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多級狹管聚風(fēng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:8843774閱讀:519來源:國知局
多級狹管聚風(fēng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及狹管聚風(fēng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)狹管效應(yīng)而產(chǎn)生的聚風(fēng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī),由于其具有聚集風(fēng)能、提壓增速、提高風(fēng)能利用率的優(yōu)點(diǎn),在風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域具有廣泛的開發(fā)應(yīng)用前景。相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)中,已有專利,如:專利號為ZL201320279644.X的專利公開了一種雙涵道軸流式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng);專利號為ZL201420079694.8的專利公開了直通式狹管聚風(fēng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng);專利號為ZL201220394391.6的專利公開了一種自啟動(dòng)式狹管聚風(fēng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng),上述專利較多的公開了狹管聚風(fēng)的類型及原理。就上述專利公開的狹管聚風(fēng)發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)而言,只是提到狹管中設(shè)置有導(dǎo)風(fēng)錐、葉輪及葉輪上的葉片,葉輪的中心安裝發(fā)電裝置,但均未提及大功率成機(jī)型的設(shè)計(jì)思路和制造工藝。眾所周知,若采用狹管聚風(fēng)方式來發(fā)電,功率一旦提增,機(jī)型必然增大,其狹管管徑也需相應(yīng)加大,如果缺乏強(qiáng)有力的支體框架狹管很難成型,而構(gòu)件越大,重量也越重,運(yùn)輸安裝也越困難。另外,起到真正狹管作用的管體壁面材料和造型,同樣需要更合適的方法、造型及部件接點(diǎn)的密切配合;其次,對于大功率的狹管發(fā)電系統(tǒng),需要設(shè)計(jì)更加有利于風(fēng)在管內(nèi)增速和減少摩擦損失,又能起到導(dǎo)風(fēng)和支撐的雙重功能的導(dǎo)風(fēng)結(jié)構(gòu);更重要的是,功率加大后,若采用現(xiàn)有公開的葉片,葉片容易變形,因此,需要重新設(shè)計(jì)能適應(yīng)在大功率系統(tǒng)中的狹管內(nèi)完成吸能轉(zhuǎn)換、電力輸出的新型葉片。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本申請人針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺點(diǎn),進(jìn)行改進(jìn)并優(yōu)化設(shè)計(jì),提供一種結(jié)構(gòu)合理、重量輕、便于安裝、發(fā)電效率高的多級狹管聚風(fēng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠在進(jìn)一步提高風(fēng)能利用率和提高發(fā)電機(jī)輸出效率基礎(chǔ)上,使本技術(shù)開展規(guī)?;a(chǎn),模塊化安裝,集群化建站發(fā)揮更大競爭優(yōu)勢。
[0004]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下:
[0005]一種多級狹管聚風(fēng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng),包括狹管,狹管中安裝導(dǎo)風(fēng)裝置,所述導(dǎo)風(fēng)裝置中安裝有葉輪,葉輪與發(fā)電機(jī)連接,葉輪上安裝有葉片,所述狹管包括骨架,所述骨架包括交錯(cuò)連接的軸向支撐梁及環(huán)向支撐梁,多根環(huán)向支撐梁構(gòu)成多個(gè)環(huán)形支撐架,相鄰的軸向支撐梁與相鄰的環(huán)向支撐梁之間的圍合區(qū)域中安裝有壁面板;
[0006]所述狹管包括前后共軸設(shè)置的前狹管及后狹管,前狹管的后部置于后狹管中,前狹管與后狹管的結(jié)構(gòu)相同;
[0007]所述導(dǎo)風(fēng)裝置包括安裝于前狹管中心的前導(dǎo)風(fēng)錐、安裝于后狹管中心的后導(dǎo)風(fēng)錐及尾端整流錐,后導(dǎo)風(fēng)錐位于前導(dǎo)風(fēng)錐與尾端整流錐之間;前導(dǎo)風(fēng)錐中安裝有前發(fā)電機(jī),前發(fā)電機(jī)的電機(jī)軸與位于前導(dǎo)風(fēng)錐后側(cè)的葉輪連接,后導(dǎo)風(fēng)錐中安裝有后發(fā)電機(jī),后發(fā)電機(jī)的電機(jī)軸與位于后導(dǎo)風(fēng)錐后側(cè)的葉輪連接;
[0008]所述前導(dǎo)風(fēng)錐的外壁與前狹管的內(nèi)壁間對稱安裝有多根第一導(dǎo)風(fēng)板,所述第一導(dǎo)風(fēng)板的截面呈波浪曲線型結(jié)構(gòu),截面的末端朝向前狹管的后部并具有朝向所述葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向的凹曲面;
[0009]所述后導(dǎo)風(fēng)錐的外壁及尾端整流錐的外壁與后狹管的內(nèi)壁間分別安裝有導(dǎo)風(fēng)架,導(dǎo)風(fēng)架包括與后狹管同軸設(shè)置的導(dǎo)風(fēng)圈及導(dǎo)風(fēng)圈上徑向?qū)ΨQ安裝的第二導(dǎo)風(fēng)板,第二導(dǎo)風(fēng)板的外端與后狹管的內(nèi)壁固連,其內(nèi)端與后導(dǎo)風(fēng)錐或尾端整流錐的外壁固連;所述導(dǎo)風(fēng)圈的截面及第二導(dǎo)風(fēng)板的截面分別呈波浪曲線型結(jié)構(gòu),二者的截面的末端朝向后狹管的后部,第二導(dǎo)風(fēng)板的截面末端具有朝向所述葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向的凹曲面;
[0010]所述葉輪的結(jié)構(gòu)為:
[0011]所述葉輪包括依次由內(nèi)至外并共軸設(shè)置的軸套管、支撐輪及輪圈,軸套管與支撐輪之間、支撐輪與輪圈之間分別安裝有多根第二支撐桿,軸套管、支撐輪及輪圈間由內(nèi)向外安裝有多根鋼絲繩;輪圈的外周側(cè)安裝有葉片座,葉片座與葉片固連;
[0012]所述葉片的結(jié)構(gòu)為:
[0013]所述葉片為薄壁殼體結(jié)構(gòu),其殼體內(nèi)腔由前側(cè)的葉板及位于葉板后側(cè)的后支撐柱封閉形成,葉片的整體重心位于后支撐柱上,后支撐柱的端部帶有法蘭連接部,法蘭連接部通過法蘭與輪圈上的葉片座固連;
[0014]所述后狹管的后端部安裝有尋風(fēng)結(jié)構(gòu),所述尋風(fēng)結(jié)構(gòu)包括對稱安裝于后狹管兩側(cè)的外側(cè)向平衡板及設(shè)置于兩外側(cè)向平衡板之間的內(nèi)偏航板,相對的兩外側(cè)向平衡板之間、相對的兩內(nèi)偏航板之間分別形成錐形擴(kuò)口結(jié)構(gòu),所述擴(kuò)口的開口端朝向后狹管的尾端。
[0015]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn):
[0016]葉片的葉板由根端的窄條部向外端的柱狀小弧面部扭轉(zhuǎn)形成,柱狀小弧面部的寬度大于窄條部的寬度,柱狀小弧面部的前側(cè)面向葉片的前側(cè)傾斜。
[0017]前側(cè)面所在的平面與葉片的中心平面間帶有α夾角,α夾角的范圍是1_3度;所述后支撐柱帶有由根端向外端漸變的柱形支撐部及柱狀小弧面支撐部,柱狀小弧面支撐部的寬度大于柱形支撐部的外徑;殼體內(nèi)腔中帶有沿著葉板的根部向外端延伸的加強(qiáng)板。
[0018]所述前導(dǎo)風(fēng)錐與后導(dǎo)風(fēng)錐的結(jié)構(gòu)相同;前導(dǎo)風(fēng)錐包括錐形結(jié)構(gòu)的導(dǎo)風(fēng)錐骨架,導(dǎo)風(fēng)錐骨架的錐形周側(cè)及其端面封裝有導(dǎo)風(fēng)錐殼體及導(dǎo)風(fēng)錐端板,導(dǎo)風(fēng)錐骨架的中心安裝有支撐架,支撐架中安裝前發(fā)電機(jī),支撐架與導(dǎo)風(fēng)錐骨架之間安裝有多根第一支撐桿;導(dǎo)風(fēng)錐骨架上安裝有支架,導(dǎo)風(fēng)錐殼體上帶有安裝支架的第一安裝槽;所述前導(dǎo)風(fēng)錐的錐尖端安裝有冷卻進(jìn)風(fēng)管,冷卻進(jìn)風(fēng)管的管口朝向前發(fā)電機(jī),前導(dǎo)風(fēng)錐的導(dǎo)風(fēng)錐端板的中心帶有冷卻出風(fēng)孔;
[0019]所述尾端整流錐包括錐形結(jié)構(gòu)的整流骨架,整流骨架的錐形周側(cè)及其端面封裝有整流錐殼體及整流端板,整流骨架上安裝有支架,整流錐殼體上帶有安裝支架的第二安裝槽;
[0020]所述導(dǎo)風(fēng)錐殼體及整流錐殼體分別由多個(gè)板塊構(gòu)成;所述第一支撐桿交錯(cuò)連接于導(dǎo)風(fēng)錐骨架與支撐架之間。
[0021]所述第一導(dǎo)風(fēng)板中帶有貫通其內(nèi)外兩端的通孔,所述通孔中插置有兩端分別帶有螺紋的第一連桿,第一連桿的兩端螺紋部分別伸出第一導(dǎo)風(fēng)板的內(nèi)外兩端,第一連桿的兩端通過支架分別與前導(dǎo)風(fēng)錐的外壁及前狹管的內(nèi)壁固連。
[0022]所述導(dǎo)風(fēng)圈包括連接于第二導(dǎo)風(fēng)板兩側(cè)的多節(jié)弧形板,第二導(dǎo)風(fēng)板包括外導(dǎo)風(fēng)板及內(nèi)導(dǎo)風(fēng)板,外導(dǎo)風(fēng)板與內(nèi)導(dǎo)風(fēng)板通過貫通其兩端的第二連桿連接,第二連桿的兩端帶有螺紋并分別與支架固連,支架分別固連于后狹管的內(nèi)壁、后導(dǎo)風(fēng)錐及尾端整流錐的外壁;所述內(nèi)導(dǎo)風(fēng)板的外端帶有第一凸緣,外導(dǎo)風(fēng)板的內(nèi)端帶有第二凸緣,所述弧形板的端部帶有卡塊,卡塊帶有卡槽,第一凸緣與第二凸緣配合對接后卡接于卡槽中。
[0023]所述輪圈的軸向兩側(cè)對稱帶有向其內(nèi)側(cè)或外側(cè)翻折成型的第一翻折緣,位于內(nèi)側(cè)的第一翻折緣上帶有第一安裝孔,輪圈的軸向兩側(cè)分別安裝有第一鋼絲繩座;支撐輪的軸向兩側(cè)對稱帶有向其外側(cè)翻折成型的第二翻折緣,第二翻折緣上帶有第二安裝孔及第二鋼絲繩座,支撐輪的內(nèi)側(cè)帶有第三安裝孔;軸套管的軸向兩側(cè)對稱帶有向其外側(cè)翻折的第三翻折緣,第三翻折緣的側(cè)面帶有第四安裝孔及第三鋼絲繩座;第二支撐桿分別安裝于第四安裝孔與第三安裝孔之間、第二安裝孔與第一安裝孔之間,鋼絲繩的內(nèi)外兩端分別安裝于軸套管的第三鋼絲繩座及輪圈的第一鋼絲繩座上,鋼絲繩的中部與第二鋼絲繩座固連;
[0024]輪圈與支撐輪之間的第二支撐桿的布置結(jié)構(gòu)為:位于輪圈的軸向一側(cè)的第一安裝孔與位于支撐輪的軸向另一側(cè)的第二安裝孔間安裝第二支撐桿,相鄰的第二支撐桿間交錯(cuò)布置;支撐輪與軸套管之間的第二支撐桿的布置結(jié)構(gòu)為:位于支撐輪的軸向一側(cè)的第三安裝孔與位于軸套管的軸向另一側(cè)的第四安裝孔間安裝第二支撐桿,相鄰的第二支撐桿間交錯(cuò)布置;所述第二支撐桿的兩端分別固連有桿套,桿套的端部徑向設(shè)置有螺紋孔,桿套分別與第一安裝孔、第二安裝孔、第三安裝孔及第四安裝孔通過螺釘連接;所述鋼絲繩的內(nèi)外端分別帶有內(nèi)繩套及外繩套,內(nèi)繩套的端部徑向設(shè)置有螺紋孔,內(nèi)繩套與軸套管側(cè)面的第三鋼絲繩座通過螺釘連接,外繩套的端部帶有螺紋,外繩套貫穿輪圈側(cè)面的第一鋼絲繩座并通過螺母與其固連;鋼絲繩的中部通過夾套與支撐輪側(cè)面的第二鋼絲繩座固連。
[0025]所述壁面板帶有多層結(jié)構(gòu),包括面板,上下兩面板中安裝有芯板,上層面板的邊緣帶有與軸向支撐梁和環(huán)向支撐梁連接的固定緣,固定緣上帶有多個(gè)連接孔;所述芯板的端面為方波形結(jié)構(gòu),包括上下側(cè)的橫板部及兩橫板部間的立板部,上下兩橫板部分別與面板連接;所述芯板的立板部呈波浪形結(jié)構(gòu),芯板的上下橫板部分別與面板膠粘連接。
[0026]所述壁面板帶有多層結(jié)構(gòu),包括面板,上下兩面板中安裝有兩層鋼絲網(wǎng)及位于兩層鋼絲網(wǎng)之間的泡沫夾芯,所述面板為玻璃鋼材質(zhì)。
[0027]所述環(huán)向支撐梁的端面為幾字形結(jié)構(gòu),包括槽鋼結(jié)構(gòu)的中部梁及底板;所述軸向支撐梁的端面為幾字形結(jié)構(gòu),包括中部支撐梁及中部支撐梁兩側(cè)的凸緣板,中部支撐梁的端面帶有安裝孔。
[0028]本實(shí)用新型的有益效果如下:
[0029](I)本實(shí)用新型采用前后多級狹管和多級葉輪結(jié)構(gòu),使進(jìn)入狹管的風(fēng)能在被第一級葉輪利用后,尾流向第二級狹管進(jìn)口排放,會(huì)同第二級狹管進(jìn)口的風(fēng)能合力做功在第二級葉片上,根據(jù)余量再利用理論,前一級的尾流將有60%以上的動(dòng)能,而新進(jìn)入的風(fēng)能只需要40%左右,就可以產(chǎn)出與前一級葉片相同電力,因此對發(fā)電效率的提高作用明顯,其產(chǎn)電量得到了大幅度的增加;
[0030](2)本實(shí)用新型中,為適應(yīng)大功率、大規(guī)模生產(chǎn)、模塊化安裝、免維護(hù)特性,采用了大結(jié)構(gòu)、高強(qiáng)、輕質(zhì)材料(如本實(shí)用新型的葉輪、導(dǎo)風(fēng)錐),特別是新型復(fù)合材料、夾芯材料(如本實(shí)用新型的壁面)設(shè)計(jì)制造,并以輕鋼龍骨和支撐式壁面板結(jié)構(gòu)特征優(yōu)化組合,使縱、橫向的支撐力度得到了極大提高,面對正面、側(cè)面、湍流、旋流各種風(fēng)能的抗擊能力得到明顯增強(qiáng),而本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)的重量有大幅度降低的同時(shí),又降低了運(yùn)輸
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