專利名稱：大功率風力發(fā)電設備的制作方法
技術領域：
本實用新型是一種利用風力發(fā)電的“大功率風力發(fā)電設備”。
背景技術：
目前正在使用的風力發(fā)電設備，普遍采用單柱螺旋漿式小形發(fā)電機組，它的主要缺點是功率小，單臺發(fā)電量低，且大量豎立高桿，占地面積大，布局分散，設備維護困難。

發(fā)明內容
本實用新型“大功率風力發(fā)電設備”，是現(xiàn)在使用的“單柱螺旋漿式小形風力發(fā)電機組”的換代產品，目的是為了提高單臺風力發(fā)電設備的發(fā)電量，便于組建相對集中的大功率風力發(fā)電廠，既可單臺運行，也可多臺拼網。
產品的設計結構，采用在類似于鍋爐煙筒的圓筒風艙內，水平安裝三級類似于氣輪機的渦輪，渦輪軸的上端與齒輪增速器的杯形齒輪軸相連接，增速后的圓柱齒輪軸與發(fā)電機軸相連接，在通過圓筒風艙底部進風口進入的風力的推動下，使渦輪旋轉傳遞扭矩，拖動發(fā)電機主軸旋轉發(fā)電。
在圓筒風艙進風口上側的上、下渦輪周邊裝有圓筒形的旋轉艙門，旋轉艙門在上、下渦輪的帶動下，在旋轉的同時，在安裝在渦輪軸上的離心調速器的控制下做上下移動，控制進風口的進風量，進而控制風力的推動力，以控制發(fā)電機的轉速，達到控制發(fā)出的電的電壓和頻率的變化范圍，同時防止在高風級的條件下，發(fā)電機旋轉時機械過速，造成設備損壞。在渦輪和發(fā)電機處于轉速變化的條件下，發(fā)電機發(fā)出的電壓由發(fā)電機自己的調壓器控制輸出電壓。
發(fā)電設備的圓筒風艙分為上下兩段，上段為固定風艙，下段為轉動風艙，且下段轉動風艙開有進風口，背面180°處裝有供停機檢查的直接排風門。
在轉動風艙進風口的左右兩側分別裝有風向板，以便使進風口經常處于迎風狀態(tài)，以保證渦輪的不停旋轉和發(fā)電。


圖1為大功率風力發(fā)電設備設計總圖。
具體實施方式
本實用新型包括基座底板(1)、基座(2)、支承環(huán)(3)、鋼滾(4)、防塵環(huán)(5)、風向板(6)、風向板加強桿(7)、轉動風艙(8)、固定風艙(9)、旋轉艙門(10)、下渦輪組件(11)、艙體骨架(12)、上渦輪組件(13)、主動力渦輪組件(14)、艙體骨架環(huán)(15)、十字大梁組件(16)、固定風艙檢查門(17)、排風筒(18)、發(fā)電機(19)、增速器(20)、渦輪軸(21)、滑動平鍵(22)、離心調速器組件(23)、軸流風扇(24)、渦輪軸軸承座(25)、渦輪軸支柱(26)、轉動風艙檢查門(27)、防護網(28)、轉動風艙進風口(29)。
各組成部分的設計結構關系發(fā)電設備的組裝，通過基座(2)與地面水泥基礎相連接，基座(2)的上端與基座底板(1)的下面相連接，六根立柱式艙體骨架(12)與基座底板(1)的周邊上側相連接，在艙體骨架(12)的頂端水平安裝艙體骨架環(huán)(15)，在艙體骨架環(huán)(15)的上部安裝十字大梁組件(16)，艙體骨架(12)的周圍套裝固定風艙(9)，在固定風艙(9)的上蓋斜面上開有固定風艙檢查門(17)，在固定風艙(9)的上端立式安裝排風筒(18)，組成上段固定風艙的整體；在基座底板(1)的周邊安裝支承環(huán)(3)，在支承環(huán)(3)與基座底板(1)之間構成環(huán)形槽，在槽內沿圓周向心方向裝滿鋼滾(4)，在支承環(huán)(3)的上側，轉動風艙(8)的下根部安裝防塵環(huán)(5)，在艙體骨架(12)的周圍套裝轉動風艙(8)其根部圓周橫腳直接落在鋼滾(4)上，轉動風艙(8)的正面開有轉動風艙進風口(29)，在轉動風艙進風口(29)的正面裝有防止雜物塵土進入的防護網(28)，在轉動風艙進風口(29)的左右兩側分別裝有風向板(6)，在風向板(6)與轉動風艙(8)之間，左右兩側分別裝有風向板加強桿(7)在轉動風艙(8)的背面180°處開有轉動風艙檢查門(27)以便停機檢查時開起轉動風艙檢查門(27)使自然風直接流通，渦輪停止轉動，以上構成下段轉動風艙的整體；在基座底板(1)的中心位置立式安裝渦輪軸支柱(26)，在渦輪軸支柱(26)的上端安裝渦輪軸軸承座(25)，在渦輪軸軸承座(25)的軸承內立式安裝渦輪軸(21)，在渦輪軸(21)的根部軸承的上側與渦輪軸(21)固定安裝軸流風扇(24)，在軸流風扇(24)的上側安裝離心調速器組件(23)，離心調速器組件(23)下端的連桿支架與渦輪軸(21)相固定，在離心調速器組件(23)的中心處，渦輪軸(21)的外圓上套裝有圓柱式壓縮彈簧，離心力鋼球上連桿支架與下渦輪組件(11)構成一體并與渦輪軸(21)相套裝，并通過滑動平鍵(22)使離心調速器組件(23)的上連接桿支架在轉動中沿滑動平鍵(22)上下滑動，使離心調速器組件(23)正常工作；在離心調速器組件(23)的上側安裝下渦輪組件(11)和上渦輪組件(13)，在上渦輪組件(13)的上側安裝主動力渦輪組件(14)，在主動力渦輪組件(14)的上端安裝十字大梁(16)，十字大梁(16)的四個端頭與艙體骨架環(huán)(15)相搭接，在十字大梁(16)中心的圓盤上開有中心孔，渦輪軸(21)上端軸徑穿過十字大梁(16)中心圓盤的中心孔與十字大梁上端安裝的增速器(20)的輸入軸相連接，在增速器(20)的上端安裝發(fā)電機(19)，發(fā)電機(19)的下伸軸與增速器(20)的輸出軸相連接。在上渦輪組件(13)和下渦輪組件(11)的外圓上裝有旋轉艙門(10)。
運行和發(fā)電發(fā)電設備在未運行前，轉動風艙進風口(29)在風向板(6)的做用下，處于迎風狀態(tài)，旋轉艙門(10)位于固定風艙(9)的腔體內，當自然風通過轉動風艙進風口(29)進入艙體內時，在風壓和氣流的做用下，下渦輪組件(11)、上渦輪組件(13)和主動力渦輪組件(14)同時啟動，通過渦輪軸(21)使增速器(20)的杯形齒輪轉動，并使星行齒輪也同時轉動，進而經增速器(20)增速后的輸出軸拖動發(fā)電機轉子轉動，當渦輪轉速達到額定轉速時，發(fā)電機(19)進入發(fā)電狀態(tài)。當渦輪轉速達到一定限度時，離心調速器組件(23)進入工作狀態(tài)，使旋轉艙門(10)在離心調速器組件(23)的做用下，上下移動，控制風艙內的進風量，進而控制渦輪軸(21)的轉速和發(fā)電機發(fā)出電的電壓和頻率的變化范圍，發(fā)電機的輸出電壓由發(fā)電機自身的電壓調解器來調解。
自然風經轉動風艙進風口(29)進入風艙后，在推動渦輪旋轉的過程中進入固定風艙(9)并從排風筒(18)排出艙外，繼續(xù)不斷有風量經轉動風艙進風口(29)進入風艙使渦輪不斷旋轉運行。
在運行中，由于離心調速器組件(23)的高速旋轉，調速器連桿和離心力鋼球平面式轉動，使進入風艙的風量中心部分產生渦流，形成進風阻力，裝在離心調速器組件(23)下端的軸流式風扇(24)沿渦輪軸(21)向上軸向形成軸流風壓，不斷向上吹開離心調速器組件(23)所產生的渦流，并同時輔助增強風艙的進風最。
檢查和維護在定期檢查和維護時，為使渦輪停止轉動，先打開轉動風艙檢查門(27)，使經過轉動風艙進風口(29)的進風量，從轉動風艙檢查門(29)直接排出，渦輪失去風壓的推力而停轉，即進行下段轉動風艙內的維護；按需要在打開轉動風艙檢查門(27)的同時打開固定風艙檢查門(17)以便對固定風艙(9)及發(fā)電機(19)的維護或檢修。
權利要求1.一種大功率風力發(fā)電設備，其中包括基座底板(1)、基座(2)、支承環(huán)(3)、鋼滾(4)、防塵環(huán)(5)、風向板(6)風向板加強桿(7)、轉動風艙(8)、固定風艙(9)、旋轉艙門(10)、下渦輪組件(11)、艙體骨架(12)、上渦輪組件(13)、主動力渦輪組件(14)、艙體骨架環(huán)(15)、十字大梁組件(16)、固定風艙檢查門(17)、排風筒(18)、發(fā)電機(19)、增速器(20)、渦輪軸(21)、滑動平鍵(22)離心調速器組件(23)、軸流風扇(24)、渦輪軸軸承座(25)、渦輪軸支柱(26)、轉動風艙檢查門(27)、防護網(28)、轉動風艙進風口(29)；其特征在于下端焊有方形平板的基座(2)，上端焊接在圓形基座底板(1)的下面，基座(2)下端的方形平板與地面水泥基礎相連接，在圓形基座底板(1)的周邊上側裝有槽鋼制成的六根立柱式艙體骨架(12)，在立柱式艙體骨架(12)的頂端水平安裝用槽鋼制成的圓形艙體骨架環(huán)(15)，在圓形艙體骨架環(huán)(15)的上部裝有用橢圓形截面鋼材制成的“十字型”大梁組件(16)，在立柱式艙體骨架(12)周圍套裝上部為錐體形下部為圓筒形鋼板制成的固定風艙(9)，在固定風艙(9)的錐體上端安裝鋼板制成的圓形排風筒(18)，在固定風艙(9)的錐體的側面開有立長方口，長方口外側裝有檢查門(17)；在圓形基座底板(1)的周邊裝有角鋼制成的且留有邊槽的支承鋼環(huán)(3)，在支承鋼環(huán)(3)圓周邊槽內，向中心方向排列裝有一圓周圓柱形鋼滾(4)，在支承鋼環(huán)(3)的上側，在用鋼板制成的圓筒形風艙(8)的下端外周圍，套裝并焊接上用角鋼制成的且外側邊向下的防塵圓環(huán)(5)在艙體骨架(12)周圍套裝圓筒形風艙(8)其根部圓周橫角直接落在鋼滾(4)上，在圓筒形風艙(8)的正面開有方形口(29)，在方形口(29)的正面裝有鐵絲網制成鐵紗網(28)，方形口(29)的左右兩側分別裝有用鋼板制成的橫向安裝且兩側分開風向計形式的平板(6)，在平板(6)與圓筒形風艙(8)之間，左右兩側分別裝有兩根用鋼棒制成的支桿(7)，在圓筒形風艙(8)的背面180度處，裝有鋼板制成的方形檢查門(27)；在圓形基座底板(1)的中心位置立式安裝鋼制圓形支柱(26)，在圓形支柱(26)的上端裝有軸承座(25)在軸承內立式安裝圓形鋼軸(21)在圓形鋼軸(21)的下端，代軸承的軸承座(25)上部裝有鋼板制成的風扇(24)在風扇(24)的上側安裝有離心調速器組件(23)，在圓形鋼軸(21)上套裝下渦輪(11)和上渦輪(13)，在圓形鋼軸(21)的上部固定安裝主渦輪(14)，穿過“十字形”大梁組件(16)中心圓孔的圓形鋼軸(21)的上端與增速器(20)的下伸軸相連接，增速器(20)的上伸軸與發(fā)電機(19)的下伸軸相連接，在上渦輪(13)和下渦輪(11)的外圓上裝有鋼板制成的圓筒式旋轉艙門(10)，在圓形鋼軸(21)下半部外圓上套裝圓柱式彈簧。
專利摘要本實用新型是一種大功率風力發(fā)電設備，是目前正在使用的單柱螺旋槳式小形風力發(fā)電機組的換代產品，單臺發(fā)電量高，占地面積少，便于組建大功率的風力發(fā)電廠。其特征在于，設有圓筒形風艙，分為上下兩段，上段為固定風艙，下段為轉動風艙，且轉動風艙正面開有進風口，在進風口兩側，裝有風向板，以保持進風口永久處于迎風狀態(tài)，在圓筒風艙內水平安裝三層渦輪，即主動力渦輪、上渦輪和下渦輪，在上下渦輪周邊裝有圓筒形旋轉艙門，在旋轉艙門中心的渦輪軸上，裝有離心調速器，在主動力渦輪上端立式安裝增速器和發(fā)電機，且發(fā)電機軸與渦輪軸相連通。在運行中，風量經轉動風艙進風口進入風艙，推動渦輪旋轉，發(fā)電機發(fā)電；離心調速器控制風量轉速和電壓。
文檔編號F03D9/00GK2869371SQ200520105569
公開日2007年2月14日 申請日期2005年8月18日 優(yōu)先權日2005年8月18日
發(fā)明者侯永財 申請人:侯永財