專利名稱：?jiǎn)卧M合圓柱形立軸式風(fēng)力機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種立軸式風(fēng)力機(jī)。風(fēng)力機(jī)的轉(zhuǎn)子呈園柱體形狀。受風(fēng)旋轉(zhuǎn)時(shí)如同一大型園柱陀螺。
現(xiàn)有各種類型的立軸式風(fēng)力機(jī)，雖具有不用對(duì)風(fēng)裝置、效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、重心在下等一系列優(yōu)點(diǎn)，但還存在不少問(wèn)題S型風(fēng)力機(jī)效率太低，旋翼型風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，達(dá)里厄風(fēng)力機(jī)起動(dòng)調(diào)速困難等。而且隨著設(shè)計(jì)功率的增加，風(fēng)力機(jī)受風(fēng)面積也相應(yīng)增大，這就必然要使其高度、葉輪直徑、葉片尺寸隨之增大?，F(xiàn)有大功率的立式風(fēng)力機(jī)一般均是有較大的轉(zhuǎn)子中軸通過(guò)橫臂梁與垂直安裝在轉(zhuǎn)子中心線外緣的多排葉片鋼性連接，為了確保承受巨大的顛覆載荷，轉(zhuǎn)子主軸及主軸塔座不但直徑很粗而且要埋設(shè)在很深的龐大基礎(chǔ)上、整個(gè)轉(zhuǎn)子的橫梁、主軸及支撐連接需要大量的材料，而且調(diào)速系統(tǒng)也比較復(fù)雜。同時(shí)由于主軸直徑太大，不僅笨重，軸后又形成強(qiáng)烈氣動(dòng)旋渦，使塔后風(fēng)動(dòng)工況變壞，又影響葉片運(yùn)行。大風(fēng)時(shí)整個(gè)轉(zhuǎn)子在高速運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度也成問(wèn)題。因此對(duì)要求功率大、運(yùn)行風(fēng)速范圍寬、調(diào)速系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠，易起動(dòng)、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大、運(yùn)行可靠等性能采用現(xiàn)有立軸式風(fēng)機(jī)是難以實(shí)現(xiàn)的。
本發(fā)明的目的正是在于克服現(xiàn)有立軸式風(fēng)力機(jī)的上述問(wèn)題，提供了一種新結(jié)構(gòu)的風(fēng)力機(jī)。它的轉(zhuǎn)子呈鼠籠形園柱體式結(jié)構(gòu)，從而使其整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大為提高，同時(shí)采用分級(jí)分層調(diào)速使其調(diào)節(jié)平滑，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的風(fēng)力機(jī)的轉(zhuǎn)子由多層單元連接而成，每一層上安裝有多個(gè)均勻分布的直立葉片，各葉片又與上下輪箍圈連接構(gòu)成一個(gè)園柱框架體，架體垂直安裝在下部的園錐形底座上。底座承受整個(gè)轉(zhuǎn)子重力，同時(shí)各層輪箍圈又經(jīng)輻條與轉(zhuǎn)子主軸相連接形成了一個(gè)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度很高的鼠籠式長(zhǎng)園柱框架體。整個(gè)轉(zhuǎn)子在受風(fēng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，如同一巨大的陀螺，而且在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)也能平穩(wěn)運(yùn)行，這種結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子的中心主軸就只承擔(dān)傳遞各層轉(zhuǎn)矩力而不太承重。因此直徑較細(xì)，每個(gè)葉片寬度不大(按每層葉片數(shù)和風(fēng)力機(jī)的實(shí)度設(shè)計(jì)而得出)固定型葉片中軸線上預(yù)埋兩條穿心鋼柱，鋼柱兩頭有螺紋，這樣就使葉片既是氣動(dòng)元件又是連接園柱框架元件，調(diào)速型葉片中軸線上裝有偏心轉(zhuǎn)動(dòng)軸。轉(zhuǎn)子主軸下部安裝在下推力軸承上，轉(zhuǎn)子主軸上部安裝在中心拉盤的軸承上，中心拉盤經(jīng)拉桿與定位柱連接，定位柱承重小，主要承受側(cè)向拉力，保證轉(zhuǎn)子垂直平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子上的各層單元間隔安裝上固定型和調(diào)速型葉片(也可在每層上的葉片間隔安裝為固定型和調(diào)速型)。正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所有葉片的軸線均與園周相切，大風(fēng)超速時(shí)，Ⅰ級(jí)調(diào)速層上的葉片當(dāng)不平衡離心力大于彈簧拉力時(shí)就會(huì)向外偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度而使該層出力立即變?yōu)樨?fù)值而起到調(diào)速作用。各調(diào)速層葉片上的平衡彈簧拉力調(diào)整稍有差別，從而各調(diào)速層葉片動(dòng)作也有先后，但無(wú)論哪層葉片在動(dòng)作時(shí)(不穩(wěn)狀態(tài))，其它各層葉片(包括固定層和其它調(diào)速度層)均處在穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，因而大大提高了轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定性和可靠性，也使整個(gè)轉(zhuǎn)子運(yùn)行調(diào)速調(diào)節(jié)平滑。又因?yàn)檎麄€(gè)轉(zhuǎn)子體呈園柱框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度很高，加之轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速又采用分級(jí)分層調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)子葉片很多，又分布均勻，這樣就既具備多葉片低風(fēng)力機(jī)起動(dòng)力矩大易起動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，又具有高速風(fēng)力機(jī)高速高效的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也使運(yùn)行風(fēng)數(shù)范圍大為拓寬，甚至可設(shè)計(jì)成為全風(fēng)速型的風(fēng)力機(jī)。
本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)由以下實(shí)施例及其附圖給出。


圖1是這種風(fēng)力機(jī)的整體結(jié)構(gòu)圖。
圖2是這種風(fēng)力機(jī)的俯視示意圖。
圖3是這種風(fēng)力機(jī)調(diào)速葉片原理示意圖。
下面結(jié)合圖1進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明提出的具體裝置的細(xì)節(jié)及工作情況。
該風(fēng)力機(jī)的轉(zhuǎn)子是由多層單元連接而成，每層單元上安裝有多個(gè)均勻分布的直立葉片(2)，各葉片又與該層上下輪箍圈(3)互相連接，各輪箍圈又通過(guò)輻條(4)和主軸(1)的法蘭(5)連接，形成了一個(gè)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度很高的鼠籠狀園柱構(gòu)架體，架體垂直安裝在其下部園錐形的承重底座(6)上，底座安裝在下軸承座(7)上，并經(jīng)轉(zhuǎn)動(dòng)主軸(1)、增速器(8)、剎車器(14)、可驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)或其它轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械。轉(zhuǎn)子主軸(1)上部安裝在中心拉盤(9)上的軸承(13)中以保證轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)垂直平穩(wěn)。中心拉盤(9)經(jīng)拉桿(10)與定位立柱(11)相連，并由鋼纜(12)拉緊。轉(zhuǎn)子上的各層單元間隔安裝上固定型和調(diào)速型葉片，就是在第1、3、5……層安裝有調(diào)速型葉片，即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ……級(jí)調(diào)速層。第2、4、6……層安裝為固型葉片(也可在每層上的葉片間隔安裝成調(diào)速型、固定型)。調(diào)速型葉片可繞中軸線上的偏心軸(15)轉(zhuǎn)動(dòng)，額定風(fēng)速以下范圍運(yùn)行時(shí)各葉片中心軸線均于園周相切。每層葉片較窄，數(shù)量較多(一般大于6個(gè)，按設(shè)計(jì)實(shí)度值算出)，葉片分布均勻，各層間葉片位置交錯(cuò)一個(gè)角度，使得整個(gè)風(fēng)力機(jī)葉片分布均勻，起動(dòng)容易，大風(fēng)高速度運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)當(dāng)?shù)冖窦?jí)調(diào)速葉片不平衡離心力大于彈簧(16)拉力時(shí)，葉片就會(huì)向外偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度，直至靠緊限位擋塊(17)，使該層功率輸出變?yōu)樨?fù)值。這樣就使風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速得到調(diào)節(jié)控制。如果風(fēng)速繼續(xù)增大，Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)調(diào)速級(jí)也會(huì)依次動(dòng)作，使風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速得到控制。這樣調(diào)整使得每層調(diào)節(jié)過(guò)程中不穩(wěn)定的部分僅為轉(zhuǎn)子穩(wěn)定部分的幾分之一，從而保證了風(fēng)力機(jī)的平滑穩(wěn)定運(yùn)行，也大大拓寬了運(yùn)行風(fēng)速范圍。
權(quán)利要求
1.單元組合式園柱型立軸式風(fēng)力機(jī)，該機(jī)有主軸(1)、多層葉片(2)、輪箍圈(3)、輻條(4)、園錐形轉(zhuǎn)子底座(6)、上下軸承(7，13)、增速器(8)、剎車盤(9)。其特征是風(fēng)力機(jī)的轉(zhuǎn)子由多層單元連接而成，每一層上安裝有多個(gè)均勻分布的直立葉片，各葉片又與該層上下輪箍圈(3)互相連接，各輪箍圈又通過(guò)輻條(4)和主軸(1)的法蘭(5)連接，形成了一個(gè)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度很高的鼠籠狀園柱構(gòu)架體，架體垂直安裝在其下部園錐形的承重底座(6)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是轉(zhuǎn)子上的各層單元間隔安裝上固定型和調(diào)速型葉片，就是在第1、3、5……層安裝有調(diào)速型葉片，即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ……級(jí)調(diào)速層。第2、4、6……層安裝為固型葉片(也可在每層上的葉片間隔安裝成調(diào)速型、固定型)。調(diào)速型葉片可繞中軸線上的偏心軸(15)轉(zhuǎn)動(dòng)。整個(gè)調(diào)速系統(tǒng)可按風(fēng)速高低形成分級(jí)分層調(diào)節(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是葉片中軸線上預(yù)埋有兩條穿心鋼柱，鋼柱兩頭有螺紋，這樣就使葉片既是氣動(dòng)元件又是連接園柱框架體的元件。
全文摘要
本發(fā)明是一種立軸式風(fēng)力機(jī)。該風(fēng)力機(jī)的轉(zhuǎn)子由多層單元連接而成，每一層上安裝有多個(gè)均勻分布的直立葉片，各葉片又與該層上下輪箍圈互相連接，各輪箍圈又通過(guò)輻條和主軸的法蘭連接，形成了一個(gè)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度很高的鼠籠狀圓柱構(gòu)架體。風(fēng)力機(jī)采用分級(jí)分層電速系統(tǒng)，不僅使其調(diào)速平滑，同時(shí)也使其運(yùn)行風(fēng)速范圍大大拓寬，甚至可以設(shè)計(jì)成全風(fēng)速型風(fēng)力機(jī)。風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)如同一個(gè)巨大的圓柱陀螺。
文檔編號(hào)F03D3/00GK1062192SQ9010977
公開日1992年6月24日 申請(qǐng)日期1990年12月4日 優(yōu)先權(quán)日1990年12月4日
發(fā)明者徐文澄 申請(qǐng)人:徐文澄