專利名稱：垂直軸雙支桿水浮船式特大型風力發(fā)電機組結構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種垂直軸雙支桿水浮船式特大型風力發(fā)電機組結構，屬于特大型風力發(fā)電技術領域。
背景技術：
目前，垂直軸葉片大都使用在垂直軸風力發(fā)電機上，形成了垂直軸風車技術，由于垂直軸風車的中心軸和支桿長度支撐力受工藝上的限制很難做成兆瓦級特大型垂直軸風電機組，特別是難以完成垂直軸風車的旋轉(zhuǎn)直徑在50米以上的風車制造工藝，不能制造出特大型風力發(fā)電機組。而現(xiàn)有的水浮大型垂直葉片上都沒設置中心桿和葉片連接支桿作為支撐并且葉片重量大，水阻大，十米或幾十米的葉片直接安裝在水槽內(nèi)的水輪上，葉片的支撐力很難達到工藝要求，大高度的獨立葉片在沒有支撐的情況下容易被風吹倒，特別是 當水浮風車轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的晃動給風電機的運轉(zhuǎn)帶來了不利的影響，以及風能利用率低等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種垂直軸雙支桿水浮船式特大型風力發(fā)電機組結構，根據(jù)升力型風車和水浮環(huán)狀船的工作原理解決風車在支桿和中心軸連接上不能做成特大型風車的難題，將數(shù)個風車葉片安裝在同等數(shù)量的水浮環(huán)狀船上，通過連接板結構在一起形成一個水浮船式特大型風車，再通過中心軸上的齒輪帶動被動齒輪上的風力發(fā)電機發(fā)電，或?qū)L車直接帶動大功率風力發(fā)電機發(fā)電，實現(xiàn)了垂直軸風力發(fā)電機做成數(shù)兆瓦級的特大型風力發(fā)電機組，解決背景技術存在的上述問題。本發(fā)明的技術方案是
垂直軸雙支桿水浮船式特大型風力發(fā)電機組結構，包括垂直軸風車I、水浮環(huán)狀船5、環(huán)狀水槽6、和風電機9，垂直軸風車設置在環(huán)狀水槽的中心，水浮環(huán)狀船設置在環(huán)狀水槽內(nèi)，垂直軸風車的葉片設置在水浮環(huán)狀船上，垂直軸風車的中心軸連接風電機；水浮環(huán)狀船漂浮在環(huán)狀水槽上，通過水浮環(huán)狀船支撐垂直軸風車的葉片旋轉(zhuǎn)，帶動風電機發(fā)電。所述的水浮環(huán)狀船與垂直軸風車的葉片數(shù)量相匹配，每個垂直軸風車的葉片都設置在自己的水浮環(huán)狀船上，所有的水浮環(huán)狀船用若干個環(huán)狀無底船式連接板進行連接，構成一個環(huán)狀整體，設置在環(huán)狀水槽內(nèi)，水浮環(huán)狀船漂浮在環(huán)狀水槽的水面上，環(huán)狀無底船式連接板懸空，不與環(huán)狀水槽的水面接觸。所述水浮環(huán)狀船形狀為兩端尖形狀；每個環(huán)狀無底船式連接板連接在兩個水浮環(huán)狀船的首尾之間，水浮環(huán)狀船支撐上面的垂直軸風車的葉片，環(huán)狀無底船式連接板不與環(huán)狀水槽的水面接觸，減少了阻力，這也是本發(fā)明與背景技術的重要區(qū)別之一。所述的垂直軸風車的葉片為升力型葉片3，通過雙支桿2與中心軸4連接；升力型葉片內(nèi)部有金屬加強結構支撐，雙支桿包括上支桿和下支桿，下支桿做為橫拉支桿，將垂直軸風車的葉片同中心軸連接，上支桿作為斜拉支桿，將葉片2/3處同中心軸的頂部進行連接，形成一個直角三角形的雙支桿角形結構。垂直軸風車的葉片與葉片之間通過環(huán)形結構連接在一起。上支桿、下支桿與中心軸的上法蘭、下法蘭連接，是一個軸套式的連接，當葉片上下晃動時，雙支桿隨之晃動，但中心軸始終保持垂直，不晃動。所述的中心軸為空心軸，其直徑是葉片寬度的1/3，中心軸頂部裝有上法蘭，其高度是葉片高度的1/4，中心軸底部為實心金屬圓柱體,圓柱體上部直接插入中心軸上部的空心軸內(nèi)進行固接，圓柱體的下部直接插入三個等距離的圓軸承套11中，進行軸式動態(tài)配合連接。在圓柱體上還裝有一個中心軸齒輪，中心軸齒輪同風電機上的風電機齒輪進行嚙合，風電機和風電機上齒輪的金屬結構架12同地下混泥土底座13設置在一起，風車下法蘭也可直接帶動大功率發(fā)電機發(fā)電。垂直軸風車的數(shù)個升力型葉片直接固定在水浮環(huán)狀船的上方，其葉片同中心軸的下支桿夾角呈97°角，風車葉片寬度是水浮環(huán)狀船寬度的1/2。環(huán)狀水槽包括全封閉的外圓盤和全封閉的內(nèi)圓盤,外圓盤結構是一個空心環(huán)形封閉水槽，水槽中裝有水，水槽內(nèi)外圓中心寬度大于水浮環(huán)狀船寬度的1/5，水槽深度是水浮環(huán)狀船高度的2倍；內(nèi)圓盤的外沿同外圓盤的內(nèi)沿是同一個圓狀的金屬體或者混泥土結構·的隔水板，內(nèi)圓盤中間是一個空心圓，沒有水，在內(nèi)圓盤中間裝有垂直軸風車中心軸基礎座和中心軸，還裝有風電機及風電機上部的小型齒輪，小型齒輪同中心軸上部的大型齒輪進行嚙合，以帶動風電機轉(zhuǎn)動發(fā)電。本發(fā)明的積極效果是提供了一種垂直軸雙支桿多個水浮船連接式特大型風力發(fā)電機組結構，根據(jù)升力型風車和水浮環(huán)狀船的工作原理解決風車在支桿和中心軸連接上不能做成特大型風車的難題，將數(shù)個風車葉片安裝在同等數(shù)量的水浮環(huán)狀船上，通過環(huán)狀無底船式連接板形成一個水浮船式特大型風車，再通過中心軸上的齒輪帶動被動齒輪上的風力發(fā)電機發(fā)電，或?qū)L車直接帶動大功率風力發(fā)電機發(fā)電，實現(xiàn)了垂直軸風力發(fā)電機做成數(shù)兆瓦級的特大型風力發(fā)電機組。


附圖I是本發(fā)明實施例側視示意 附圖2是本發(fā)明實施例俯視示意 圖中雙支桿2、升力型葉片3、中心軸4、水浮環(huán)狀船5、環(huán)狀水槽6、中心軸齒輪7、風電機齒輪8、風電機9、葉片底座10、圓軸承套11、金屬結構架12、混泥土底座13、環(huán)狀無底船式連接板14、法蘭上的雙軸套15、支桿上的橫軸16。
具體實施例方式下面結合附圖，通過實施例對本發(fā)明作進一步說明
垂直軸雙支桿水浮船式特大型風力發(fā)電機組結構，包括垂直軸風車、水浮環(huán)狀船5、環(huán)狀水槽6和風電機9，垂直軸風車設置在環(huán)狀水槽的中心，水浮環(huán)狀船設置在環(huán)狀水槽內(nèi)，垂直軸風車的葉片設置在水浮環(huán)狀船上，垂直軸風車的中心軸4連接風電機；水浮環(huán)狀船漂浮在環(huán)狀水槽上，通過水浮環(huán)狀船支撐垂直軸風車的葉片旋轉(zhuǎn)，帶動風電機發(fā)電。所述的水浮環(huán)狀船與垂直軸風車的葉片數(shù)量相匹配，每個垂直軸風車的葉片都設置在自己的水浮環(huán)狀船上，再將所有的水浮環(huán)狀船用若干個環(huán)狀無底船式連接板進行連接，構成一個環(huán)狀整體，設置在環(huán)狀水槽內(nèi)，水浮環(huán)狀船漂浮在環(huán)狀水槽的水面上，環(huán)狀無底船式連接板懸空，不與環(huán)狀水槽的水面接觸，但隔離船型形成水道雙邊的沖擊浪，使船行出一條水道，起到了保護水道，減少水阻的作用，又減少了整個環(huán)形船全部航行在水中增加的阻力。 所述水浮環(huán)狀船形狀為兩端尖形狀；每個環(huán)狀無底船式連接板連接在兩個水浮環(huán)狀船的首尾之間，水浮環(huán)狀船支撐上面的垂直軸風車的葉片，環(huán)狀無底船式連接板不與環(huán)狀水槽的水面接觸，減少了阻力，這也是本發(fā)明與背景技術的重要區(qū)別之一。所述的垂直軸風車的葉片為升力型葉片3，通過雙支桿2與中心軸4連接；升力型葉片內(nèi)部有金屬加強結構支撐，雙支桿包括上支桿和下支桿，下支桿做為橫拉支桿，將垂直軸風車的葉片同中心軸連接，上支桿作為斜拉支桿，將葉片2/3處同中心軸的頂部進行連接，形成一個直角三角形的雙支桿角形結構。垂直軸風車的葉片與葉片之間通過環(huán)形結構連接在一起。上支桿、下支桿與中心軸的上法蘭、下法蘭連接，是一個軸套式的連接，當葉片上下晃動時，雙支桿隨之晃動，但中心軸始終保持垂直，不晃動。所述的中心軸為空心軸，其直徑是葉片寬度的1/3，中心軸頂部裝有上法蘭，其高度是葉片高度的1/4，中心軸頂部為實心金屬圓柱體,圓柱體上部直接插入中心軸下部的空心軸內(nèi)進行固接，圓柱體的下部直接插入三個等距離的圓軸承套11中，進行軸式動態(tài)配合連接。在圓柱體上還裝有一個中心軸齒輪，中心軸齒輪同風電機上的風電機齒輪進行嚙合，風電機齒輪的金屬結構架12同地下混泥土底座13設置在一起。垂直軸風車的數(shù)個升力型葉片直接固定在水浮環(huán)狀船的上方，其葉片同中心軸的下支桿夾角呈97°角，風車葉片寬度是水浮環(huán)狀船寬度的1/2。環(huán)狀水槽包括外圓盤和內(nèi)圓盤,外圓盤結構是一個空心環(huán)形封閉水槽,水槽中裝有水，水槽內(nèi)外圓中心寬度大于水浮環(huán)狀船寬度的1/5，水槽深度是水浮環(huán)狀船高度的2倍；內(nèi)圓盤的外沿同外圓盤的內(nèi)沿是同一個圓狀的金屬體或者混泥土結構的隔水板，內(nèi)圓盤中間是一個空心圓，沒有水，在內(nèi)圓盤中間裝有垂直軸風車中心軸基礎座和中心軸，還裝有風電機及風電機齒輪，風電機齒輪同中心軸齒輪進行嚙合，以帶動風電機轉(zhuǎn)動發(fā)電。中心軸齒輪上平面同環(huán)形水槽的上平面在同一個平面上，被動的風電機齒輪同風電機軸通過套接結構固接在一起；中心軸齒輪上也可裝有數(shù)臺風電機進行組合式發(fā)電或者在風車中心軸的下法蘭上安裝單臺大功率風力發(fā)電機發(fā)電。本發(fā)明的特點還表現(xiàn)在當風車慢速轉(zhuǎn)動時，通過水面浮力進行支撐，當風車快速旋轉(zhuǎn)時，升力型葉片有一個上升的力，葉片如同氣墊船一樣通過葉片的升力漂浮在水面，葉片為非金屬或碳纖維等新型材料，葉片的單位重量每平方米在50公斤以下。
權利要求
1.一種垂直軸雙支桿水浮船式特大型風力發(fā)電機組結構，其特征在于包括垂直軸風車、水浮環(huán)狀船(5 )、環(huán)狀水槽(6 )和風電機(9 )，垂直軸風車設置在環(huán)狀水槽的中心，水浮環(huán)狀船設置在環(huán)狀水槽內(nèi)，垂直軸風車的葉片設置在水浮環(huán)狀船上，垂直軸風車的中心軸連接風電機；水浮環(huán)狀船漂浮在環(huán)狀水槽上，通過水浮環(huán)狀船支撐垂直軸風車的葉片旋轉(zhuǎn)，帶動風電機發(fā)電。
2.根據(jù)權利要求I所述之垂直軸雙支桿水浮船式特大型風力發(fā)電機組結構，其特征在于所述的水浮環(huán)狀船與垂直軸風車的葉片數(shù)量相匹配，每個垂直軸風車的葉片都設置在自己的水浮環(huán)狀船上，所有的水浮環(huán)狀船用若干個環(huán)狀無底船式連接板進行連接，構成一個環(huán)狀整體，設置在環(huán)狀水槽內(nèi)，水浮環(huán)狀船漂浮在環(huán)狀水槽的水面上，環(huán)狀無底船式連接板懸空，不與環(huán)狀水槽的水面接觸。
3.根據(jù)權利要求2所述之垂直軸雙支桿水浮船式特大型風力發(fā)電機組結構，其特征在于所述水浮環(huán)狀船形狀為兩端尖形狀；每個環(huán)狀無底船式連接板連接在兩個水浮環(huán)狀船的首尾之間，水浮環(huán)狀船支撐上面的垂直軸風車的葉片，環(huán)狀無底船式連接板不與環(huán)狀水槽的水面接觸，當風車帶動環(huán)狀船轉(zhuǎn)動時，環(huán)形無底船式連接板阻擋水中激起的波浪，保護船行水道減小水的阻力。
4.根據(jù)權利要求I或2所述之垂直軸雙支桿水浮船式特大型風力發(fā)電機組結構，其特征在于所述的垂直軸風車的葉片為升力型葉片(3)，通過雙支桿(2)與中心軸(4)連接；升力型葉片內(nèi)部有金屬加強結構支撐，雙支桿包括上支桿和下支桿，下支桿做為橫拉支桿，將垂直軸風車的葉片同中心軸連接，上支桿作為斜拉支桿，將葉片2/3處同中心軸的頂部進行連接，形成一個直角三角形的雙支桿角形結構；垂直軸風車的葉片與葉片之間通過環(huán)形結構連接在一起；上支桿、下支桿與中心軸的上法蘭、下法蘭連接，是一個軸套式的連接。
5.根據(jù)權利要求I或2所述之垂直軸雙支桿水浮船式特大型風力發(fā)電機組結構，其特征在于所述的中心軸為空心軸，其直徑是葉片寬度的1/3，中心軸頂部裝有上法蘭，其高度是葉片高度的1/4，中心軸底部為實心金屬圓柱體,圓柱體上部直接插入中心軸下部的空心軸內(nèi)，在中心軸法蘭的下部上均設有三個等距離的圓軸承套，圓柱體的下部直接插入三個等距離的圓軸承套(11)中，進行軸式動態(tài)配合連接；在圓柱體上還裝有一個中心軸齒輪，中心軸齒輪同風電機上的風電機齒輪進行嚙合，風電機及風電機齒輪的結構在金屬結構架(12)上同地下混泥土底座(13)設置在一起。
6.根據(jù)權利要求4所述之垂直軸雙支桿水浮船式特大型風力發(fā)電機組結構，其特征在于垂直軸風車的數(shù)個升力型葉片直接固定在水浮環(huán)狀船的上方，其葉片同中心軸的下支桿夾角呈97°角，風車葉片寬度是水浮環(huán)狀船寬度的1/2。
7.根據(jù)權利要求I或2所述之垂直軸雙支桿水浮船式特大型風力發(fā)電機組結構，其特征在于環(huán)狀水槽包括外圓盤和內(nèi)圓盤，外圓盤結構是一個空心環(huán)形封閉水槽，水槽中裝有水，水槽內(nèi)外圓中心寬度大于水浮環(huán)狀船寬度的1/5，水槽深度是水浮環(huán)狀船高度的2倍；內(nèi)圓盤的外沿同外圓盤的內(nèi)沿是同一個圓狀的金屬體或者混泥土結構的隔水板，內(nèi)圓盤中間是一個空心圓，沒有水，在內(nèi)圓盤中間裝有垂直軸風車中心軸基礎座和中心軸，還裝有風電機及風電機齒輪，風電機齒輪同中心軸齒輪進行嚙合，以帶動風電機轉(zhuǎn)動發(fā)電；中心軸齒輪上平面同環(huán)形水槽的上平面在同一個平面上，被動的風電機齒輪同風電機軸通過套接結構固接在一起。
8.根據(jù)權利要求7所述之垂直軸雙支桿水浮船式特大型風力發(fā)電機組結構，其特征在于中心軸齒輪上裝有數(shù)臺風電機進行組合式發(fā)電，或者在風車中心軸的下法蘭上安裝單臺大功率風力發(fā)電機發(fā)電。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種垂直軸雙支桿水浮船式特大型風力發(fā)電機組結構，屬于特大型風力發(fā)電技術領域。技術方案是包括垂直軸風車、水浮環(huán)狀船(5)、環(huán)狀水槽(6)和風電機(9)，由多個水浮環(huán)狀船通過無底船式連接板連接形成一個水浮環(huán)狀船，垂直葉片同單個水浮環(huán)狀船成對設置，水浮環(huán)狀船運行在環(huán)狀水槽的中間；通過水浮環(huán)狀船支撐垂直軸風車的葉片旋轉(zhuǎn)。垂直軸風車的中心軸的上下法蘭同葉片上的支桿軸向連接保證風車運轉(zhuǎn)時中心軸的垂直度，本案升力型風車和水浮環(huán)狀船在風車快速轉(zhuǎn)動時有一個向上升的力減小了船在水中的阻力，垂直軸風車的中心軸連接風電機，實現(xiàn)了垂直軸風力發(fā)電機做成數(shù)兆瓦級的特大型風力發(fā)電機組。
文檔編號F03D9/00GK102705171SQ20121023487
公開日2012年10月3日 申請日期2012年7月9日 優(yōu)先權日2012年7月9日
發(fā)明者趙欣 申請人:趙欣