風(fēng)電塔的制作方法
【專利摘要】風(fēng)電塔是利用大氣流動(dòng)所形成的力——風(fēng)力，可以在廣度和高度上分區(qū)和分層截獲的特點(diǎn)，采用塔架將若干臺(tái)數(shù)百瓦至1千瓦左右的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)分開、分層安裝以截獲風(fēng)力，所得風(fēng)力為塔上所有小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)截獲的風(fēng)力之和的原理，為解決風(fēng)力較小地區(qū)開展風(fēng)力發(fā)電而發(fā)明的一種風(fēng)力發(fā)電設(shè)施。本發(fā)明的目的是推廣、普及風(fēng)力發(fā)電，最終用無償能源取代有償能源。
【專利說明】風(fēng)電塔

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電設(shè)施，尤其是一種由多個(gè)小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)和立桿、橫桿等組成的風(fēng)電塔，屬于電力電子【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]有資料顯示:我國(guó)的廣大國(guó)土上處處都是風(fēng)力發(fā)電資源，我國(guó)全境全年的平均風(fēng)力都在2級(jí)以上，且大多數(shù)地區(qū)在多數(shù)時(shí)間里的陣風(fēng)還能達(dá)到3至4級(jí)或以上，有些“風(fēng)口”地段甚至常年都有7級(jí)左右的大風(fēng)。由此可見，我國(guó)發(fā)展風(fēng)力發(fā)電是大有可為的，但目前我國(guó)的風(fēng)力發(fā)電還主要集中在“風(fēng)口 ”地區(qū)，其它地區(qū)除偶爾可見零星的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)外，風(fēng)力發(fā)電在我國(guó)還沒有普遍開展起來，究其原因，主要是因?yàn)榇蠖鄶?shù)地區(qū)的風(fēng)力較小，使單臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率做不大，因而難以產(chǎn)生最低要求的經(jīng)濟(jì)效益。
[0003]風(fēng)力發(fā)電從形式上看是“風(fēng)車”和“發(fā)電機(jī)”的結(jié)合，兩者都是歷經(jīng)了千年百年的傳統(tǒng)技術(shù)，怎樣才能使這門“古老”的技術(shù)重放異彩，尤其是怎樣使其跨越在風(fēng)力較小地區(qū)難以獲得令人滿意的效益這道坎，是本發(fā)明的宗旨。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的原理是利用大氣流動(dòng)所形成的力一風(fēng)力，可以在廣度和高度上分區(qū)和分層截獲的特點(diǎn)，采用塔架，將若干臺(tái)數(shù)百瓦至I千瓦左右的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)分開、分層安裝以截獲風(fēng)力，所得風(fēng)力為塔架上所有小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)所截獲的風(fēng)力之和。
[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種由多臺(tái)小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)和由鋼管搭成的塔架等組成的風(fēng)力發(fā)電設(shè)施一風(fēng)電塔；
[0006]本發(fā)明的另一目的在于提供一種發(fā)電量可以調(diào)整的風(fēng)電塔；
[0007]本發(fā)明的又一目的在于提供一種可以安裝于包括樓頂、農(nóng)田在內(nèi)的各種地形的風(fēng)電塔；
[0008]本發(fā)明的再一目的在于提供一種能夠源源不斷地提供無償電能并能夠產(chǎn)生令人滿意的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的風(fēng)電塔，
[0009]本發(fā)明的最終目的是推廣、普及風(fēng)力發(fā)電，用無償能源取代有償能源。
[0010]以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明風(fēng)電塔的原理、構(gòu)造、技術(shù)特征等進(jìn)行詳細(xì)描述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]附圖1為小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)與風(fēng)電塔的層間立桿組合結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]附圖2為三角形三層風(fēng)電塔構(gòu)造示意圖。
[0013]附圖3為正方形三層風(fēng)電塔構(gòu)造示意圖。
[0014]附圖4為方陣形三層風(fēng)電塔構(gòu)造示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]參見附圖1。如圖所示為小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)與風(fēng)電塔的層間立桿組合結(jié)構(gòu)示意圖，圖中=(DJll)為小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的機(jī)芯一發(fā)電機(jī)；(DJ12)為小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)葉；(DJ15)為小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)向舵；(DJ13)為風(fēng)電塔的層間立桿，層間立桿是風(fēng)電塔上小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的載體，層間立桿的材料為直徑等于/小于50mm的鋼管；(DJlO)是為了使小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)能夠與層間立桿組合在一起而設(shè)在兩者之間的一個(gè)多功能結(jié)構(gòu)件，(DJlO)位于小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的重心，層間立桿從中穿過，如(DJ16)的圓內(nèi)所示；(DJlO)的基本作用有三:一是使小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)如圖能夠與層間立桿保持垂直和與地面保持平行；二是使小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)能夠在風(fēng)向舵的引導(dǎo)下，通過(DJlO)的帶有的兩個(gè)軸承(DJ14)圍繞層間立桿作360度轉(zhuǎn)動(dòng)；三是再利用相互絕緣的兩軸承(DJ14)傳輸發(fā)電機(jī)電流，并通過導(dǎo)線從層間立桿中穿出(圖中未示出)；(DJ18)為多功能結(jié)構(gòu)件所帶的環(huán)形扣件，通過它將小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)扣在層間立桿的中點(diǎn)上；大圓(DJ17)所示為本組合的范圍。
[0016]參見附圖2。如圖所示為三角形三層風(fēng)電塔的構(gòu)造示意圖，三角形風(fēng)電塔一般為等邊三角形，但也可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)成直角三角形/不等邊三角形。圖中:(ST23)為支撐立桿，三角形三層風(fēng)電塔共有3根支撐立桿，支撐立桿的材料為直徑等于/小于50mm的鋼管，支撐立桿的長(zhǎng)度根據(jù)風(fēng)電塔架設(shè)的高度而定，架設(shè)在地面一般取1m左右，架設(shè)在樓頂上則可取2m左右；(ST29)為風(fēng)電塔的層間立桿，層間立桿的材料與支撐立桿相同為直徑等于/小于50_鋼管，層間立桿的長(zhǎng)度一般取大于/等于小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)直徑的2倍，三角形三層風(fēng)電塔共有9根層間立桿；風(fēng)電塔的立桿之所以采取支撐立桿和層間立桿相拼接的結(jié)構(gòu)，主要是為了方便增加/減少風(fēng)電塔的層數(shù)，也即風(fēng)電塔是可以根據(jù)實(shí)際需要通過增加/減少安裝層數(shù)來增減發(fā)電量的，另外也為了方便檢修；(ST25)為橫桿，三角形三層風(fēng)電塔每層有三根橫桿，加上頂層橫桿，三角形三層風(fēng)電塔的橫桿共有12根，橫桿的材料為直徑小于/等于50mm的鋼管，橫桿的長(zhǎng)度一般大于/等于小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)直徑的2倍，橫桿在三角形風(fēng)電塔中的作用有三:一是與立桿組合成為一個(gè)三角形立方體，起到穩(wěn)固風(fēng)電塔的作用；二是每層橫桿都形成一個(gè)水平面，起到使立桿與地面保持垂直的作用；三是需要時(shí)可兼做布線管；(ST22)為附圖1所示的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，三角形三層風(fēng)電塔每層有3臺(tái)，三層共有9臺(tái)，一般9臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行，所發(fā)電量等于9臺(tái)小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)之和；(ST26)為三角形三層風(fēng)電塔的第一層；(ST27)為三角形三層風(fēng)電塔的第二層；(ST28)為三角形三層風(fēng)電塔的第三層，如需增加發(fā)電量可在第三層上增加層數(shù)，但由于三角形風(fēng)電塔的地面面積小穩(wěn)固性有限，因此一般不宜超過5層以上；反之如需減少發(fā)電量，只需拆除第三層即可；(ST21)為支撐立桿、層間立桿、橫桿三者聯(lián)接的節(jié)點(diǎn)，三角形三層風(fēng)電塔共有12個(gè)節(jié)點(diǎn)，聯(lián)接鋼管的方式雖然有許多種，但為了便于拆裝和檢修，風(fēng)電塔的層間立桿與橫桿之間均采取統(tǒng)一的鋼質(zhì)專用扣件相聯(lián)；(ST24)為風(fēng)電塔支撐立桿的底座，底座為鋼板材料，其作用是與地面固定、防止支撐立桿陷落以及用作避雷的地線；另外，底座還可以兼有調(diào)節(jié)高度的功能，但實(shí)現(xiàn)該功能的方法和形式很多，且都是圍繞底座來完成的，因此本圖及以下附圖都略去不再示出。
[0017]如500W風(fēng)機(jī)的效率以40%計(jì)，三角形三層風(fēng)電塔全年約可發(fā)15768度電。
[0018]參見附圖3。如圖所示為方形三層風(fēng)電塔的構(gòu)造示意圖，方形風(fēng)電塔一般為正方形，但也可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)成長(zhǎng)方形/菱形等。圖中:(FT33)為支撐立桿，方形三層風(fēng)電塔共有4根支撐立桿，支撐立桿的材料為直徑等于/小于50mm的鋼管，支撐立桿的長(zhǎng)度根據(jù)風(fēng)電塔架設(shè)的高度而定，架設(shè)在地面一般取1m左右，架設(shè)在樓頂上則可取2m左右；(FT39)為風(fēng)電塔的層間立桿，層間立桿的材料與支撐立桿相同為直徑等于/小于50mm的鋼管，層間立桿的長(zhǎng)度一般取大于/等于小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)直徑的2倍，方形三層風(fēng)電塔共有12根層間立桿；風(fēng)電塔的立桿之所以采取支撐立桿和層間立桿相拼接的結(jié)構(gòu)，主要是為了方便增加/減少風(fēng)電塔的層數(shù)，也即風(fēng)電塔是可以根據(jù)實(shí)際需要通過增加/減少安裝層數(shù)來增減發(fā)電量的，另外也為了方便檢修；(FT35)為橫桿，方形三層風(fēng)電塔每層有4根橫桿，加上頂層橫桿，方形三層風(fēng)電塔的橫桿共有16根,橫桿的材料為直徑小于/等于50mm的鋼管，橫桿的長(zhǎng)度一般大于/等于小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)直徑的2倍，橫桿在方形風(fēng)電塔中的作用有三:一是與立桿組合成為一個(gè)方形立方體，起到穩(wěn)固風(fēng)電塔的作用；二是每層橫桿都形成一個(gè)水平面，起到使立桿與地面保持垂直的作用；三是需要時(shí)可兼做布線管；(FT32)為附圖1所示的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，方形風(fēng)電塔每層有4臺(tái)，三層共有12臺(tái)，一般12臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行，所發(fā)電量等于12臺(tái)小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)之和；(FT36)為方形三層風(fēng)電塔的第一層；(FT37)為方形三層風(fēng)電塔的第二層；(FT38)為方形三層風(fēng)電塔的第三層，如需增加發(fā)電量可在第三層上增加層數(shù)，但由于方形風(fēng)電塔的地面面積小穩(wěn)固性有限，因此一般不宜超過5層；反之如需減少發(fā)電量，只需拆除第三層等即可；(FT31)為支撐立桿、層間立桿、橫桿三者聯(lián)接的節(jié)點(diǎn)，方形三層風(fēng)電塔共有16個(gè)節(jié)點(diǎn)，聯(lián)接鋼管的方式雖然有許多種，但為了便于拆裝和檢修，風(fēng)電塔的層間立桿與橫桿之間均采取統(tǒng)一的鋼質(zhì)專用扣件相聯(lián)；(FT34)為風(fēng)電塔立桿的底座，底座為鋼板材料，其作用是與地面固定、防止支撐立桿陷落以及用作避雷的地線。
[0019]如500W風(fēng)機(jī)的效率以40 %計(jì)，方形三層風(fēng)電塔全年約可發(fā)21024度電。
[0020]參見附圖4。如圖所示為方陣形三層風(fēng)電塔構(gòu)造示意圖，方陣形風(fēng)電塔理論上可以包涵無數(shù)個(gè)方陣，但實(shí)際上它是有限的，本圖只含4個(gè)方陣，因此也可稱它為4方陣三層風(fēng)電塔。圖中:(ZT43)為支撐立桿，4方陣三層風(fēng)電塔共有9根支撐立桿，支撐立桿的材料為直徑等于/小于50mm的鋼管，支撐立桿的長(zhǎng)度根據(jù)風(fēng)電塔架設(shè)的高度而定，架設(shè)在地面一般取1m左右，架設(shè)在樓頂上則可取2m左右；(ZT49)為風(fēng)電塔的層間立桿，層間立桿的材料與支撐立桿相同為直徑等于/小于50mm的鋼管，層間立桿的長(zhǎng)度一般取大于/等于小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)直徑的2倍，4方陣三層風(fēng)電塔共有27根層間立桿；風(fēng)電塔的立桿之所以采取支撐立桿和層間立桿相拼接的結(jié)構(gòu)，主要是為了方便增加/減少風(fēng)電塔的層數(shù)，也即風(fēng)電塔是可以根據(jù)實(shí)際需要通過增加/減少安裝層數(shù)來增減發(fā)電量的，另外也為了方便檢修；(ZT45)為橫桿，4方陣三層風(fēng)電塔每層有12根橫桿，加上頂層橫桿，4方陣三層風(fēng)電塔的橫桿共有48根,橫桿的材料為直徑小于/等于50mm的鋼管,橫桿的長(zhǎng)度一般大于/等于小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)直徑2倍，橫桿在4方陣風(fēng)電塔中的作用有三:一是與立桿組合成為一個(gè)方陣形立方體，起到穩(wěn)固風(fēng)電塔的作用；二是每層橫桿都形成一個(gè)水平面，起到使立桿與地面保持垂直的作用；三是需要時(shí)可兼做布線管；(ZT42)為附圖1所示的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，4方陣三層風(fēng)電塔每層有9臺(tái)，三層共有27臺(tái)，一般27臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行，所發(fā)電量等于27臺(tái)小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)之和；(ZT46)為4方陣三層風(fēng)電塔的第一層；(ZT47)為4方陣三層風(fēng)電塔的第二層；(ΖΤ48)為4方陣三層風(fēng)電塔的第三層，如需增加發(fā)電量可在該層上增加層數(shù)，由于4方陣三層風(fēng)電塔的地面面積較大穩(wěn)固性較好，因此層數(shù)可以適當(dāng)增加到5層以上；反之如需減少發(fā)電量，只需拆除第三層即可；(ΖΤ41)為支撐立桿、層間立桿、橫桿三者聯(lián)接的節(jié)點(diǎn)，4方陣三層風(fēng)電塔共有36個(gè)節(jié)點(diǎn)，聯(lián)接鋼管的方式雖然有許多種，但為了便于拆裝和檢修，風(fēng)電塔的層間立桿與橫桿之間均采取統(tǒng)一的鋼質(zhì)專用扣件相聯(lián)；(FT34)為風(fēng)電塔立桿的底座，底座為鋼板材料，其作用是與地面固定、防止支撐立桿陷落以及用作避雷的地線。
[0021]如500W風(fēng)機(jī)的效率以40%計(jì)，4方陣三層風(fēng)電塔全年可發(fā)47304度電。以此推算:一畝安裝有方陣形三層風(fēng)電塔的農(nóng)田全年大約可發(fā)210000度電。
[0022]本發(fā)明風(fēng)電塔的實(shí)施例可以有不同組合和其它實(shí)施方式，凡采取等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)力發(fā)電設(shè)施，包括:帶有風(fēng)葉、風(fēng)向舵和發(fā)電機(jī)芯等的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，帶有彼此絕緣的兩軸承和環(huán)形扣件等的多功能結(jié)構(gòu)件，一端帶有鋼板底座的支撐立桿，層間立桿，橫桿，鋼質(zhì)專用扣件；所述小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)和所述層間立桿通過所述多功能結(jié)構(gòu)件形成組合，所述多功能結(jié)構(gòu)件位于所述小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的重心，所述層間立桿從所述多功能結(jié)構(gòu)件中穿過，所述多功能結(jié)構(gòu)件通過帶有的環(huán)形扣件扣在所述層間立桿的中點(diǎn)上，所述層間立桿的兩端為上述組合的外接點(diǎn)，所述小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)通過所述多功能結(jié)構(gòu)件帶有的兩軸承以所述層間立桿為軸心可作360度轉(zhuǎn)動(dòng)，所述小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的電流通過所述多功能結(jié)構(gòu)件帶有的彼此絕緣的兩軸承以及導(dǎo)線等穿進(jìn)所述層間立桿引出；所述支撐立桿和所述層間立桿的材料為直徑等于/小于50mm的鋼管，所述橫桿的材料為直徑小于/等于50mm的鋼管，所述支撐立桿的長(zhǎng)度一般取2m-10m或以上，所述層間立桿和所述橫桿的長(zhǎng)度均為大于/等于所述小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)直徑的兩倍；所述支撐立桿垂直于地面并以其鋼板底座與接觸地面，所述支撐立桿的另一端與所述層間立桿的一個(gè)外接點(diǎn)相聯(lián)接并垂直于地面，若干個(gè)所述層間立桿通過外接點(diǎn)兩兩相聯(lián)接形成垂直于地面的若干層，不論含所述層間立桿的一個(gè)外接點(diǎn)/兩個(gè)外接點(diǎn)的點(diǎn)都形成節(jié)點(diǎn)，最后用所述橫桿通過所述鋼質(zhì)專用扣件按照架設(shè)塔架的規(guī)則將節(jié)點(diǎn)就近兩兩聯(lián)接起來形成風(fēng)電塔。
2.如權(quán)利要求1所述風(fēng)電塔因所含支撐立桿的數(shù)量不同而形成不同的形狀，如:含有3根支撐立桿的等邊三角形/直角三角形/不等邊三角形，含有4根支撐立桿的正方形/長(zhǎng)方形/菱形和含有多根支撐立桿的方陣形等。
3.如權(quán)利要求1、2所述風(fēng)電塔的層數(shù)為1-5層或以上。
4.如權(quán)利要求1、2、3所述風(fēng)電塔可安裝于包括樓頂、農(nóng)田在內(nèi)的一切平行于地面一海平面的室外平面上。
【文檔編號(hào)】F03D11/04GK104454391SQ201310418875
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月16日
【發(fā)明者】周符明, 周玉斐 申請(qǐng)人:周符明, 周玉斐