一種風(fēng)力發(fā)電用可增速葉輪的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)力發(fā)電用可增速葉輪，包括葉輪缸體，于葉輪缸體的外壁均布多個(gè)用于連接葉片的葉片底座，于葉輪缸體的內(nèi)壁固接齒圈，于所述齒圈的內(nèi)圈嚙合多個(gè)行星輪，各行星輪與太陽輪嚙合；各行星輪軸的一端均與行星架的一端連接形成一體行星架的另一端與回轉(zhuǎn)軸承的內(nèi)圈配合，回轉(zhuǎn)軸承的外圈與葉輪缸體的端部連接；于各行星輪軸的另一端固接行星架固定環(huán)；太陽輪軸的一端與所述太陽輪連接形成一體，太陽輪軸的另一端貫穿行星架并通過聯(lián)軸器與發(fā)電機(jī)的輸出端連接。本實(shí)用新型不僅降低了葉片轉(zhuǎn)矩及葉輪快速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力，同時(shí)還提高了葉片使用壽命及整機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，縮小了發(fā)電機(jī)的體積、降低了發(fā)電機(jī)的重量及成本。
【專利說明】
一種風(fēng)力發(fā)電用可増速葉輪
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種風(fēng)力發(fā)電用可增速葉輪。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，就傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電而言，其技術(shù)的成熟度不足，缺點(diǎn)較多，特別是在用電口建站，低風(fēng)速啟動(dòng)及分布式應(yīng)用方面難以擔(dān)當(dāng)重任，在完成風(fēng)電場(chǎng)建造后，還需要國(guó)家投入大額資金建設(shè)遠(yuǎn)距離輸電線路，如近期開展的“四交四直”特高壓工程建設(shè)，投入金額為1737億元。
[0003]為了克服上述傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電的問題衍生出如狹管聚風(fēng)發(fā)電的新型風(fēng)力發(fā)電技術(shù)，該新型風(fēng)力發(fā)電技術(shù)主要是將進(jìn)風(fēng)口設(shè)置成一個(gè)聚縮狹管，相較于傳統(tǒng)的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)和垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)而言，具有聚集風(fēng)能、提壓增速、提高風(fēng)能利用率等優(yōu)點(diǎn)。因此，在風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。而正是這一技術(shù)的獨(dú)有性，所有組成這一技術(shù)的核心部件都將必須適應(yīng)其流體特性及符合環(huán)境應(yīng)用要求。如:專利號(hào)為201310189892.X公開的雙涵道軸流式風(fēng)里發(fā)電系統(tǒng)；專利號(hào)為201420079694.8公開的直通式狹管聚風(fēng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)；專利號(hào)為201520071120.0公開的多狹管聚風(fēng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，上述專利公開的發(fā)電結(jié)構(gòu)均是采用直驅(qū)發(fā)電方式，即通過葉輪的中心軸，直接帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。但是在實(shí)際應(yīng)用過程中，特別是對(duì)于大功率機(jī)型的應(yīng)用會(huì)出現(xiàn)弊端，具體表現(xiàn)為以下幾點(diǎn):(一)風(fēng)輪轉(zhuǎn)速低，達(dá)不到發(fā)電機(jī)發(fā)電所要求的轉(zhuǎn)速。(二)葉片選材要求高，葉片快速旋轉(zhuǎn)離心力大，在強(qiáng)風(fēng)作用下易出現(xiàn)飛車現(xiàn)象，大大降低了整機(jī)運(yùn)營(yíng)的安全系數(shù)。(三)需要低轉(zhuǎn)速的直驅(qū)發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)體積大、成本高、重量重。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本
【申請(qǐng)人】針對(duì)上述現(xiàn)有問題，進(jìn)行了研究改進(jìn)，提供一種風(fēng)力發(fā)電用可增速葉輪，其不僅提高了轉(zhuǎn)速、降低了葉片轉(zhuǎn)矩及葉輪快速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力，同時(shí)還提高了葉片使用壽命及整機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，縮小了發(fā)電機(jī)的體積、降低了了發(fā)電機(jī)的重量及涉及成本，使其更能適應(yīng)低風(fēng)俗地區(qū)及分布式電站的大規(guī)模建站。
[0005]有本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下:
[0006]—種風(fēng)力發(fā)電用可增速葉輪，包括葉輪缸體，于所述葉輪缸體的外壁均布多個(gè)用于連接葉片的葉片底座，于所述葉輪缸體的內(nèi)壁固接齒圈，于所述齒圈的內(nèi)圈嚙合多個(gè)行星輪，各行星輪與太陽輪嚙合;于各行星輪的圓心處均配合行星輪軸，于各行星輪軸的外圈處均配合第二軸承，各行星輪軸的一端均與行星架的一端連接形成一體，所述行星架的另一端與回轉(zhuǎn)軸承的內(nèi)圈配合，所述回轉(zhuǎn)軸承的外圈與葉輪缸體的端部連接;于各行星輪軸的另一端固接行星架固定環(huán);太陽輪軸的一端與所述太陽輪連接形成一體，所述太陽輪軸的另一端貫穿行星架并通過聯(lián)軸器與發(fā)電機(jī)的輸出端連接。
[0007]其進(jìn)一步技術(shù)方案在于:
[0008]于所述齒圈的一側(cè)還與密封墊圈的一側(cè)抵接，所述密封墊圈的另一側(cè)抵接異型擋油環(huán)，所述異型擋油環(huán)的外壁也與葉輪缸體的內(nèi)壁固接；
[0009]于所述太陽輪軸的外周還配合第一軸承，于所述行星架的一側(cè)還向外延伸形成開槽凸臺(tái)，所述第一軸承的外圈與開槽凸臺(tái)的內(nèi)槽壁抵接；
[0010]于所述葉輪缸體的內(nèi)壁處還設(shè)置多個(gè)加強(qiáng)筋，在所述葉輪缸體的端部還固接葉輪端蓋，于所述葉輪端蓋端面圓心處還固接端蓋封板；
[0011]所述葉輪缸體一端與回轉(zhuǎn)軸承外圈連接處的承受重力、旋轉(zhuǎn)扭矩大于葉輪缸體另一端葉輪端蓋，使所述葉輪缸體形成非對(duì)稱非均質(zhì)缸體；
[0012]于所述葉輪缸體與回轉(zhuǎn)軸承外圈配合的一端還設(shè)置第一摩擦片，于所述太陽輪軸伸出葉輪缸體的部分、于所述太陽輪軸的外周還配合第二摩擦片；
[0013]于所述行星架的內(nèi)部還設(shè)置液壓站，所述液壓站與吸油嘴的一端連接，所述吸油嘴的另一端延伸至葉輪缸體的內(nèi)壁并保持間隙;所述液壓站還與出油嘴的一端連接，所述出油嘴的另一端貫穿行星架并伸入行星輪軸內(nèi)部；
[0014]于所述出油嘴與行星架的貫穿處、在所述出油嘴的外周還配合防塵圈。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果如下:
[0016]1、本實(shí)用新型通過在葉輪缸體內(nèi)壁設(shè)置齒圈，將齒圈與各行星輪嚙合，由各行星輪帶動(dòng)太陽輪把增速后的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能傳遞至發(fā)電機(jī)軸，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。本實(shí)用新型解決了低風(fēng)速下采用中速永磁直驅(qū)發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行的難題，充分體現(xiàn)了速度感與力量感，其不僅具有節(jié)省空間、降低成本的優(yōu)點(diǎn)，還極大的提高了做工效能，特別應(yīng)用于聚風(fēng)風(fēng)力發(fā)電類產(chǎn)品時(shí)有效降低空載啟動(dòng)阻力矩，和負(fù)載轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，通過合理的選取永磁直驅(qū)發(fā)電機(jī)的相數(shù)、極數(shù)和槽數(shù)，就可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性，達(dá)到低風(fēng)速多發(fā)電的目的。
[0017]2、本實(shí)用新型根據(jù)項(xiàng)目目標(biāo)地區(qū)的常年風(fēng)速狀況，確定發(fā)電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，以狹管聚風(fēng)進(jìn)口到狹管最窄處的平方面積比為依據(jù)，由齒圈產(chǎn)生大扭矩、低轉(zhuǎn)速，額定轉(zhuǎn)速為40?50r/min，采用多個(gè)行星輪分流高扭矩帶來的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能，將旋轉(zhuǎn)動(dòng)能增倍1:3?1:7，同時(shí)將發(fā)電機(jī)同步轉(zhuǎn)速控制在180?250r/min的合理區(qū)間(傳統(tǒng)水平軸風(fēng)機(jī)2MW—般額定最高轉(zhuǎn)速為18r/min)，因此可以將發(fā)電機(jī)的體積、重量及價(jià)格大幅度降低，其平穩(wěn)度好、可靠性高、系統(tǒng)誤差少、摩擦系數(shù)低。
[0018]3、本實(shí)用新型通過布置回轉(zhuǎn)軸承，其在起到連接作用的同時(shí)還具有分散作用力的功能，通過回轉(zhuǎn)軸承使葉片做功的力、葉片自身重量及葉輪缸體的重量不再由太陽輪軸來承擔(dān)，該太陽輪軸只承擔(dān)行星輪旋轉(zhuǎn)時(shí)帶給太陽輪的扭力，使系統(tǒng)的整體安全性、穩(wěn)定性得到極大的提高與保障。
[0019]4、本實(shí)用新型在太陽輪軸的外周配合第二軸承，利用上述第二軸承支撐太陽輪軸，使太陽輪軸的旋轉(zhuǎn)更為穩(wěn)定，同時(shí)使太陽輪軸的扭矩更易傳遞，便于旋轉(zhuǎn)動(dòng)能的輸出。異形擋油環(huán)的布置不僅起到了對(duì)齒圈的限位作用，限制齒圈移動(dòng)，同時(shí)該異形擋油環(huán)及密封墊圈能一方面能防止對(duì)太陽輪軸潤(rùn)滑的潤(rùn)滑油的流出，另一方面可以防止各行星輪及太陽輪8轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)潤(rùn)滑油飛濺。
[0020]5、葉輪缸體與回轉(zhuǎn)軸承外圈連接處承受的重力扭矩大，葉輪缸體在與回轉(zhuǎn)軸承外圈連接處的缸體壁厚、加強(qiáng)筋厚度均要厚于葉輪缸體另一端與葉輪端蓋10連接處的缸體壁厚，葉輪缸體一端與回轉(zhuǎn)軸承外圈的連接處的承受重力、旋轉(zhuǎn)扭矩大于葉輪缸體另一端葉輪端蓋，使葉輪缸體形成非對(duì)稱非均質(zhì)缸體，該缸體充分突出支撐重點(diǎn)、堅(jiān)固靜態(tài)、動(dòng)態(tài)安裝工序，在提高葉輪缸體強(qiáng)度的前提下，使葉輪缸體重量為相同功率機(jī)型的60%。
【附圖說明】
[0021]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2為圖1在A處的放大結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖3為圖1在B處的放大結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖4為本實(shí)用新型的主視圖。
[0025]圖5為本實(shí)用新型揭開葉輪端蓋的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]其中:1、葉片底座;2、加強(qiáng)筋；3、異形擋油環(huán);4、密封墊圈；5、葉輪缸體;6、第一摩擦片；7、行星架;701、開槽凸臺(tái)；8、回轉(zhuǎn)軸承;9、第一軸承；10、第二摩擦片；11、太陽輪軸；1101、太陽輪;12、聯(lián)軸器;13、液壓站;14、防塵圈；15、行星輪軸；16、油嘴；17、葉輪端蓋;18、齒圈；19、行星輪;20、第二軸承;21、行星架固定環(huán);22、端蓋封板;23、出油嘴。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖，說明本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】。
[0028]如圖1、圖2、圖3、圖4及圖5所示，一種風(fēng)力發(fā)電用可增速葉輪包括葉輪缸體5，于葉輪缸體5的外壁均布多個(gè)用于連接葉片的葉片底座I，于葉輪缸體5的內(nèi)壁固接齒圈18，于齒圈18的內(nèi)圈嚙合多個(gè)行星輪19，各行星輪19與太陽輪1101嚙合;于各行星輪19的圓心處均配合行星輪軸15，于各行星輪軸15的外圈處均配合第二軸承20，各行星輪軸15的一端均與行星架7的一端連接形成一體，行星架7的另一端與回轉(zhuǎn)軸承8的內(nèi)圈配合，回轉(zhuǎn)軸承8的外圈與葉輪缸體5的端部連接;于各行星輪軸15的另一端固接行星架固定環(huán)21;太陽輪軸11的一端與太陽輪1101連接形成一體，太陽輪軸11的另一端貫穿行星架7并通過聯(lián)軸器12與發(fā)電機(jī)的輸出端連接。如圖1所示，于齒圈18的一側(cè)還與密封墊圈4的一側(cè)抵接，密封墊圈4的另一側(cè)抵接異型擋油環(huán)3，異型擋油環(huán)3的外壁也與葉輪缸體5的內(nèi)壁固接。異形擋油環(huán)3不僅起到了對(duì)齒圈18的限位作用，限制齒圈18移動(dòng)，同時(shí)該異形擋油環(huán)3及密封墊圈4一方面能防止對(duì)太陽輪軸11潤(rùn)滑的潤(rùn)滑油的流出，另一方面可以防止各行星輪19及太陽輪1101在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)潤(rùn)滑油飛濺。
[0029]如圖1所示，于太陽輪軸11的外周還配合第一軸承9，于行星架7的一側(cè)還向外延伸形成開槽凸臺(tái)701，第一軸承9的外圈與開槽凸臺(tái)701的內(nèi)槽壁抵接。利用上述第一軸承9支撐太陽輪軸11，使太陽輪軸11的旋轉(zhuǎn)更為穩(wěn)定，同時(shí)使太陽輪軸11的扭矩更易傳遞，便于旋轉(zhuǎn)動(dòng)能的輸出。
[0030]于葉輪缸體5的內(nèi)壁處還設(shè)置多個(gè)加強(qiáng)筋2，在葉輪缸體5的端部還固接葉輪端蓋17，于葉輪端蓋17端面圓心處還固接端蓋封板22。端蓋封板22拆卸快速方便，便于維修人員進(jìn)入葉輪缸體5內(nèi)維修。葉輪缸體5—端與回轉(zhuǎn)軸承8外圈連接處的承受重力、旋轉(zhuǎn)扭矩大于葉輪缸體5另一端葉輪端蓋17，使葉輪缸體5形成非對(duì)稱非均質(zhì)缸體。
[0031]如圖1所示，于葉輪缸體5與回轉(zhuǎn)軸承8外圈配合的一端還設(shè)置第一摩擦片6，于太陽輪軸11伸出葉輪缸體5的部分、于太陽輪軸11的外周還配合第二摩擦片1。如圖1、圖2所示，于行星架7的內(nèi)部還設(shè)置液壓站13，液壓站13與吸油嘴16的一端連接，吸油嘴16的另一端延伸至葉輪缸體5的內(nèi)壁并保持間隙；液壓站13還與出油嘴23的一端連接，出油嘴23的另一端貫穿行星架7并伸入行星輪軸15內(nèi)部。于出油嘴23與行星架7的貫穿處、在出油嘴23的外周還配合防塵圈14。上述吸油嘴16實(shí)現(xiàn)葉輪缸體5內(nèi)部潤(rùn)滑油吸收重復(fù)利用。上述出油嘴23通過行星輪軸15上開設(shè)的油孔流入第二軸承20，保持第二軸承20的潤(rùn)滑。
[0032]本實(shí)用新型的具體工作過程如下:如圖1至圖5所示，如圖1、圖2所示，由于在葉片底座I上連接葉片，各葉片受外部風(fēng)能影響驅(qū)動(dòng)葉片底座I及葉輪缸體5旋轉(zhuǎn)，由于葉輪缸體5的內(nèi)壁固接齒圈18，同時(shí)齒圈18與各行星輪19嚙合，因此齒圈18的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)各行星輪19隨轉(zhuǎn)，由于各行星輪19均與太陽輪11嚙合，因此外部風(fēng)能通過齒圈18、行星輪19及太陽輪11轉(zhuǎn)化為增速的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能，該旋轉(zhuǎn)動(dòng)能通過太陽輪軸1101、聯(lián)軸器12傳遞至發(fā)電機(jī)的輸出軸，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。
[0033]在實(shí)際運(yùn)行過程中，受各種因素變化的影響，負(fù)荷工況變化多段，本實(shí)用新型根據(jù)項(xiàng)目目標(biāo)地區(qū)的常年風(fēng)速狀況，確定發(fā)電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，以狹管聚風(fēng)進(jìn)口到狹管最窄處的平方面積比為依據(jù)，由齒圈18產(chǎn)生大扭矩、低轉(zhuǎn)速，額定轉(zhuǎn)速為40?50r/min，采用多個(gè)行星輪19分流高扭矩帶來的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能，將旋轉(zhuǎn)動(dòng)能增倍1:3?1:7，同時(shí)將發(fā)電機(jī)同步轉(zhuǎn)速控制在180?250r/min的合理區(qū)間(傳統(tǒng)水平軸風(fēng)機(jī)2麗一般額定最高轉(zhuǎn)速為18r/min)，因此可以將發(fā)電機(jī)的體積、重量及價(jià)格大幅度降低，其平穩(wěn)度好、可靠性高、系統(tǒng)誤差少、摩擦系數(shù)低，本實(shí)用新型技術(shù)極大地推動(dòng)了半直驅(qū)風(fēng)力機(jī)的變革和滿足各種風(fēng)況的安全運(yùn)行特征，也為聚風(fēng)類風(fēng)力發(fā)電走出了一條全新的道路，因此極易推廣及應(yīng)用。
[0034]以上描述是對(duì)本實(shí)用新型的解釋，不是對(duì)實(shí)用新型的限定，本實(shí)用新型所限定的范圍參見權(quán)利要求，在不違背本實(shí)用新型的基本結(jié)構(gòu)的情況下，本實(shí)用新型可以作任何形式的修改。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種風(fēng)力發(fā)電用可增速葉輪，其特征在于:包括葉輪缸體(5)，于所述葉輪缸體(5)的外壁均布多個(gè)用于連接葉片的葉片底座(I)，于所述葉輪缸體(5)的內(nèi)壁固接齒圈(18)，于所述齒圈(18)的內(nèi)圈嚙合多個(gè)行星輪(19)，各行星輪(19)與太陽輪(1101)嚙合;于各行星輪(19)的圓心處均配合行星輪軸(15)，于各行星輪軸(15)的外圈處均配合第二軸承(20)，各行星輪軸(15)的一端均與行星架(7)的一端連接形成一體，所述行星架(7)的另一端與回轉(zhuǎn)軸承(8)的內(nèi)圈配合，所述回轉(zhuǎn)軸承(8)的外圈與葉輪缸體(5)的端部連接;于各行星輪軸(15)的另一端固接行星架固定環(huán)(21);太陽輪軸(11)的一端與所述太陽輪(1101)連接形成一體，所述太陽輪軸(11)的另一端貫穿行星架(7)并通過聯(lián)軸器(12)與發(fā)電機(jī)的輸出端連接。2.如權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)力發(fā)電用可增速葉輪，其特征在于:于所述齒圈(18)的一側(cè)還與密封墊圈(4)的一側(cè)抵接，所述密封墊圈(4)的另一側(cè)抵接異型擋油環(huán)(3)，所述異型擋油環(huán)(3)的外壁也與葉輪缸體(5)的內(nèi)壁固接。3.如權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)力發(fā)電用可增速葉輪，其特征在于:于所述太陽輪軸(11)的外周還配合第一軸承(9)，于所述行星架(7)的一側(cè)還向外延伸形成開槽凸臺(tái)(701)，所述第一軸承(9)的外圈與開槽凸臺(tái)(701)的內(nèi)槽壁抵接。4.如權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)力發(fā)電用可增速葉輪，其特征在于:于所述葉輪缸體(5)的內(nèi)壁處還設(shè)置多個(gè)加強(qiáng)筋(2)，在所述葉輪缸體(5)的端部還固接葉輪端蓋(17)，于所述葉輪端蓋(17)端面圓心處還固接端蓋封板(22)。5.如權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)力發(fā)電用可增速葉輪，其特征在于:所述葉輪缸體(5)—端與回轉(zhuǎn)軸承(8)外圈連接處的承受重力、旋轉(zhuǎn)扭矩大于葉輪缸體(5)另一端葉輪端蓋(17)，使所述葉輪缸體(5)形成非對(duì)稱非均質(zhì)缸體。6.如權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)力發(fā)電用可增速葉輪，其特征在于:于所述葉輪缸體(5)與回轉(zhuǎn)軸承(8)外圈配合的一端還設(shè)置第一摩擦片(6)，于所述太陽輪軸(11)伸出葉輪缸體(5)的部分、于所述太陽輪軸(11)的外周還配合第二摩擦片(10)。7.如權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)力發(fā)電用可增速葉輪，其特征在于:于所述行星架(7)的內(nèi)部還設(shè)置液壓站(13)，所述液壓站(13)與吸油嘴(16)的一端連接，所述吸油嘴(16)的另一端延伸至葉輪缸體(5)的內(nèi)壁并保持間隙;所述液壓站(13)還與出油嘴(23)的一端連接，所述出油嘴(23)的另一端貫穿行星架(7)并伸入行星輪軸(15)內(nèi)部。8.如權(quán)利要求7所述的一種風(fēng)力發(fā)電用可增速葉輪，其特征在于:于所述出油嘴(23)與行星架(7)的貫穿處、在所述出油嘴(23)的外周還配合防塵圈(14)。
【文檔編號(hào)】F03D1/06GK205533007SQ201620077643
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年1月26日
【發(fā)明人】李勇強(qiáng), 謝玉琪, 汪旭, 吳飛, 徐莉
【申請(qǐng)人】李勇強(qiáng)