 J6上正常運(yùn)行， 避免脫軌；在擋控風(fēng)外殼3的下部還安裝有蓄電池33，在行走輪39中有二組行走輪的輪軸上帶有電動(dòng)機(jī)，蓄電池33與帶有電動(dòng)機(jī)的行走輪39相連接，以便于用自動(dòng)控制的方式驅(qū)動(dòng)擋控風(fēng)外殼3在底架23的圓環(huán)形軌道25 J6上運(yùn)動(dòng)，調(diào)整進(jìn)風(fēng)口 35和出風(fēng)口 32位置；所述的葉輪4、擋控風(fēng)外殼3、框架2垂直安裝在一起，每個(gè)葉輪4的立軸7的兩端分別用軸承安裝在上支架的軸承座18和下支架的軸承座21上，且每個(gè)葉輪4的立軸7通過(guò)聯(lián)軸節(jié)5 相互連接在一起，最下面的葉輪4的立軸7通過(guò)聯(lián)軸節(jié)5與可變功率發(fā)電機(jī)的主軸44相連接；所述的框架2之間通過(guò)連接法蘭14用螺栓連接在一起，在連接處還安裝有連接頭15， 連接頭15由一個(gè)法蘭和二個(gè)銷(xiāo)軸構(gòu)成，二個(gè)銷(xiāo)軸分別位于法蘭的兩側(cè)，法蘭與連接法蘭14 相配，二個(gè)銷(xiāo)軸則分別插入到上、下框架2的立柱20的內(nèi)孔中，以增強(qiáng)連接處的強(qiáng)度；最下面的框架2安裝在基座10上，在最上面的框架2上還裝有防雨帽1，構(gòu)成大風(fēng)帆立旋式風(fēng)力發(fā)電塔；所述的可變功率發(fā)電機(jī)有一個(gè)外殼9，在外殼9內(nèi)有若干個(gè)不同功率的發(fā)電機(jī)46、 47、48，在外殼9的上部安裝有一個(gè)變速箱42，在變速箱42及可變功率發(fā)電機(jī)外殼9的中心安裝有發(fā)電機(jī)主軸44，在主軸44上安裝有主齒輪43 ；所述的發(fā)電機(jī)46、47、48的轉(zhuǎn)軸上部為花鍵軸，在每個(gè)發(fā)電機(jī)軸46、47、48的花鍵軸上安裝有一個(gè)滑動(dòng)齒輪45，滑動(dòng)齒輪45的剖面形狀為工字形，在每個(gè)滑動(dòng)齒輪45的外側(cè)有一個(gè)撥動(dòng)滑動(dòng)齒輪45上下移動(dòng)的撥叉機(jī)構(gòu)，通過(guò)撥叉機(jī)構(gòu)控制滑動(dòng)齒輪45與主齒輪43的嚙合或分開(kāi)，從而實(shí)現(xiàn)主軸44與每個(gè)發(fā)電機(jī)軸46、47、48的連接或分開(kāi)；所述的撥叉機(jī)構(gòu)有二根滑動(dòng)桿49，滑動(dòng)桿49安裝在變速箱42與可變功率發(fā)電機(jī)的外殼9之間，在滑動(dòng)桿49上安裝有一個(gè)撥叉56，撥叉56的一端伸到滑動(dòng)齒輪45中間的工字形凹槽中，與滑動(dòng)齒輪45相配合，撥叉56的另一端有一個(gè)長(zhǎng)條形開(kāi)口 ；在變速箱42的外面安裝有扳把50，在變速箱42的里面安裝有與扳把50相連接的偏心輪55，所述的偏心輪55通過(guò)短軸M與扳把50固定在一起，在偏心輪55上有一個(gè)撥動(dòng)銷(xiāo)軸57，撥動(dòng)銷(xiāo)軸57位于撥叉56端部的長(zhǎng)條形開(kāi)口中，扳把50旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)偏心輪55 轉(zhuǎn)動(dòng)，偏心輪55上的撥動(dòng)銷(xiāo)軸57就會(huì)帶動(dòng)撥叉56在滑動(dòng)桿49上移動(dòng)，從而帶動(dòng)滑動(dòng)齒輪 45上、下移動(dòng)，使滑動(dòng)齒輪45與主齒輪43嚙合或分開(kāi)，將主軸44的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞給不同功率的發(fā)電機(jī)46、47、48 ；在扳把50上還裝有扳把定位裝置，所述的扳把定位裝置由鋼珠53、 彈簧52和螺釘51構(gòu)成，鋼珠53和彈簧52放置在扳把50的安裝孔中，并用螺釘51裝配定位，在變速箱42上還設(shè)置有二個(gè)與鋼珠53相對(duì)應(yīng)的凹坑，滑動(dòng)齒輪45與主齒輪43完全嚙合或完全分開(kāi)時(shí)，鋼珠53正好位于變速箱42上的凹坑中，以便于操作；所述的可變功率發(fā)電機(jī)安裝在基座10上，在基座10上還有一個(gè)出入口 8，以便于安裝或檢修。
安裝時(shí)，采用由下向上的安裝方式，先安裝可變功率發(fā)電機(jī)，然后，安裝最下面的框架2的下支架，再安裝立軸7，然后，安裝擋控風(fēng)外殼3，安裝框架2的上支架，再安裝風(fēng)帆葉片，然后，按此順序逐層往上安裝。
權(quán)利要求
1.一種大風(fēng)帆立旋式風(fēng)力發(fā)電塔，包括由立軸和風(fēng)帆葉片構(gòu)成的葉輪，以及安裝在葉輪外面的擋控風(fēng)外殼，其特征在于，所述的葉輪和擋控風(fēng)外殼有若干個(gè)，若干個(gè)葉輪和擋控風(fēng)外殼分別安裝在若干個(gè)框架內(nèi)，并垂直安裝在一起，且每個(gè)葉輪的立軸相互連接在一起， 最下面的葉輪的立軸與可變功率發(fā)電機(jī)的主軸相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大風(fēng)帆立旋式風(fēng)力發(fā)電塔，其特征在于，在框架上有二條圓環(huán)形軌道，在擋控風(fēng)外殼的下部有若干個(gè)行走輪，行走輪二個(gè)為一組，分別位于框架內(nèi)的二條圓環(huán)形軌道上，在擋控風(fēng)外殼的下部還有若干組位于二條圓環(huán)形軌道之間的限位輪。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大風(fēng)帆立旋式風(fēng)力發(fā)電塔，其特征在于，所述的可變功率發(fā)電機(jī)有一個(gè)外殼，在外殼內(nèi)有若干個(gè)不同功率的發(fā)電機(jī)，在外殼的上部安裝有一個(gè)變速箱， 在變速箱及外殼的中心安裝有發(fā)電機(jī)主軸，在主軸上安裝有主齒輪，在每個(gè)發(fā)電機(jī)軸上安裝有一個(gè)滑動(dòng)齒輪，在每個(gè)滑動(dòng)齒輪的外側(cè)有一個(gè)撥動(dòng)滑動(dòng)齒輪上下移動(dòng)的撥叉機(jī)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大風(fēng)帆立旋式風(fēng)力發(fā)電塔，其特征在于，所述的撥叉機(jī)構(gòu)有二根滑動(dòng)桿，在滑動(dòng)桿上安裝有一個(gè)撥叉，撥叉的一端與滑動(dòng)齒輪相配合，另一端有一個(gè)長(zhǎng)條形開(kāi)口，在變速箱的外面安裝有扳把，在變速箱的里面安裝有與扳把相連接的偏心輪，在偏心輪上有一個(gè)撥動(dòng)銷(xiāo)軸，撥動(dòng)銷(xiāo)軸位于撥叉端部的長(zhǎng)條形開(kāi)口中，帶動(dòng)撥叉上下移動(dòng)。
全文摘要
一種大風(fēng)帆立旋式風(fēng)力發(fā)電塔，解決了現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機(jī)存在的風(fēng)輪與發(fā)電機(jī)難以有效配合、風(fēng)輪功率低的問(wèn)題；本發(fā)明包括由立軸和風(fēng)帆葉片構(gòu)成的葉輪，以及安裝在葉輪外面的擋控風(fēng)外殼，其特殊之處是，所述的葉輪和擋控風(fēng)外殼有若干個(gè)，若干個(gè)葉輪和擋控風(fēng)外殼分別安裝在若干個(gè)框架內(nèi)，并垂直安裝在一起，且每個(gè)葉輪的立軸相互連接在一起，最下面的葉輪的立軸與可變功率發(fā)電機(jī)的主軸相連接，構(gòu)成大風(fēng)帆立旋式風(fēng)力發(fā)電塔；優(yōu)點(diǎn)在于采用可變功率發(fā)電機(jī)與葉輪的立軸相連接，解決了發(fā)電機(jī)與葉輪難以有效配合的問(wèn)題，無(wú)論風(fēng)力大小都能使葉輪與發(fā)電機(jī)相互匹配，減小了對(duì)風(fēng)的依賴，提高了風(fēng)輪功率及發(fā)電效率。
文檔編號(hào)F03D3/06GK102305192SQ201110262748
公開(kāi)日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2011年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月7日
發(fā)明者許孝禮, 許裔晗 申請(qǐng)人:許孝禮