新型菱形斜拉帆葉式發(fā)電機組的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型菱形斜拉帆葉式發(fā)電機組，該發(fā)電機組的葉片結(jié)構(gòu)能控制開啟閉合，機動性的減少了自然界強流颶風(fēng)的影響。葉片的特殊設(shè)計運用了流體力學(xué)原理，大面積的凹凸斜拉葉片以蓄流分流的模式使風(fēng)機獲取了較大的阻力差扭矩力，通過中心主軸將機械力分組配力傳動到增速器和發(fā)電機組高效率地轉(zhuǎn)化成電能。同時，簡單實用的結(jié)構(gòu)設(shè)計解決了目前風(fēng)電設(shè)備成本造價高、發(fā)電效率低和維護保養(yǎng)難的問題。
【專利說明】新型菱形斜拉帆葉式發(fā)電機組
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于新能源【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及的是利用陸域或水域流體能量發(fā)電的技術(shù)，特別涉及的是一種大型垂直軸阻力型風(fēng)力發(fā)電機組設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]地球上的能源在人類的開發(fā)使用下已經(jīng)接近耗竭，化石能源給人類帶來了生產(chǎn)和生活便利過程中也帶來了全球性的溫室效應(yīng)。一氧化碳、二氧化硫等等有害物質(zhì)漂浮在我們有限的環(huán)境空間影響著我們的健康，全世界各國開發(fā)綠色新能源產(chǎn)業(yè)勢在必行。風(fēng)力發(fā)電作為可再生能源技術(shù)中是發(fā)展最快、最可能實現(xiàn)商品化和產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)之一，近些年來取得了很大程度的發(fā)展。
[0003]目前，就新能源風(fēng)能發(fā)電領(lǐng)域中，廣泛應(yīng)用的主流風(fēng)力發(fā)電機多為三葉一桿的水平軸旋翼模式。該系列機型主機和葉片的制造工藝復(fù)雜，成本造價較高，葉片受風(fēng)面積比例也較小，為了獲得較大的有效風(fēng)能，該機組的主要的傳動主軸、變漿偏航系統(tǒng)、增速齒輪箱及發(fā)電機部件都安裝在離地面較高的位置，使得安裝和后期高空維修保養(yǎng)操作不便利，力口上巨型葉片的重量，使得整體比例頭重腳輕，在強風(fēng)急流的侵襲下對主機塔樓和葉片有著一定的影響。
[0004]因此，發(fā)展成本造價低、效率高及安裝維護方便的垂直軸式新型風(fēng)能發(fā)電機，將成為未來風(fēng)能發(fā)電領(lǐng)域的主流方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的是當(dāng)前風(fēng)力發(fā)電機組設(shè)備造價偏高、風(fēng)能利用效率不足、機組難抵御自然強流颶風(fēng)的問題。本發(fā)明通過特殊的風(fēng)輪和傳動配力設(shè)計，可以將風(fēng)力能量充分的利用轉(zhuǎn)化成為電能。
[0006]為了解決上述問題，本發(fā)明采用以下一種新型菱形斜拉帆葉式發(fā)電機組的系統(tǒng)技術(shù)方案。主要包括:發(fā)電機組平臺(I)中心主軸(2)下盤掛帆扣(3)帆葉(4)桿臂外端掛帆扣(5)桿臂(6)桿臂中端掛帆扣(7)上盤掛帆扣(8)上盤總成(9)中盤總成(10)中心軸齒軌(11)下盤(12)上扶固軸承(13)傳動齒輪盤(14)增速器(15)發(fā)電機組(16)下扶固軸承(17)推力球軸承(18)制動剎車設(shè)備(19)
[0007]其中，所述中心主軸(2)安裝在發(fā)電機組平臺(I)中心位置，所述中心主軸(2)上有桿臂(6)和帆葉(4)形成凹凸菱形葉面形式，受風(fēng)力氣流影響形成阻力差驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。
[0008]其中，所述上盤總成(9)和中盤總成(10)內(nèi)配備有齒輪電機驅(qū)動其順著中心軸齒軌(11)上下移動整體桿臂(6)可開啟及收閉葉面。
[0009]其中，所述中心主軸⑵由上扶固軸承(13)和下扶固軸承(17)套緊扶固垂直豎立。下有推力球軸承(18)支撐轉(zhuǎn)動。
[0010]其中，所述中心主軸(2)下端上有傳動齒輪盤(14)與增速器(15)緊密結(jié)合，將機械扭矩力傳動到各發(fā)電機組(16)上。[0011]其中，所述發(fā)電機組平臺(I)里安裝有制動剎車設(shè)備(19)，可以將運轉(zhuǎn)中的風(fēng)機剎車制動停止。
[0012]本發(fā)明在的設(shè)計上采用了葉面夾角凸面分流原理，迎風(fēng)的凸形葉面將流體一分為二導(dǎo)流，受風(fēng)凹形葉面聚流助力，在水平面360度全向方位角度旋轉(zhuǎn)中形成阻力差，獲取最大的風(fēng)能將其轉(zhuǎn)換成機械動能。在傳動配合上采用了分組配力傳動原理模式，可將不同風(fēng)速中大小不同的機械扭矩力傳送到每一臺受控的發(fā)電機上，更合理的利用不同風(fēng)速下的風(fēng)能量。采用上述方案后，比較現(xiàn)有機型，本發(fā)明具有的優(yōu)點是:簡單實用的結(jié)構(gòu)設(shè)計降低了制造成本，靈活機動的升降開閉葉面設(shè)計效果使機組運行更為平穩(wěn)，性能更加可靠，有效地抵御了強流和颶風(fēng)對風(fēng)機的影響。大面積的凹凸斜拉葉片分流截流設(shè)計使風(fēng)機獲取了更多的風(fēng)能。發(fā)電機分組配力傳動模式合理地分配利用了不同風(fēng)速的風(fēng)能量，提高了整機的運行效率和經(jīng)濟效益。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]附圖1為新型菱形斜拉帆葉式發(fā)電機組立面剖視圖
[0014]附圖2為新型菱形斜拉帆葉式發(fā)電機組葉輪俯視圖
[0015]附圖3為新型菱形斜拉帆葉式發(fā)電機組發(fā)電機組平臺內(nèi)部結(jié)構(gòu)俯視圖
[0016]附圖中數(shù)字編號標(biāo)記:發(fā)電機組平臺(I)中心主軸(2)下盤掛帆扣(3)帆葉(4)臂桿外端掛帆扣(5)桿臂(6)臂桿中端掛帆扣(7)上盤掛帆扣(8)上盤總成(9)中盤總成(10)中心軸齒軌(11)下盤(12)上扶固軸承(13)傳動齒輪盤(14)增速器(15)發(fā)電機組
[16]下扶固軸承(17)推力球軸承(18)制動剎車設(shè)備(19)
【具體實施方式】
[0017]本發(fā)明如圖1所示:包括發(fā)電機組平臺⑴中心主軸⑵下盤掛帆扣(3)帆葉(4)桿臂外端掛帆扣(5)桿臂(6)桿臂中端掛帆扣(7)上盤掛帆扣(8)上盤總成(9)中盤總成
(10)中心軸齒軌(11)下盤(12)上扶固軸承(13)傳動齒輪盤(14)增速器(15)發(fā)電機組
(16)下扶固軸承(17)推力球軸承(18)制動剎車設(shè)備(19)
[0018]該發(fā)電機組可安裝于陸域風(fēng)力資源豐富的地區(qū)，也可以安裝于水域風(fēng)力資源豐富的江河湖海面域上，固定式和漂浮式按需所制，能組成區(qū)域面積性的可再生能源發(fā)電輸電陣列效果更佳。
[0019]所述，桿臂(6)按所需數(shù)量和長度垂直安裝于中心主軸(2)的中盤總成(10)上呈均角放射狀向外沿伸，上盤總成(9)和中盤總成(10)內(nèi)按裝有驅(qū)動齒輪電機，可將兩個盤件沿著中心軸齒軌(11)上下升降移動，用于開啟閉合葉面，在強流颶風(fēng)來襲前降下桿臂和帆葉閉合葉輪避免損壞。
[0020]所述，外觀為對稱菱角形風(fēng)輪狀，多片斜拉式的菱形帆葉(4)各角尖緊拉成面在下盤掛帆扣(3)、桿臂外端掛帆扣(5)、桿臂中端掛帆扣(7)、上盤掛帆扣(8)四個點上固定，對稱拉展固定后形成斜拉夾角凹凸形葉面，利于迎風(fēng)時捕獲有效的流體量和分導(dǎo)流體量。桿臂(6)作為支撐架可以用各種價廉質(zhì)輕堅固的管材。帆葉(4)可選用各類抗曬、耐蝕和拉張力強的纖維布料或復(fù)合輕質(zhì)耐用材質(zhì)面料等等，必要時可加入各材質(zhì)的索繩維穩(wěn)拉固。
[0021]所述，中心主軸⑵安裝在發(fā)電機組平臺⑴中心位置，中心主軸(2)由發(fā)電機組平臺(I)的上扶固軸承(13)和下扶固軸承(17)內(nèi)環(huán)中間穿過，再由軸承套住垂直緊固于發(fā)電機組平臺(I)中間，下端軸頂有推力球軸承(18)支撐風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)重量，保持風(fēng)輪轉(zhuǎn)動重
心垂直穩(wěn)定。
[0022]本發(fā)明如圖2所示:所述，風(fēng)力驅(qū)使葉輪的中心主軸(2)受力以軸為中心圓周轉(zhuǎn)動，中心主軸(2)上的傳動齒輪盤(14)和增速器(15)將扭矩力傳動到發(fā)電機組(16)，根據(jù)實際風(fēng)速能量的大小而分配扭矩力驅(qū)動單臺或多臺發(fā)電機組(16)發(fā)電。
[0023]所述，如需避強風(fēng)或故障緊急制動剎車，由制動剎車設(shè)備(19)來控制剎車操作，制動方式可選用摩擦設(shè)施人工阻力控制剎車、空氣壓縮氣動阻力剎車、電氣剎車等等方法。
【權(quán)利要求】
1.一種新型菱形斜拉帆葉式發(fā)電機組，其特征是:由帆葉和桿臂結(jié)構(gòu)組成的菱形夾角風(fēng)輪帶動其中心主軸旋轉(zhuǎn)與增速器及發(fā)電機組連接配力傳動發(fā)電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型菱形斜拉帆葉式發(fā)電機組，其特征是:中心主軸(2)由發(fā)電機組平臺(I)的上扶固軸承(13)和下扶固軸承(17)內(nèi)環(huán)中間穿過，再由軸承套住垂直緊固于發(fā)電機組平臺(I)中間，下端軸頭頂有推力球軸承(18)支撐風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)重量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型菱形斜拉帆葉式發(fā)電機組，其特征是:所需桿臂(6)與中心主軸⑵的軸身90°垂直，固定于中盤總成(10)上并向外伸展呈不同角度放射狀，帆葉(4)斜拉固定于掛帆扣支撐點。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型菱形斜拉帆葉式發(fā)電機組，其特征是:菱形的帆葉(4)面以夾角凹凸帆面斜拉固定于各掛帆扣點部位形成360°伸展菱形放射狀的全向風(fēng)輪。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型菱形斜拉帆葉式發(fā)電機組，其特征是:上盤總成(9)中盤總成(10)內(nèi)設(shè)置有齒輪電機，能沿著中心主軸(2)上的中心軸齒軌(11)上下移動升降來開啟閉合葉片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型菱形斜拉帆葉式發(fā)電機組，其特征是:風(fēng)力驅(qū)使葉輪的中心主軸(2)受力以軸為中心圓周轉(zhuǎn)動，中心主軸(2)上的傳動齒輪盤(14)和增速器(15)將扭矩力傳動到發(fā)電機組(16)，根據(jù)實際風(fēng)速能量的大小而分配扭矩力驅(qū)動單臺或多臺發(fā)電機組(16)發(fā)電。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型菱形斜拉帆葉式發(fā)電機組，其特征是:設(shè)有制動剎車設(shè)備(19)，可以手動和自動剎車方式對風(fēng)力發(fā)電機組的中心主軸(2)進行剎車制動，使所有發(fā)電機停止運行。
【文檔編號】F03D11/02GK103775286SQ201210408451
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月23日
【發(fā)明者】李鋒 申請人:李鋒