專利名稱：龍門風(fēng)力發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種龍門風(fēng)力發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
風(fēng)是沒有公害的能源之一。而且它取之不盡，用之不竭。對于缺水、缺燃料和交通不便的沿海島嶼、草原牧區(qū)、山區(qū)和高原地帶，因地制宜地利用風(fēng)力發(fā) 電，非常適合，大有可為。風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視。其蘊量巨大，全球的風(fēng)能約為2. 74X109MW，其中可利用的風(fēng)能為2X107MW，比地球上可開發(fā)利用的水能總量還要大10倍。我國風(fēng)能資源豐富，可開發(fā)利用的風(fēng)能儲量約10億kW，其中，陸地上風(fēng)能儲量約2. 53億kW(陸地上離地IOm高度資料計算)，海上可開發(fā)和利用的風(fēng)能儲量約7. 5億kW，共計10億kffo風(fēng)力發(fā)電，就是把風(fēng)的動能轉(zhuǎn)變成機(jī)械動能，再把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電力動能。風(fēng)力發(fā)電的原理，是利用風(fēng)力帶動風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，再通過傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動，從而達(dá)到發(fā)電的目的。依據(jù)目前的風(fēng)車技術(shù)，大約是每秒三米的微風(fēng)速度(微風(fēng)的程度)，便可以開始發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電正在世界上形成一股熱潮，因為風(fēng)力發(fā)電不需要使用燃料，也不會產(chǎn)生輻射或空氣污染。傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電裝置一般為水平軸風(fēng)力發(fā)電裝置，根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，可分為升力型和阻力型兩類。升力型風(fēng)力發(fā)電裝置旋轉(zhuǎn)速度快，阻力型旋轉(zhuǎn)速度慢。對于風(fēng)力發(fā)電，多采用升力型水平軸風(fēng)力發(fā)電裝置。水平軸風(fēng)力發(fā)電裝置必須具有對風(fēng)裝置，這樣可以隨風(fēng)向改變而轉(zhuǎn)動。對于小型風(fēng)力發(fā)電裝置，這種對風(fēng)裝置采用尾舵，而對于大型的風(fēng)力發(fā)電裝置，則利用風(fēng)向傳感元件以及伺服電機(jī)組成的傳動機(jī)構(gòu)。傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電裝置的迎風(fēng)面較大，對風(fēng)的利用率較高，但其存在以下不足之處1、葉片尺寸較大，一般在40米左右，因此占用空間很大，而且巨大的葉片在旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的噪音也很大，限制了其安裝位置；2、葉片尺寸大還會導(dǎo)致發(fā)電機(jī)軸向易受風(fēng)力影響，較小的風(fēng)力就要求發(fā)電機(jī)負(fù)擔(dān)較大的軸向承載力，對發(fā)電機(jī)要求較高，導(dǎo)致成本的直接增加；3、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸不但需要承載葉片的巨大重量，葉片旋轉(zhuǎn)后的受風(fēng)面各處受力不均，還會使發(fā)電機(jī)徑向受力不均，嚴(yán)重影響發(fā)電機(jī)使用壽命；4、發(fā)電機(jī)安裝在鐵塔頂端，發(fā)電機(jī)重量大、安裝困難、安裝維護(hù)費用高；5、因為其葉片較大，對材料要求較高，導(dǎo)致成本較高，而且較大的受風(fēng)面在遇到大風(fēng)或臺風(fēng)時，抵抗力較差，葉片容易損壞。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是針對上述不足提供一種結(jié)構(gòu)合理，風(fēng)能利用率較高、抗風(fēng)能力強(qiáng)、制造及維護(hù)成本低，且發(fā)電機(jī)使用壽命長的龍門風(fēng)力發(fā)電裝置。為解決上述技術(shù)問題，本龍門風(fēng)力發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)特點是包括支架，支架上臂通過推力軸承吊裝有轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸兩端分別通過轉(zhuǎn)動軸承安裝在支架上，轉(zhuǎn)軸上固裝有能夠驅(qū)動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的葉片，支架底部安裝有通過傳動機(jī)構(gòu)與轉(zhuǎn)軸下端傳動連接的發(fā)電機(jī)。本結(jié)構(gòu)的龍門風(fēng)力發(fā)電裝置是通過垂直吊裝結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)風(fēng)能利用率較高、抗風(fēng)能力強(qiáng)、制造及維護(hù)成本低，且發(fā)電機(jī)使用壽命長的。垂直吊裝結(jié)構(gòu)包括起固定支撐作用的支架，支架內(nèi)安裝有豎直設(shè)置的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸可以繞轉(zhuǎn)軸軸心線自由轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)軸外周上固定設(shè)置有葉片，葉片的主要作用，是收集風(fēng)力并推動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)軸下端傳動連接有傳動機(jī)構(gòu)，傳動機(jī)構(gòu)輸出端傳動連接有發(fā)電機(jī)。這樣，當(dāng)葉片推動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)軸會通過傳動機(jī)構(gòu)推動發(fā)電機(jī)同步轉(zhuǎn)動，也就實現(xiàn)了風(fēng)力發(fā)電的目的。在本龍門風(fēng)力發(fā)電裝置中，支架上部通過推力軸承豎直吊裝在支架內(nèi)，因此，轉(zhuǎn)軸及轉(zhuǎn)軸上葉片的重量就基本由推力軸承來支撐。這樣，不但大大降低了傳動機(jī)構(gòu)及發(fā)電機(jī)對轉(zhuǎn)軸的承載要求，有助于延長傳動機(jī)構(gòu)及發(fā)電機(jī)的使用壽命，還大大減小了轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動阻力，有助于提高風(fēng)能利用率和發(fā)電效率。轉(zhuǎn)軸上下兩端分別通過轉(zhuǎn)動軸承對應(yīng)安裝在支架上，轉(zhuǎn)動軸承可以為轉(zhuǎn)軸提供徑向支撐，有效避免徑向晃動問題，有助于提高抗風(fēng)能力。本龍門風(fēng)力發(fā)電裝置由于采用豎直轉(zhuǎn)軸設(shè)計，在轉(zhuǎn)軸上沿轉(zhuǎn)軸軸向設(shè)置大量葉片，這樣，不但可以增大受風(fēng)面積，而且還可以大大縮短葉片的長度，大大降低了葉片的受風(fēng)強(qiáng)度，有助于降低生產(chǎn)成本和對后續(xù)傳動部件的影響。·作為改進(jìn)，葉片在縱向上呈中部向前突出，上下兩端向后圓滑過渡的弧形，葉片在橫向上呈中部靠外周部分向前突出，左右兩端向后圓滑過渡的弧形。將葉片設(shè)計得在縱向上呈中部向前突出，上下兩端向后圓滑過渡的弧形，也就是將葉片的迎風(fēng)面設(shè)計成凹面，并將葉片的背風(fēng)面設(shè)計成凸面。這樣，迎風(fēng)的凹面設(shè)計可以起到收集風(fēng)力的作用，增大葉片的受風(fēng)效果或風(fēng)能利用率；而背風(fēng)的凸面設(shè)計則可以起到降低風(fēng)阻的作用，有助于轉(zhuǎn)軸順暢轉(zhuǎn)動。葉片在橫向上設(shè)計成中部靠外周部分向前突出，左右兩端向后圓滑過渡的弧形，可以起到如上所述的集風(fēng)作用。在橫向和縱向弧形結(jié)構(gòu)的配合下，本葉片就形成了“勺子”狀結(jié)構(gòu)，“勺子”柄部與轉(zhuǎn)軸連接，而“勺子” 口部也就是橫向上中部靠外周部分。因為在橫向上中部靠外周部分向前凸出，所以在橫向上風(fēng)力是被集中在“勺子”口部，也就是葉片中部靠外周部分。葉片中部靠外周部分距離轉(zhuǎn)軸較遠(yuǎn)，將風(fēng)力集中在中部靠外周部分可以起到增加力矩的作用，有助于達(dá)到微風(fēng)就能推動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的目的。作為進(jìn)一步改進(jìn)，葉片繞轉(zhuǎn)軸外周呈螺旋狀排列。將葉片繞轉(zhuǎn)軸外周呈螺旋狀排列，可以用較少數(shù)量的葉片實現(xiàn)較大面積的整體受風(fēng)面，有助于降低轉(zhuǎn)動自重和成本，還可以持續(xù)接收風(fēng)力、持續(xù)對轉(zhuǎn)軸施力，有助于實現(xiàn)對轉(zhuǎn)軸的無級、圓滑驅(qū)動，保證了發(fā)電機(jī)恒速、穩(wěn)定轉(zhuǎn)動，發(fā)電質(zhì)量更高。作為改進(jìn)，轉(zhuǎn)軸外周兩端部和轉(zhuǎn)動軸承內(nèi)壁上設(shè)有軸向滑動配合的鍵槽，轉(zhuǎn)軸上還安裝有在風(fēng)吹動下驅(qū)動轉(zhuǎn)軸上滑的上升輪，轉(zhuǎn)軸下端和傳動機(jī)構(gòu)之間安裝有在轉(zhuǎn)軸下降時與發(fā)電機(jī)傳動配合并在轉(zhuǎn)軸上升后與發(fā)電機(jī)解除傳動配合的離合器。在轉(zhuǎn)軸外周兩端部和轉(zhuǎn)動軸承內(nèi)壁上設(shè)置軸向滑動配合的鍵槽，可以保證轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)動軸承內(nèi)環(huán)只會進(jìn)行軸向滑動配合，而不會產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動配合。這樣，在轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)軸還會通過鍵槽驅(qū)動轉(zhuǎn)動軸承內(nèi)圈轉(zhuǎn)動，也就是說，轉(zhuǎn)軸還是在轉(zhuǎn)動軸承的支撐下自由轉(zhuǎn)動，保證了轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的穩(wěn)定性。轉(zhuǎn)軸上固設(shè)的上升輪的主要作用，是在受到風(fēng)力吹動時，給予轉(zhuǎn)軸一個上升力，風(fēng)力越大，上升輪給予轉(zhuǎn)軸的上升力也就越大。當(dāng)遇到臺風(fēng)等風(fēng)力較強(qiáng)的風(fēng)時，上升輪給予轉(zhuǎn)軸的上升力會克服轉(zhuǎn)軸及葉片的自重而推動轉(zhuǎn)軸軸向上移。此時，設(shè)置在轉(zhuǎn)軸下端和傳動機(jī)構(gòu)之間的離合器會分離開來，也就是說，葉片推動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，但是傳動機(jī)構(gòu)和發(fā)電機(jī)都是靜止不動的。這樣，就可以在遇到臺風(fēng)等強(qiáng)烈大風(fēng)時，本龍門風(fēng)力發(fā)電裝置具有自動解除傳動關(guān)系、保護(hù)發(fā)電機(jī)等相關(guān)設(shè)備的作用，大大提高了本龍門風(fēng)力發(fā)電裝置的抗大風(fēng)能力和使用壽命。作為一種實現(xiàn)方式，所述離合器包括固設(shè)在轉(zhuǎn)軸下端的主動盤和與傳動機(jī)構(gòu)輸入端固接的被動盤， 主動盤和被動盤同軸設(shè)置且相鄰盤面上設(shè)有對應(yīng)嚙合的楔形齒槽。本離合器是通過盤式摩擦結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)傳動離合的。設(shè)置在轉(zhuǎn)軸下端的主動盤和與傳動機(jī)構(gòu)輸出端固接的被動盤上下同軸設(shè)置，主動盤可以隨轉(zhuǎn)軸升降，從而實現(xiàn)與被動盤的接觸或分離。主動盤和被動盤的對應(yīng)盤面上設(shè)置有相互嚙合的齒槽，齒槽可以起到嵌位或增大接觸摩擦力的作用。在風(fēng)力不大時，轉(zhuǎn)軸及葉片的重量會使主動盤壓緊在被動盤上，此時離合器處于壓合狀態(tài)。此時，葉片驅(qū)動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)軸會通過離合器驅(qū)動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動而發(fā)電。在風(fēng)里較大時，葉片會在驅(qū)動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的同時驅(qū)動轉(zhuǎn)軸向上滑動，轉(zhuǎn)軸會帶動主動盤遠(yuǎn)離被動盤，此時離合器處于分離狀態(tài)。此時，葉片只驅(qū)動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，而傳動機(jī)構(gòu)和發(fā)電機(jī)保持靜止?fàn)顟B(tài)。在本離合器中，齒槽橫截面設(shè)置成楔形，這樣主動盤和被動盤無論在分離或壓合時，都非常平滑，減少了噪音，有助于離合器離合動作的順利切換。作為改進(jìn)，支架上臂下方的轉(zhuǎn)軸上固設(shè)有限位環(huán)，限位環(huán)和支架上臂之間的轉(zhuǎn)軸上套裝有彈簧，彈簧兩端的轉(zhuǎn)軸上安裝有輔助推力軸承。在轉(zhuǎn)軸上設(shè)置彈簧和限位環(huán)，可以利用彈簧自身的彈力通過限位環(huán)來推動轉(zhuǎn)軸下壓，這樣，在風(fēng)力不是特別大時，風(fēng)力通過上升輪抬升轉(zhuǎn)軸的力不足以克服轉(zhuǎn)軸和葉片自重以及彈簧的彈力，此時風(fēng)力將全部用來做功發(fā)電。只有在遇到臺風(fēng)等破壞性風(fēng)力時，上升輪抬升轉(zhuǎn)軸的力才會克服轉(zhuǎn)軸和葉片自重以及彈簧的彈力，在驅(qū)動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的同時將轉(zhuǎn)軸向上抬升。此時，轉(zhuǎn)軸下端和傳動機(jī)構(gòu)之間的離合器處于分離狀態(tài)，也就是說，轉(zhuǎn)軸空轉(zhuǎn)，傳動機(jī)構(gòu)和發(fā)電機(jī)靜止不動，這樣就起到了在臺風(fēng)等強(qiáng)風(fēng)天氣時保護(hù)發(fā)電機(jī)及相關(guān)設(shè)備的目的，大大提高了本龍門風(fēng)力發(fā)電裝置的運行可靠性和使用壽命。轉(zhuǎn)軸上套裝的與彈簧兩端配合的輔助推力軸承，可以起到使彈簧相對轉(zhuǎn)軸順暢轉(zhuǎn)動，防止彈簧兩端磨損的作用，既保證了運行可靠性，又避免了摩擦噪音。作為進(jìn)一步改進(jìn)，轉(zhuǎn)軸上還固設(shè)有剎車片，支架上安裝有與剎車片配合的抱閘。在遇到大臺風(fēng)等極端天氣時，可以通過操作抱閘將剎車片抱死，此時轉(zhuǎn)軸和葉片也就相對支架固定不動，相當(dāng)于剎車。這樣，就可以保證在極端天氣時，本龍門風(fēng)力發(fā)電裝置整體停機(jī)，大大提高了使用安全性。作為更進(jìn)一步改進(jìn)，支架上還安裝有能驅(qū)動抱閘動作的風(fēng)機(jī)。當(dāng)有風(fēng)吹動風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動時，風(fēng)機(jī)輸出的電能會輸送給抱閘。在正常風(fēng)力情況下，風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的電能不足以驅(qū)動抱閘動作，因此，葉片和轉(zhuǎn)軸會驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電。在遇到大臺風(fēng)等極端天氣時，風(fēng)機(jī)輸出的電能會驅(qū)動抱閘抱死剎車片，此時龍門風(fēng)力發(fā)電裝置除風(fēng)機(jī)外整體停機(jī)。在大臺風(fēng)等極端天氣過后，風(fēng)機(jī)輸出的電能因為不足以驅(qū)動抱閘動作而自動解除剎車狀態(tài)，此時本龍門風(fēng)力發(fā)電裝置又自動恢復(fù)發(fā)電狀態(tài)。在本龍門風(fēng)力發(fā)電裝置中，風(fēng)力不同，風(fēng)機(jī)輸出的電能不同，因而可以根據(jù)風(fēng)力不同而進(jìn)行剎車或解除剎車的自動控制，無需人員操作，大大降低了維護(hù)成本，適應(yīng)性更強(qiáng)，特別適合在地廣人稀的偏遠(yuǎn)地區(qū)使用。綜上所述，采用這種結(jié)構(gòu)的龍門風(fēng)力發(fā)電裝置，結(jié)構(gòu)合理，風(fēng)能利用率較高、抗風(fēng)能力強(qiáng)、制造及維護(hù)成本低，且發(fā)電機(jī)使用壽命長，特別適合在地廣人稀的偏遠(yuǎn)地區(qū)使用。

結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明圖I為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1為支架，2為轉(zhuǎn)軸，3為葉片，4為發(fā)電機(jī)，5為鍵槽，6為上升輪，7為離合器，8為限位環(huán)，9為彈簧，10為輔助推力軸承，11為剎車片，12為抱閘，13為風(fēng)機(jī)，14為主動盤，15為被動盤,16為齒槽,17為推力軸承，18為轉(zhuǎn)動軸承，19為防雨帽,20為傳動機(jī)構(gòu)。
具體實施方式
如圖I所示，該龍門風(fēng)力發(fā)電裝置包括支架1，支架I呈龍門結(jié)構(gòu)，架設(shè)更方便。支架I上部通過推力軸承17吊裝有轉(zhuǎn)軸2，轉(zhuǎn)軸2可以繞轉(zhuǎn)軸2軸心線自由轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)軸2外 周上固定設(shè)置有葉片3，葉片3的主要作用，是收集風(fēng)力并推動轉(zhuǎn)軸2轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)軸2下端傳動連接有傳動機(jī)構(gòu)20，傳動機(jī)構(gòu)20輸出端傳動連接有發(fā)電機(jī)4。這樣，當(dāng)葉片3推動轉(zhuǎn)軸2轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)軸2會通過傳動機(jī)構(gòu)推動發(fā)電機(jī)4同步轉(zhuǎn)動，也就實現(xiàn)了風(fēng)力發(fā)電的目的。在本龍門風(fēng)力發(fā)電裝置中，轉(zhuǎn)軸2是豎直吊裝在支架I內(nèi)的，也就是說轉(zhuǎn)軸2呈“懸空”狀態(tài)，此時，轉(zhuǎn)軸2及轉(zhuǎn)軸2上葉片3的重量就基本由推力軸承17來支撐。這樣，不但大大降低了傳動機(jī)構(gòu)及發(fā)電機(jī)4對轉(zhuǎn)軸2的承載要求，有助于延長傳動機(jī)構(gòu)及發(fā)電機(jī)4的使用壽命，“懸空”狀態(tài)還大大減小了轉(zhuǎn)軸2的轉(zhuǎn)動阻力，有助于提高風(fēng)能利用率和發(fā)電效率。轉(zhuǎn)軸2上下兩端分別通過轉(zhuǎn)動軸承18對應(yīng)安裝在支架I上，轉(zhuǎn)動軸承18可以為轉(zhuǎn)軸2提供徑向支撐，有效避免徑向晃動問題，有助于提高抗風(fēng)能力。本龍門風(fēng)力發(fā)電裝置由于采用豎直轉(zhuǎn)軸2設(shè)計，在轉(zhuǎn)軸2上沿轉(zhuǎn)軸2軸向設(shè)置大量葉片3，這樣，不但可以增大受風(fēng)面積，而且還可以大大縮短葉片3的長度，大大降低了葉片3的受風(fēng)強(qiáng)度，有助于降低生產(chǎn)成本和對后續(xù)傳動部件的影響。葉片3在縱向上呈中部向前突出，上下兩端向后圓滑過渡的弧形，也就是將葉片3的迎風(fēng)面設(shè)計成凹面，并將葉片3的背風(fēng)面設(shè)計成凸面。這樣，迎風(fēng)的凹面設(shè)計可以起到收集風(fēng)力的作用，增大葉片3的受風(fēng)效果或風(fēng)能利用率；而背風(fēng)的凸面設(shè)計則可以起到降低風(fēng)阻的作用，有助于轉(zhuǎn)軸2順暢轉(zhuǎn)動。葉片3在橫向上設(shè)計成中部靠外周部分向前突出，左右兩端向后圓滑過渡的弧形，可以同樣起到如上所述的集風(fēng)作用。在橫向和縱向弧形結(jié)構(gòu)的配合下，本葉片3就形成了迎風(fēng)面凹背風(fēng)面凸的“勺子”狀結(jié)構(gòu)，“勺子”柄部與轉(zhuǎn)軸2連接，而“勺子” 口部也就是葉片橫向上中部靠外周部分。因為在橫向上中部靠外周部分向前凸出，所以在橫向上風(fēng)力是被集中在“勺子”口部，也就是葉片3中部靠外周部分。葉片3中部靠外周部分距離轉(zhuǎn)軸2較遠(yuǎn)，將風(fēng)力集中在中部靠外周部分可以起到增加力矩的作用，有助于達(dá)到微風(fēng)就能推動轉(zhuǎn)軸2轉(zhuǎn)動的目的。各葉片3繞轉(zhuǎn)軸2外周呈螺旋狀排列，這樣可以用較少數(shù)量的葉片3實現(xiàn)較大面積的整體受風(fēng)面，有助于降低轉(zhuǎn)動自重和成本，還可以持續(xù)接收風(fēng)力、持續(xù)對轉(zhuǎn)軸2施力，有助于實現(xiàn)對轉(zhuǎn)軸2的無級、圓滑驅(qū)動，保證了發(fā)電機(jī)4恒速、穩(wěn)定轉(zhuǎn)動，發(fā)電質(zhì)量更高。轉(zhuǎn)軸2外周兩端部和轉(zhuǎn)動軸承18內(nèi)壁上設(shè)有軸向滑動配合的鍵槽5，鍵槽5的主要作用，是保證轉(zhuǎn)軸2相對轉(zhuǎn)動軸承18內(nèi)環(huán)只能進(jìn)行軸向滑動配合，而不能進(jìn)行相對轉(zhuǎn)動配合。這樣，在轉(zhuǎn)軸2轉(zhuǎn)動時,轉(zhuǎn)軸2還會通過鍵槽5驅(qū)動轉(zhuǎn)動軸承18內(nèi)圈轉(zhuǎn)動,也就是說，轉(zhuǎn)軸2還是在轉(zhuǎn)動軸承18的支撐下自由轉(zhuǎn)動，保證了轉(zhuǎn)軸2轉(zhuǎn)動的順暢性和穩(wěn)定性。轉(zhuǎn)軸
2上還安裝有在風(fēng)吹動下驅(qū)動轉(zhuǎn)軸2上滑的上升輪6，轉(zhuǎn)軸2下端和傳動機(jī)構(gòu)之間安裝有在轉(zhuǎn)軸2下降時與發(fā)電機(jī)4傳動配合并在轉(zhuǎn)軸2上升后與發(fā)電機(jī)4解除傳動配合的離合器7。上升輪6的主要作用，是在受到風(fēng)力吹動時，給予轉(zhuǎn)軸2 —個上升力，風(fēng)力越大，上升輪6給予轉(zhuǎn)軸2的上升力也就越大。當(dāng)遇到臺風(fēng)等風(fēng)力較強(qiáng)的風(fēng)時，上升輪6給予轉(zhuǎn)軸2的上升力會克服轉(zhuǎn)軸2及葉片3的自重而推動轉(zhuǎn)軸2軸向上移。此時，設(shè)置在轉(zhuǎn)軸2下端和傳動機(jī)構(gòu)之間的離合器7會分離開來，也就是說，葉片3推動轉(zhuǎn)軸2轉(zhuǎn)動，但是傳動機(jī)構(gòu)和發(fā)電機(jī)4都是靜止不動的。這樣，就可以在遇到臺風(fēng)等強(qiáng)烈大風(fēng)時，本龍門風(fēng)力發(fā)電裝置具有自動解除傳動關(guān)系、保護(hù)發(fā)電機(jī)4等相關(guān)設(shè)備的作用，大大提高了本龍門風(fēng)力發(fā)電裝置的抗大風(fēng)能力和使用壽命。在本實施例中，所述離合器7包括固設(shè)在轉(zhuǎn)軸2下端的主動盤14和與傳動機(jī)構(gòu)輸入端固接的被動盤15，主動盤14和被動盤15同軸設(shè)置且相鄰盤面上設(shè)有對應(yīng)嚙合的楔形齒槽16。離合器7是通過盤式摩擦結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)傳動離合的，摩擦結(jié)構(gòu)的主體就是主動盤14 和被動盤15。主動盤14可以隨轉(zhuǎn)軸2升降，而被動盤15相對傳動裝置和支架I在軸向上是固定不動的，因此通過控制主動盤14的升降即可實現(xiàn)主動盤14與被動盤15的接觸或分離。主動盤14和被動盤15的對應(yīng)盤面上設(shè)置有相互嚙合的齒槽16，齒槽16可以起到嵌位或增大接觸摩擦力的作用。在風(fēng)力不大時，轉(zhuǎn)軸2及葉片3的重量會使主動盤14壓緊在被動盤15上，此時離合器7處于壓合狀態(tài)。此時，葉片3驅(qū)動轉(zhuǎn)軸2轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)軸2會通過離合器7驅(qū)動發(fā)電機(jī)4轉(zhuǎn)動而發(fā)電。在風(fēng)里較大時，葉片3會在驅(qū)動轉(zhuǎn)軸2轉(zhuǎn)動的同時驅(qū)動轉(zhuǎn)軸2向上滑動，轉(zhuǎn)軸2會帶動主動盤14遠(yuǎn)離被動盤15，此時離合器7處于分離狀態(tài)。此時，葉片3只驅(qū)動轉(zhuǎn)軸2轉(zhuǎn)動，而傳動機(jī)構(gòu)和發(fā)電機(jī)4保持靜止?fàn)顟B(tài)，這樣就保證了在大風(fēng)天氣時發(fā)電機(jī)的運轉(zhuǎn)安全。在本離合器7中，齒槽16橫截面設(shè)置成楔形，這樣主動盤14和被動盤15無論在分離或壓合時，都非常平滑，減少了噪音，有助于離合器7離合動作的順利切換。支架I上臂下方的轉(zhuǎn)軸2上固設(shè)有限位環(huán)8，限位環(huán)8和支架I上臂之間的轉(zhuǎn)軸2上套裝有彈簧9，彈簧9可以利用自身的彈力通過限位環(huán)8來推動轉(zhuǎn)軸2下壓。這樣，在風(fēng)力不是特別大時，風(fēng)力通過上升輪6抬升轉(zhuǎn)軸2的力不足以克服轉(zhuǎn)軸2和葉片3自重以及彈簧9的彈力，此時風(fēng)力將全部用來做功發(fā)電。只有在遇到臺風(fēng)等破壞性風(fēng)力時，上升輪6抬升轉(zhuǎn)軸2的力才會克服轉(zhuǎn)軸2和葉片3自重以及彈簧9的彈力，在驅(qū)動轉(zhuǎn)軸2轉(zhuǎn)動的同時將轉(zhuǎn)軸2向上抬升。此時，轉(zhuǎn)軸2下端和傳動機(jī)構(gòu)之間的離合器7處于分離狀態(tài)，也就是說，轉(zhuǎn)軸2空轉(zhuǎn)，傳動機(jī)構(gòu)和發(fā)電機(jī)4靜止不動，這樣就起到了在臺風(fēng)等強(qiáng)風(fēng)天氣時保護(hù)發(fā)電機(jī)4及相關(guān)設(shè)備的目的，大大提高了本龍門風(fēng)力發(fā)電裝置的運行可靠性和使用壽命。轉(zhuǎn)軸上套裝的與彈簧兩端配合的輔助推力軸承10，在轉(zhuǎn)軸2轉(zhuǎn)動時，可以起到使彈簧相對轉(zhuǎn)軸順暢轉(zhuǎn)動，防止限位環(huán)帶動彈簧轉(zhuǎn)動而造成彈簧兩端磨損的作用，既保證了運行可靠性，又避免了摩擦噪音。在本實施例中，轉(zhuǎn)軸2上還固設(shè)有剎車片11，剎車片11呈圓盤狀，支架I上安裝有與剎車片11配合的抱閘12。在遇到大臺風(fēng)等極端天氣時，可以通過手動操作抱閘12將剎車片11抱死，此時轉(zhuǎn)軸2和葉片3也就相對支架I固定不動，相當(dāng)于剎車。這樣，就可以保證在極端天氣時，本龍門風(fēng)力發(fā)電裝置整體停機(jī)，大大提高了使用安全性。支架I上還安裝有能驅(qū)動抱閘12動作的風(fēng)機(jī)13。當(dāng)有風(fēng)吹動風(fēng)機(jī)13轉(zhuǎn)動時，風(fēng)機(jī)13輸出的電能會輸送給抱閘12。在正常風(fēng)力情況下，風(fēng)機(jī)13產(chǎn)生的電能不足以驅(qū)動抱閘12動作，因此，葉片3和轉(zhuǎn)軸2會驅(qū)動發(fā)電機(jī)4發(fā)電。在遇到大臺風(fēng)等極端天氣時，風(fēng)機(jī)13輸出的電能會驅(qū)動抱閘12抱死剎車片11，此時龍門風(fēng)力發(fā)電裝置除風(fēng)機(jī)13外整體停機(jī)。在大臺風(fēng)等極端天氣過后，風(fēng)機(jī)13輸出的電能因為不足以驅(qū)動抱閘12動作而自動解除剎車狀態(tài)，此時本龍門風(fēng)力發(fā)電裝置又自動恢復(fù)發(fā)電狀態(tài)。在本龍門風(fēng)力發(fā)電裝置中，風(fēng)力不同，風(fēng)機(jī)13輸出的電能不同，因而可以根據(jù)風(fēng)力不同而進(jìn)行剎車或解除剎車的自動控制，無需人員操作，大大降低了維護(hù)成本，適應(yīng)性更強(qiáng)，特別適合在地廣人稀的偏遠(yuǎn)地區(qū)使用。在本實施例中，支架I上端安裝有防雨帽，可以防止雨水灌入軸承內(nèi)，有助于保證該龍門風(fēng)力發(fā)電裝置的可靠運行。傳動機(jī)構(gòu)采用常規(guī)傳動結(jié)構(gòu)設(shè)計，其工作原理屬于公知技術(shù)，在此不再細(xì)述。
權(quán)利要求1.ー種龍門風(fēng)カ發(fā)電裝置，其特征是包括支架(1)，支架(I)上臂通過推力軸承(17)吊裝有轉(zhuǎn)軸(2)，轉(zhuǎn)軸(2)兩端分別通過轉(zhuǎn)動軸承(18)安裝在支架(I)上，轉(zhuǎn)軸(2)上固裝有能夠驅(qū)動轉(zhuǎn)軸(2)轉(zhuǎn)動的葉片(3)，支架(I)底部安裝有通過傳動機(jī)構(gòu)與轉(zhuǎn)軸(2)下端傳動連接的發(fā)電機(jī)⑷。
2.如權(quán)利要求I所述的龍門風(fēng)カ發(fā)電裝置，其特征是葉片(3)在縱向上呈中部向前突出，上下兩端向后圓滑過渡的弧形，葉片(3)在橫向上呈中部靠外周部分向前突出，左右兩端向后圓滑過渡的弧形。
3.如權(quán)利要求2所述的龍門風(fēng)カ發(fā)電裝置，其特征是葉片(3)繞轉(zhuǎn)軸(2)外周呈螺旋狀排列。
4.如權(quán)利要求1-3任ー權(quán)利要求所述的龍門風(fēng)カ發(fā)電裝置，其特征是轉(zhuǎn)軸(2)外周兩端部和轉(zhuǎn)動軸承(18)內(nèi)壁上設(shè)有軸向滑動配合的鍵槽(5)，轉(zhuǎn)軸(2)上還安裝有在風(fēng)吹動下驅(qū)動轉(zhuǎn)軸(2)上滑的上升輪￠)，轉(zhuǎn)軸(2)下端和傳動機(jī)構(gòu)之間安裝有在轉(zhuǎn)軸(2)下降時與發(fā)電機(jī)(4)傳動配合并在轉(zhuǎn)軸(2)上升后與發(fā)電機(jī)(4)解除傳動配合的離合器(7)。
5.如權(quán)利要求4所述的龍門風(fēng)カ發(fā)電裝置，其特征是所述離合器(7)包括固設(shè)在轉(zhuǎn)軸(2)下端的主動盤(14)和與傳動機(jī)構(gòu)輸入端固接的被動盤(15)，主動盤(14)和被動盤(15)同軸設(shè)置且相鄰盤面上設(shè)有對應(yīng)嚙合的楔形齒槽(16)。
6.如權(quán)利要求5所述的龍門風(fēng)カ發(fā)電裝置，其特征是支架(I)上臂下方的轉(zhuǎn)軸(2)上固設(shè)有限位環(huán)(8)，限位環(huán)(8)和支架(I)上臂之間的轉(zhuǎn)軸(2)上套裝有彈簧(9)，彈簧(9)兩端的轉(zhuǎn)軸(2)上安裝有輔助推力軸承(10)。
7.如權(quán)利要求6所述的龍門風(fēng)カ發(fā)電裝置，其特征是轉(zhuǎn)軸(2)上還固設(shè)有剎車片(11)，支架(I)上安裝有與剎車片(11)配合的抱閘(12)。
8.如權(quán)利要求7所述的龍門風(fēng)カ發(fā)電裝置，其特征是支架(I)上還安裝有能驅(qū)動抱閘(12)動作的風(fēng)機(jī)(13)。
專利摘要本實用新型公開了一種龍門風(fēng)力發(fā)電裝置，包括支架，支架上臂通過推力軸承吊裝有轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸兩端分別通過轉(zhuǎn)動軸承安裝在支架上，轉(zhuǎn)軸上固裝有能夠驅(qū)動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的葉片，支架底部安裝有通過傳動機(jī)構(gòu)與轉(zhuǎn)軸下端傳動連接的發(fā)電機(jī)。轉(zhuǎn)軸外周兩端部和轉(zhuǎn)動軸承內(nèi)壁上設(shè)有軸向滑動配合的鍵槽，轉(zhuǎn)軸上還安裝有在風(fēng)吹動下驅(qū)動轉(zhuǎn)軸上滑的上升輪，轉(zhuǎn)軸下端和傳動機(jī)構(gòu)之間安裝有在轉(zhuǎn)軸下降時與發(fā)電機(jī)傳動配合并在轉(zhuǎn)軸上升后與發(fā)電機(jī)解除傳動配合的離合器。采用這種結(jié)構(gòu)的龍門風(fēng)力發(fā)電裝置，結(jié)構(gòu)合理，風(fēng)能利用率較高、抗風(fēng)能力強(qiáng)、制造及維護(hù)成本低，且發(fā)電機(jī)使用壽命長，特別適合在地廣人稀的偏遠(yuǎn)地區(qū)使用。
文檔編號F03D9/00GK202628396SQ201220326929
公開日2012年12月26日 申請日期2012年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月2日
發(fā)明者賀盛堂, 賀韡, 李秀美 申請人:賀盛堂