專利名稱：塔架式多級(jí)液壓垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)，特別涉及一種塔架式多級(jí)液壓垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
風(fēng)能作為可再生能源的一種，在中國的儲(chǔ)藏量相當(dāng)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(chǔ)量約32.26億千瓦，其中可開發(fā)和利用的陸地上風(fēng)能儲(chǔ)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；近海可開發(fā)和利用的風(fēng)能儲(chǔ)量有7.5億千瓦。目前,隨著人們對(duì)風(fēng)力發(fā)電認(rèn)識(shí)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(dú)立運(yùn)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(cè)站、部隊(duì)邊防哨所、航標(biāo)燈、油田、教學(xué)示范等的供電服務(wù)等。傳統(tǒng)單級(jí)垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)存在獲得能量低、速度控制困難、自啟動(dòng)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(jī)的規(guī)?；瘧?yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(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(jí)液壓垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。為解決上述技術(shù)問題，本塔架式多級(jí)液壓風(fēng)力垂直軸發(fā)電機(jī)包括塔架式垂直軸風(fēng)力機(jī)和發(fā)電機(jī)或發(fā)電機(jī)組，其中塔架式垂直軸風(fēng)力機(jī)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(dá)和儲(chǔ)液箱，所述液壓馬達(dá)與所述發(fā)電機(jī)或發(fā)電機(jī)組相連接并為其提供動(dòng)力，其還包括分液壓馬達(dá)；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(dá)，風(fēng)輪輸出軸通過聯(lián)軸器與分液壓馬達(dá)輸入軸連接；所述液壓管路一端與儲(chǔ)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(dá)后，匯聚為動(dòng)力管路經(jīng)過液壓馬達(dá)，然后接回儲(chǔ)液箱。如此設(shè)計(jì)，風(fēng)輪高度升高，其提供的動(dòng)力增加，在每一組由風(fēng)輪、風(fēng)輪輸出軸和分液壓馬達(dá)組成的模塊中，每級(jí)風(fēng)輪通過與各自連接的分液壓馬達(dá)輸出液壓，匯聚后直接驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)，該液壓馬達(dá)與相匹配的發(fā)電機(jī)或發(fā)電機(jī)組相連接，實(shí)現(xiàn)了 “多對(duì)一”的轉(zhuǎn)換模式，克服了傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)獲得能量低的缺陷。作為優(yōu)化，所述發(fā)電機(jī)或發(fā)電機(jī)組上設(shè)有轉(zhuǎn)速傳感器，所述液壓馬達(dá)上游動(dòng)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(jì)，液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速通過轉(zhuǎn)速傳感器進(jìn)行監(jiān)控和反饋，由流量閥和高速變量液壓馬達(dá)實(shí)施調(diào)節(jié)，維持液壓馬達(dá)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(jī)速度控制困難的缺陷。作為優(yōu)化，所述液壓管路的動(dòng)力管路上于流量閥上游設(shè)有能量匯聚單元。如此設(shè)計(jì)，便于匯聚由各支路輸出的能量。[0009]作為優(yōu)化，所述液壓管路的動(dòng)力管路上于能量匯聚單元上游設(shè)有液壓儲(chǔ)能器。如此設(shè)計(jì)，由于風(fēng)能的隨機(jī)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(chǔ)起來，使得驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速控制和電氣控制更加簡(jiǎn)單易行，同時(shí)其能夠吸收因風(fēng)力過大時(shí)液壓系統(tǒng)產(chǎn)生的沖擊和壓力脈動(dòng)。作為優(yōu)化，所述液壓馬達(dá)與發(fā)電機(jī)或發(fā)電機(jī)組之間設(shè)有動(dòng)力傳輸單元。作為優(yōu)化，還包括自啟動(dòng)蓄能器，該自啟動(dòng)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(jì)，首次啟動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)先向自啟動(dòng)蓄能器供液，當(dāng)自啟動(dòng)蓄能器的壓力繼電器檢測(cè)到其壓力達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)，為自啟動(dòng)蓄能器供液的電磁閥斷電，閥門關(guān)閉，停止為其供液；當(dāng)壓力繼電器檢測(cè)到自啟動(dòng)蓄能器壓力小于設(shè)定值時(shí)，電磁閥開啟，對(duì)自啟動(dòng)蓄能器進(jìn)行充液。當(dāng)風(fēng)輪啟動(dòng)時(shí)，電磁閥開啟，自啟動(dòng)蓄能器內(nèi)的液體進(jìn)入分液壓馬達(dá)的吸油口，推動(dòng)分液壓馬達(dá)的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。作為優(yōu)化，所述液壓管路各支路于分液壓馬達(dá)下游設(shè)有壓力繼電器。如此設(shè)計(jì)，保證每級(jí)風(fēng)輪驅(qū)動(dòng)分液壓馬達(dá)輸出的壓力相同，而輸出流量不同，實(shí)現(xiàn)在風(fēng)速較低時(shí)，通過上一級(jí)風(fēng)輪產(chǎn)生的能量彌補(bǔ)最低級(jí)風(fēng)輪產(chǎn)生能量的不足，確保發(fā)電機(jī)或發(fā)電機(jī)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(jì)，塔架結(jié)構(gòu)堅(jiān)固且穩(wěn)定性強(qiáng)，對(duì)于各組件的固定牢固，同時(shí)節(jié)約了土地的使用量，擴(kuò)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(jì)，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(jī)風(fēng)輪，其通過一對(duì)聯(lián)軸器套入分液壓馬達(dá)輸出軸并鎖緊；所述分液壓馬達(dá)為恒功率內(nèi)曲線變量液壓馬達(dá)，所述液壓馬達(dá)為高速變量液壓馬達(dá)；所述儲(chǔ)液箱為預(yù)壓式儲(chǔ)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(jì)，H型垂直軸風(fēng)力機(jī)可接收來自任何方向的風(fēng)，無須對(duì)風(fēng)，增速齒輪箱和發(fā)電機(jī)可安裝在地面上，運(yùn)行維修方便；液壓油箱放置在地面，而分液壓馬達(dá)放置在具有一定高度的塔架上，吸程較大，故儲(chǔ)液箱采用預(yù)壓式儲(chǔ)液箱，預(yù)壓式儲(chǔ)液箱內(nèi)具有一定的壓力，可防止分液壓馬達(dá)吸空。本實(shí)用新型塔架式多級(jí)液壓垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)克服了傳統(tǒng)垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)獲得能量低、速度控制困難、自啟動(dòng)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(dú)立運(yùn)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(cè)站、部隊(duì)邊防哨所、航標(biāo)燈、油田、教學(xué)示范等供電服務(wù)。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型塔架式多級(jí)液壓垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)作進(jìn)一步說明:


圖1是本塔架式多級(jí)液壓垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的平面結(jié)構(gòu)示意圖；圖中:1-發(fā)電機(jī)或發(fā)電機(jī)組、2-塔架、3-H型垂直軸風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪、4-風(fēng)輪輸出軸、5-液壓管路、6-高速變量液壓馬達(dá)、7-預(yù)壓式儲(chǔ)液箱、8-恒功率內(nèi)曲線變量液壓馬達(dá)、9-聯(lián)軸器、10-支路、11-動(dòng)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(chǔ)能器、17-動(dòng)力傳輸單元、18-自啟動(dòng)蓄能器、19-連通管路、20-電磁球閥、21-壓力繼電器。
具體實(shí)施方式
實(shí)施方式一:如
圖1所示,本塔架式多級(jí)液壓垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)包括塔架式垂直軸風(fēng)力機(jī)和發(fā)電機(jī)或發(fā)電機(jī)組1，其中塔架式垂直軸風(fēng)力機(jī)包括塔架2、設(shè)置在塔架上的H型垂直風(fēng)力機(jī)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(dá)6和預(yù)壓式儲(chǔ)液箱7，所述高速變量液壓馬達(dá)6與所述發(fā)電機(jī)或發(fā)電機(jī)組I相連接并為其提供動(dòng)力，其還包括恒功率內(nèi)曲線變量液壓馬達(dá)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(jī)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(dá)8，風(fēng)輪輸出軸4通過一對(duì)聯(lián)軸器9套入恒功率內(nèi)曲線變量液壓馬達(dá)8輸出軸并鎖緊；所述液壓管路5 —端與預(yù)壓式儲(chǔ)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(dá)8，匯聚為動(dòng)力管路11經(jīng)過高速變量液壓馬達(dá)6，然后接回預(yù)壓式儲(chǔ)液箱7。所述發(fā)電機(jī)或發(fā)電機(jī)組上I設(shè)有轉(zhuǎn)速傳感器12，所述高速變量液壓馬達(dá)6上游動(dòng)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(dòng)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(dòng)力管路11上于能量匯聚單元15上游設(shè)有液壓儲(chǔ)能器16。所述高速變量液壓馬達(dá)6與發(fā)電機(jī)或發(fā)電機(jī)組I之間設(shè)有動(dòng)力傳輸單元17。還包括自啟動(dòng)蓄能器18，該自啟動(dòng)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(dá)8下游設(shè)有壓力繼電器21。上述實(shí)施方式旨在舉例說明本實(shí)用新型可為本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員實(shí)現(xiàn)或使用，對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，故本實(shí)用新型包括但不限于上述實(shí)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(diǎn)的產(chǎn)品，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種塔架式多級(jí)液壓垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括塔架式垂直軸風(fēng)力機(jī)和發(fā)電機(jī)或發(fā)電機(jī)組，其中塔架式垂直軸風(fēng)力機(jī)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(dá)和儲(chǔ)液箱，所述液壓馬達(dá)與所述發(fā)電機(jī)或發(fā)電機(jī)組相連接并為其提供動(dòng)力，其特征在于:還包括分液壓馬達(dá)；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(dá)，風(fēng)輪輸出軸通過聯(lián)軸器與分液壓馬達(dá)輸入軸連接；所述液壓管路一端與儲(chǔ)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(dá)后，匯聚為動(dòng)力管路經(jīng)過液壓馬達(dá)，然后接回儲(chǔ)液箱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塔架式多級(jí)液壓垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述發(fā)電機(jī)或發(fā)電機(jī)組上設(shè)有轉(zhuǎn)速傳感器，所述液壓馬達(dá)上游動(dòng)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(jí)液壓垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述液壓管路的動(dòng)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(jí)液壓垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述液壓管路的動(dòng)力管路上于能量匯聚單元上游設(shè)有液壓儲(chǔ)能器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的塔架式多級(jí)液壓垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述液壓馬達(dá)與發(fā)電機(jī)或發(fā)電機(jī)組之間設(shè)有動(dòng)力傳輸單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塔架式多級(jí)液壓垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于:還包括自啟動(dòng)蓄能器，該自啟動(dòng)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(jí)液壓垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述液壓管路各支路于分液壓馬達(dá)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(jí)液壓垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，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(jí)液壓垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，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(jí)液壓垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述風(fēng)輪為H型垂直軸風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪，其通過一對(duì)聯(lián)軸器套入分液壓馬達(dá)輸出軸并鎖緊；所述分液壓馬達(dá)為恒功率內(nèi)曲線變量液壓馬達(dá)，所述液壓馬達(dá)為高速變量液壓馬達(dá)；所述儲(chǔ)液箱為預(yù)壓式儲(chǔ)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。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種塔架式多級(jí)液壓垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。傳統(tǒng)單級(jí)垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)存在獲得能量低、速度控制困難、自啟動(dòng)能力差以及發(fā)電效率低等缺陷。本塔架式多級(jí)液壓風(fēng)力垂直軸發(fā)電機(jī)還包括分液壓馬達(dá)；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(dá)，風(fēng)輪輸出軸通過聯(lián)軸器與分液壓馬達(dá)輸入軸連接；所述液壓管路一端與儲(chǔ)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(dá)后，匯聚為動(dòng)力管路經(jīng)過液壓馬達(dá)，然后接回儲(chǔ)液箱。本實(shí)用新型傳統(tǒng)垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(cè)站、部隊(duì)邊防哨所、航標(biāo)燈、油田、教學(xué)示范等供電服務(wù)。
文檔編號(hào)F03D9/02GK203051002SQ20132001823
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)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(qǐng)人:青島經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)泰合海浪能研究中心