專利名稱：塔架式多級液壓垂直軸風(fēng)力發(fā)電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)電機，特別涉及一種塔架式多級液壓垂直軸風(fēng)力發(fā)電機。
背景技術(shù)：
風(fēng)能作為可再生能源的一種，在中國的儲藏量相當豐富。根據(jù)國家氣象局的資料，中國離地10米高的風(fēng)能資源總儲量約32. 26億千瓦，其中可開發(fā)和利用的陸地上風(fēng)能儲量有2. 53億千瓦，50米高度的風(fēng)能資源比10米高度多一倍，為5億多千瓦；近?？砷_發(fā)和利用的風(fēng)能儲量有7. 5億千瓦。目前,隨著人們對風(fēng)力發(fā)電認識的日漸提高和小型風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的不斷成熟，其應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛，如獨立運行的無電地區(qū)電力建設(shè)的集中供電系統(tǒng)(村落電站)和戶用系統(tǒng)、電網(wǎng)無法覆蓋地區(qū)的無電村落或用戶的供電、通信基站、高速公路/鐵路監(jiān)控、森林防火等的監(jiān)測站、部隊邊防哨所、航標燈、油田、教學(xué)示范等的供電服務(wù)等。傳統(tǒng)單級垂直軸風(fēng)力發(fā)電機存在獲得能量低、速度控制困難、自啟動能力差以及發(fā)電效率低等缺陷，其限制了風(fēng)力發(fā)電機的規(guī)?；瘧?yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種塔架式多級液壓垂直軸風(fēng)力發(fā)電機。為解決上述技術(shù)問題，本塔架式多級液壓風(fēng)力垂直軸發(fā)電機包括塔架式垂直軸風(fēng)力機和發(fā)電機或發(fā)電機組，其中塔架式垂直軸風(fēng)力機包括塔架、設(shè)置在塔架上的風(fēng)輪和風(fēng)輪輸出軸、液壓管路、液壓馬達和儲液箱，所述液壓馬達與所述發(fā)電機或發(fā)電機組相連接并為其提供動力，其還包括分液壓馬達；所述塔架包括至少兩層結(jié)構(gòu)，每層均設(shè)有至少一組風(fēng)輪、風(fēng)輪輸出軸和分液壓馬達，風(fēng)輪輸出軸通過聯(lián)軸器與分液壓馬達輸入軸連接；所述液壓管路一端與儲液箱連接，另一端分為若干支路，各支路分別經(jīng)過各分液壓馬達后，匯聚為動力管路經(jīng)過液壓馬達，然后接回儲液箱。如此設(shè)計，風(fēng)輪高度升高，其提供的動力增加，在每一組由風(fēng)輪、風(fēng)輪輸出軸和分液壓馬達組成的模塊中，每級風(fēng)輪通過與各自連接的分液壓馬達輸出液壓，匯聚后直接驅(qū)動液壓馬達，該液壓馬達與相匹配的發(fā)電機或發(fā)電機組相連接，實現(xiàn)了 “多對一”的轉(zhuǎn)換模式，克服了傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機獲得能量低的缺陷。作為優(yōu)化，所述發(fā)電機或發(fā)電機組上設(shè)有轉(zhuǎn)速傳感器，所述液壓馬達上游動力管路上設(shè)有流量閥；所述轉(zhuǎn)速傳感器與流量閥之間設(shè)有反饋回路。如此設(shè)計，液壓馬達的轉(zhuǎn)速通過轉(zhuǎn)速傳感器進行監(jiān)控和反饋，由流量閥和高速變量液壓馬達實施調(diào)節(jié)，維持液壓馬達的轉(zhuǎn)速不變，使發(fā)出的電的頻率不變，克服了傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機速度控制困難的缺陷。作為優(yōu)化，所述液壓管路的動力管路上于流量閥上游設(shè)有能量匯聚單元。如此設(shè)計，便于匯聚由各支路輸出的能量。作為優(yōu)化，所述液壓管路的動力管路上于能量匯聚單元上游設(shè)有液壓儲能器。如此設(shè)計，由于風(fēng)能的隨機性和間歇性，通過增設(shè)液壓蓄能器將多余能量以液壓能的方式存儲起來，使得驅(qū)動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速控制和電氣控制更加簡單易行，同時其能夠吸收因風(fēng)力過大時液壓系統(tǒng)產(chǎn)生的沖擊和壓力脈動。作為優(yōu)化，所述液壓馬達與發(fā)電機或發(fā)電機組之間設(shè)有動力傳輸單元。作為優(yōu)化，還包括自啟動蓄能器，該自啟動蓄能器通過連通管路接入液壓管路，并于該連通管路上設(shè)有電磁閥。如此設(shè)計，首次啟動時，系統(tǒng)先向自啟動蓄能器供液，當自啟動蓄能器的壓力繼電器檢測到其壓力達到設(shè)定壓力時，為自啟動蓄能器供液的電磁閥斷電，閥門關(guān)閉，停止為其供液；當壓力繼電器檢測到自啟動蓄能器壓力小于設(shè)定值時，電磁閥開啟，對自啟動蓄能器進行充液。當風(fēng)輪啟動時，電磁閥開啟，自啟動蓄能器內(nèi)的液體進入分液壓馬達的吸油口，推動分液壓馬達的軸轉(zhuǎn)動，從而驅(qū)動風(fēng)輪轉(zhuǎn)動。作為優(yōu)化，所述液壓管路各支路于分液壓馬達下游設(shè)有壓力繼電器。如此設(shè)計，保證每級風(fēng)輪驅(qū)動分液壓馬達輸出的壓力相同，而輸出流量不同，實現(xiàn)在風(fēng)速較低時，通過上一級風(fēng)輪產(chǎn)生的能量彌補最低級風(fēng)輪產(chǎn)生能量的不足，確保發(fā)電機或發(fā)電機組正常發(fā)電。作為優(yōu)化，所述塔架各層均為N邊形結(jié)構(gòu)，其中N > 3。如此設(shè)計，塔架結(jié)構(gòu)堅固且穩(wěn)定性強，對于各組件的固定牢固，同時節(jié)約了土地的使用量，擴大了選址范圍。作為優(yōu)化，所述塔架相鄰兩層之間距離為10m。如此設(shè)計，理論上，風(fēng)輪每抬高10m，上IOm處風(fēng)輪發(fā)電是下IOm處風(fēng)輪發(fā)電的2倍。作為優(yōu)化，所述風(fēng)輪為H型垂直軸風(fēng)力機風(fēng)輪，其通過一對聯(lián)軸器套入分液壓馬達輸出軸并鎖緊；所述分液壓馬達為恒功率內(nèi)曲線變量液壓馬達，所述液壓馬達為高速變量液壓馬達；所述儲液箱為預(yù)壓式儲液箱；所述流量閥為高性能比例流量閥，所述電磁閥為電磁球閥。如此設(shè)計，H型垂直軸風(fēng)力機可接收來自任何方向的風(fēng)，無須對風(fēng)，增速齒輪箱和發(fā)電機可安裝在地面上，運行維修方便；液壓油箱放置在地面，而分液壓馬達放置在具有一定高度的塔架上，吸程較大，故儲液箱采用預(yù)壓式儲液箱，預(yù)壓式儲液箱內(nèi)具有一定的壓力，可防止分液壓馬達吸空。本發(fā)明塔架式多級液壓垂直軸風(fēng)力發(fā)電機克服了傳統(tǒng)垂直軸風(fēng)力發(fā)電機獲得能量低、速度控制困難、自啟動能力差和發(fā)電效率低等缺陷，廣泛適用于風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，尤其適合獨立運行的無電地區(qū)電力建設(shè)的集中供電系統(tǒng)和戶用系統(tǒng)、電網(wǎng)無法覆蓋地區(qū)的無電村落或用戶的供電、通信基站、高速公路/鐵路監(jiān)控、森林防火等的監(jiān)測站、部隊邊防哨所、航標燈、油田、教學(xué)示范等供電服務(wù)。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明塔架式多級液壓垂直軸風(fēng)力發(fā)電機作進一步說明圖1是本塔架式多級液壓垂直軸風(fēng)力發(fā)電機的平面結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1-發(fā)電機或發(fā)電機組、2-塔架、3-H型垂直軸風(fēng)力機風(fēng)輪、4-風(fēng)輪輸出軸、
5-液壓管路、6-高速變量液壓馬達、7-預(yù)壓式儲液箱、8-恒功率內(nèi)曲線變量液壓馬達、9-聯(lián)軸器、10-支路、11-動力管路、12-轉(zhuǎn)速傳感器、13-高性能比例流量閥、14-反饋回路、15-能量匯聚單元、16-液壓儲能器、17-動力傳輸單元、18-自啟動蓄能器、19-連通管路、20-電磁球閥、21-壓力繼電器。
具體實施例方式實施方式一如圖1所示,本塔架式多級液壓垂直軸風(fēng)力發(fā)電機包括塔架式垂直軸風(fēng)力機和發(fā)電機或發(fā)電機組1，其中塔架式垂直軸風(fēng)力機包括塔架2、設(shè)置在塔架上的H型垂直風(fēng)力機風(fēng)輪3和風(fēng)輪輸出軸4、液壓管路5、高速變量液壓馬達6和預(yù)壓式儲液箱7，所述高速變量液壓馬達6與所述發(fā)電機或發(fā)電機組I相連接并為其提供動力，其還包括恒功率內(nèi)曲線變量液壓馬達8 ;所述塔架I包括三層、相鄰兩層之間距離為IOm的三邊形結(jié)構(gòu)，每層均設(shè)有一組H型垂直風(fēng)力機風(fēng)輪3、風(fēng)輪輸出軸4和恒功率內(nèi)曲線變量液壓馬達8，風(fēng)輪輸出軸4通過一對聯(lián)軸器9套入恒功率內(nèi)曲線變量液壓馬達8輸出軸并鎖緊；所述液壓管路5 —端與預(yù)壓式儲液箱7連接，另一端分為若干支路10，各支路10分別經(jīng)過各恒功率內(nèi)曲線變量液壓馬達8，匯聚為動力管路11經(jīng)過高速變量液壓馬達6，然后接回預(yù)壓式儲液箱7。所述發(fā)電機或發(fā)電機組上I設(shè)有轉(zhuǎn)速傳感器12，所述高速變量液壓馬達6上游動力管路11上設(shè)有高性能比例流量閥13 ;所述轉(zhuǎn)速傳感器12與高性能比例流量閥13之間設(shè)有反饋回路14。所述液壓管路5的動力管路11上于高性能比例流量閥13上游設(shè)有能量匯聚單元15。所述液壓管路5的動力管路11上于能量匯聚單元15上游設(shè)有液壓儲能器16。所述高速變量液壓馬達6與發(fā)電機或發(fā)電機組I之間設(shè)有動力傳輸單元17。還包括自啟動蓄能器18，該自啟動蓄能器18通過連通管路19接入液壓管路5，并于該連通管路19上設(shè)有電磁球閥20。所述液壓管路5各支路10于恒功率內(nèi)曲線變量液壓馬達8下游設(shè)有壓力繼電器21。上述實施方式旨在舉例說明本發(fā)明可為本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員實現(xiàn)或使用，對上述實施方式進行修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，故本發(fā)明包括但不限于上述實施方式，任何符合本權(quán)利要求書或說明書描述，符合與本文所公開的原理和新穎性、創(chuàng)造性特點的產(chǎn)品，均落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種塔架式多級液壓垂直軸風(fēng)力發(fā)電機，包括塔架式垂直軸風(fēng)力機和發(fā)電機或發(fā)電機組，其中塔架式垂直軸風(fēng)力機包括塔架、設(shè)置在塔架上的風(fēng)輪和風(fēng)輪輸出軸、液壓管路、液壓馬達和儲液箱，所述液壓馬達與所述發(fā)電機或發(fā)電機組相連接并為其提供動力，其特征在于還包括分液壓馬達；所述塔架包括至少兩層結(jié)構(gòu)，每層均設(shè)有至少一組風(fēng)輪、風(fēng)輪輸出軸和分液壓馬達，風(fēng)輪輸出軸通過聯(lián)軸器與分液壓馬達輸入軸連接；所述液壓管路一端與儲液箱連接，另一端分為若干支路，各支路分別經(jīng)過各分液壓馬達后，匯聚為動力管路經(jīng)過液壓馬達，然后接回儲液箱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塔架式多級液壓垂直軸風(fēng)力發(fā)電機，其特征在于所述發(fā)電機或發(fā)電機組上設(shè)有轉(zhuǎn)速傳感器，所述液壓馬達上游動力管路上設(shè)有流量閥；所述轉(zhuǎn)速傳感器與流量閥之間設(shè)有反饋回路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的塔架式多級液壓垂直軸風(fēng)力發(fā)電機，其特征在于所述液壓管路的動力管路上于流量閥上游設(shè)有能量匯聚單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的塔架式多級液壓垂直軸風(fēng)力發(fā)電機，其特征在于所述液壓管路的動力管路上于能量匯聚單元上游設(shè)有液壓儲能器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的塔架式多級液壓垂直軸風(fēng)力發(fā)電機，其特征在于所述液壓馬達與發(fā)電機或發(fā)電機組之間設(shè)有動力傳輸單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塔架式多級液壓垂直軸風(fēng)力發(fā)電機，其特征在于還包括自啟動蓄能器，該自啟動蓄能器通過連通管路接入液壓管路，并于該連通管路上設(shè)有電磁閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塔架式多級液壓垂直軸風(fēng)力發(fā)電機，其特征在于所述液壓管路各支路于分液壓馬達下游設(shè)有壓力繼電器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的塔架式多級液壓垂直軸風(fēng)力發(fā)電機，其特征在于所述塔架各層均為N邊形結(jié)構(gòu)，其中N > 3。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的塔架式多級液壓垂直軸風(fēng)力發(fā)電機，其特征在于所述塔架相鄰兩層之間距離為10m。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的塔架式多級液壓垂直軸風(fēng)力發(fā)電機，其特征在于所述風(fēng)輪為H型垂直軸風(fēng)力機風(fēng)輪，其通過一對聯(lián)軸器套入分液壓馬達輸出軸并鎖緊；所述分液壓馬達為恒功率內(nèi)曲線變量液壓馬達，所述液壓馬達為高速變量液壓馬達；所述儲液箱為預(yù)壓式儲液箱；所述流量閥為高性能比例流量閥，所述電磁閥為電磁球閥。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種塔架式多級液壓垂直軸風(fēng)力發(fā)電機傳統(tǒng)單級垂直軸風(fēng)力發(fā)電機存在獲得能量低、速度控制困難、自啟動能力差以及發(fā)電效率低等缺陷。本塔架式多級液壓風(fēng)力垂直軸發(fā)電機還包括分液壓馬達；所述塔架包括至少兩層結(jié)構(gòu)，每層均設(shè)有至少一組風(fēng)輪、風(fēng)輪輸出軸和分液壓馬達，風(fēng)輪輸出軸通過聯(lián)軸器與分液壓馬達輸入軸連接；所述液壓管路一端與儲液箱連接，另一端分為若干支路，各支路分別經(jīng)過各分液壓馬達后，匯聚為動力管路經(jīng)過液壓馬達，然后接回儲液箱。本發(fā)明傳統(tǒng)垂直軸風(fēng)力發(fā)電機的缺陷，廣泛適用于風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，尤其適合村落、通信基站、路面監(jiān)控、森林防火等的監(jiān)測站、部隊邊防哨所、航標燈、油田、教學(xué)示范等供電服務(wù)。
文檔編號F03D9/02GK103047088SQ20131001293
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月15日
發(fā)明者孫明剛, 張立軍 申請人:青島經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)泰合海浪能研究中心