專利名稱：一種風(fēng)力發(fā)電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用風(fēng)力發(fā)電的水平軸風(fēng)力發(fā)電機。風(fēng)力發(fā)電機按輸出方式可以分為所發(fā)電力可并入電網(wǎng)的并網(wǎng)發(fā)電機和所發(fā)電能就地使用的分散風(fēng)力發(fā)電機。本實用新型一種風(fēng)力發(fā)電機屬 于上述兩種風(fēng)力發(fā)電機。按結(jié)構(gòu)風(fēng)力發(fā)電機又可分為水平軸和垂直軸風(fēng)力發(fā)電機兩種，本實用新型屬于水平軸風(fēng)力發(fā)電機。
背景技術(shù)：
水平軸風(fēng)力發(fā)電機包括把傳動裝置、發(fā)電裝置、偏航系統(tǒng)、主機架、和其他輔助裝置安裝在一起組成的機艙總裝部件、支撐機艙的高達(dá)幾十米甚至上百米的塔架，由葉片及輪轂組成的風(fēng)輪，有一種風(fēng)輪中還裝有變槳距裝置。水平軸風(fēng)力發(fā)電機的塔架不僅要承受風(fēng)壓，還要同時承受風(fēng)力發(fā)電機運行過程中的全部動靜載荷。塔架的結(jié)構(gòu)有鋼筒、混凝土和桁架等形式，目前大型風(fēng)電機組多采用鋼筒塔架。鋼筒直徑可達(dá)到七、八米甚至十幾米，運輸十分困難。為了運輸方便，鋼筒塔架一般需要將塔筒分段并分片制造，到現(xiàn)場再組裝，這樣解決了可運輸?shù)膯栴}，但是卻降低了鋼筒的強度和剛度，從而增加了重量和成本，此外現(xiàn)場安裝的工作量也太大。由于存在上述的問題，目前大型的風(fēng)力發(fā)電機組上，不得不越來越多地采用混凝土塔架。這種塔架無疑使工程量、運輸量增大，又不可拆卸，所以塔架頂部的設(shè)備維修也不方便。以往的各種風(fēng)力發(fā)電機都是先從塔架的最下邊開始安裝，然后再用很高的吊車一部分一部分地往上起吊和安裝，幾乎全部安裝工作都屬于高空作業(yè)，高空作業(yè)時禁止平行作業(yè)，所以安裝工期很長，增加了成本。尤其是最后還要把上百噸的各種設(shè)備用巨型吊車吊裝到百米高空，難度很大，為把巨型吊車開進風(fēng)電現(xiàn)場，修路的費用也很高。而且一旦安裝好就很難拆卸下來，所以不能定期大修，這樣就要求塔架上的各種設(shè)備具有高可靠性和具有長壽命。這種要求對降低成本，提高國產(chǎn)化率和大規(guī)模生產(chǎn)極為不利。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種可以降低發(fā)電成本，減少安裝工作量，縮短安裝工期，尤其是可以快速拆卸，從而便于維修并可以做到定期大修的低成本風(fēng)力發(fā)電機。為了解決上述問題，本實用新型一種風(fēng)力發(fā)電機包括塔架，機艙總裝部件和風(fēng)輪，其特征是塔架是拆分成先從上邊安裝的結(jié)構(gòu)，并且在塔架上安裝有防倒裝置。如上所述的一種水平軸風(fēng)力發(fā)電機，其特征是所述塔架是由鋼制的塔架短節(jié)首尾相接組裝而成的。如上所述的一種水平軸風(fēng)力發(fā)電機，其特征是所述塔架是用型鋼制成的桿件組裝而成的桁架。如上所述的一種水平軸風(fēng)力發(fā)電機，其特征是所述防倒裝置是由油缸和可改變長度的柔性件串聯(lián)而成的拉索。如上所述的一種水平軸風(fēng)力發(fā)電機，其特征是所述防倒裝置是由絞車牽引的鋼絲繩。如上所述的一種水平軸風(fēng)力發(fā)電機，其特征是所述防倒裝置是安裝帶有拉索的塔架時借用的和原塔架配套的拉索與油缸串聯(lián)而成的組合件。如上所述的一種水平軸風(fēng)力發(fā)電機，其特征是所述塔架上設(shè)有升降塔架時與液壓缸相連接的承力件。如上所述的一種水平軸風(fēng)力發(fā)電機，其特征是所述塔架上設(shè)有與輔助的升降盤連接的結(jié)構(gòu)，使塔架可隨升降盤升降，而升降盤由液壓缸驅(qū)動。如上所述的一種水平軸風(fēng)力發(fā)電機，其特征是所述風(fēng)輪的葉片向外側(cè)傾斜，使葉片與水平軸之間的夾角小于80°角，并把拉索與塔架之間的連接點設(shè)在塔架的上部。 如上所述的一種水平軸風(fēng)力發(fā)電機，其特征是在所述水平軸風(fēng)力發(fā)電機中還包括導(dǎo)向裝置，該導(dǎo)向裝置是在基礎(chǔ)與塔架下部之間形成的導(dǎo)軌滑塊機構(gòu)或者是在基礎(chǔ)與塔架下部之間水平拉緊的拉索。采用這樣的結(jié)構(gòu)后就可以從以下五個方面取得有益的效果。I.塔架可以用液壓缸快速安裝和快速拆卸，這樣就使定期大修塔頂上的設(shè)備成為可能，所以可以放松各個部件對制造質(zhì)量和材質(zhì)的要求，這樣對降低造價，提高國產(chǎn)化率和大規(guī)模生產(chǎn)意義重大2.可以采用拉索來解決壓桿失穩(wěn)的問題因此可以減輕塔架的重量；3.把塔架的各個短節(jié)做成較小的斷面、相同的尺寸和形狀，從而可以降低制造成本、運輸成本和安裝成本；4.由于不用百米高的巨型吊車，故可節(jié)省租金和修路費用。5.由于裝拆作業(yè)可以在地面上完成，所以比以往風(fēng)機安裝和拆卸時的高空作業(yè)更安全。
以下結(jié)合附圖
和具體實施方式
對本實用新型作進一步的說明。圖I是本實用新型一種風(fēng)力發(fā)電機的第一種實施方式的主視圖。圖2是本實用新型一種風(fēng)力發(fā)電機的第一種實施方式圖I中I處的放大圖圖3是本實用新型一種風(fēng)力發(fā)電機的第二種實施方式的主視圖。圖4是本實用新型一種風(fēng)力發(fā)電機的第二種實施方式圖3中II處的放大圖。圖5是本實用新型一種風(fēng)力發(fā)電機的第三種實施方式的主視圖。圖6是本實用新型一種風(fēng)力發(fā)電機的第一種實施方式安裝完工后的風(fēng)力發(fā)電機的主視圖。
具體實施方式
結(jié)合圖I和圖2，本實用新型一種風(fēng)力發(fā)電機的第一種實施方式，包括把各風(fēng)葉12安裝在輪轂13上組成的風(fēng)輪1，其中有些型號的風(fēng)輪I還安裝了變槳距裝置。在第一種實施方式中葉片12向外側(cè)傾斜，葉片12與水平軸中心線15成72°角；桁架結(jié)構(gòu)的塔架3被拆分成了可以從上部先安裝的塔架短節(jié)7，塔架短節(jié)7是通過短節(jié)端面8與相鄰的塔架短節(jié)相連接的；包括了發(fā)電系統(tǒng)和各種附屬系統(tǒng)的機艙總裝部件2 ;上層拉索4連接在從塔架3上部的拉索連接件16到基礎(chǔ)14之間，圖I中是把上層拉索4與油缸18連接組成了防倒裝置25，是在安裝過程中的工作狀態(tài)；據(jù)需要而設(shè)置的下層拉索5，下層拉索5可以設(shè)多層，在極端風(fēng)載荷小的風(fēng)力發(fā)電機中也可以不設(shè)置，下層拉索5與塔架3之間的連接點17可以根據(jù)抗失穩(wěn)的需要安排在塔架的中部附近。在塔架短節(jié)7上還按液壓升降拆裝設(shè)備23的要求設(shè)置了承力件9。在每節(jié)塔架上可設(shè)置一個或多個承力件9，承力件9的數(shù)量和結(jié)構(gòu)形式是由液壓缸的行程和推力以及更換短節(jié)的方法決定的。液壓升降拆裝設(shè)備23可以用若干個單獨的液壓缸23，也可以把各液壓缸裝配成一個整體的設(shè)備。導(dǎo)向裝置22設(shè)在塔架的下部使塔架與基礎(chǔ)14之間形成導(dǎo)軌滑塊機構(gòu)，作用是在安裝過程中防止塔架的下部偏離工位。在這樣的風(fēng)力發(fā)電機中，由于風(fēng)葉向外傾斜，所以即使把上層拉索4固定在塔架3的上部也不會碰到風(fēng)葉12，所以塔架頂部所受到的橫向力主要由上層拉索4承擔(dān)，顯然這樣比已有技術(shù)中為了避免葉片碰撞拉索而把拉索安裝在塔架中部有利于減輕塔架的重量。同時由于上層拉索4固定在塔架上部還便于在開始安裝最上邊的一節(jié)塔架時借用上層拉索4作為防倒裝置。作為防倒裝置時，上層拉索4與油缸18的一端連接，油缸18可以隨時拉緊和 放松拉索4防倒，當(dāng)然安裝完工后要拆掉油缸18。其中，在這種實施方式中上層拉索4和下層拉索5都可以用鋼絲繩、鋼鉸線作為柔性件，通過繩卡子調(diào)節(jié)長度并與油缸18相連接，也可以用鏈或首尾相接的不同長度的連桿做柔性件。下層拉索5可以解決塔架的壓桿穩(wěn)定的問題，所以塔架的橫斷面尺寸可以減小。作為塔架的一部分的拉索和在安裝過程中用的防倒裝置一般設(shè)3個或3個以上。目前應(yīng)用最廣泛的鋼筒塔架是根部所受彎矩最大。本實用新型已經(jīng)解決了這個問題，而且即使塔架與基礎(chǔ)之間采用球形鉸鏈連接，塔架也不會傾倒，所以不但可以減輕塔架重量，而且安全系數(shù)也可以得到保障。由于塔架采用了相同短節(jié)對接的結(jié)構(gòu)，所以可以增大生產(chǎn)規(guī)模，降低成本。由于有拉索保護，所以可以采用液壓升降拆裝法低成本快速安裝。這種方法是先把最上邊的一節(jié)塔架在防倒裝置的保護下豎立在工位上，再把風(fēng)輪、機艙總裝部件中的各種設(shè)備吊裝到這節(jié)塔架的上邊，然后用液壓缸頂起一個塔架短節(jié)的高度，接著從下部安裝一節(jié)塔架，像這樣依次裝完。液壓缸行程不夠一個塔架短節(jié)的高度時，可以分多次頂升。也可以用同樣的方法依次拆完，大修后再重新安裝。這樣不但可以省去雇用大型吊車把上百噸重的設(shè)備吊裝到百米高空的巨大費用，而且也可以解決目前的風(fēng)電設(shè)備一旦安裝就無法拆下來大修，因而不得不把各主要設(shè)備的壽命定為長達(dá)20年的老大難問題?，F(xiàn)在中國的設(shè)備制造能力已相當(dāng)可觀，但要大幅度提高產(chǎn)品壽命對不少企業(yè)來說還需要多年的艱苦努力。正因為如此，目前很多風(fēng)電機組的關(guān)鍵設(shè)備仍在大量進口。如果本實用新型允許把設(shè)備的大修周期縮短到5年，那么由現(xiàn)有企業(yè)，用現(xiàn)有的材料和工藝就可以突破瓶頸，以高國產(chǎn)化率來大規(guī)模生產(chǎn)。這樣就可以以中國制造的低成本來彌補風(fēng)力發(fā)電的高成本。從而可以用風(fēng)電這個綠色能源替換一部分煤電，減少碳排放。所以本實用新型一種風(fēng)力發(fā)電機的有益效果是相當(dāng)巨大的。結(jié)合圖3和圖4，在本實用新型一種風(fēng)力發(fā)電機的第二種實施方式中所采用的結(jié)構(gòu)與第一種實施方式大同小異，區(qū)別僅在于把塔架3中的桁架結(jié)構(gòu)的塔架短節(jié)7換成了鋼筒結(jié)構(gòu)的塔架短節(jié)10，當(dāng)然可以根據(jù)需要在塔架的下部選用大直徑的塔架短節(jié)10。葉片12由向外側(cè)傾斜變成與水平軸垂直，另外，把保護裝置中的油缸18換成了鉸車牽引的鋼絲繩，承力件9和短節(jié)端面11的結(jié)構(gòu)和外形雖然與第一種實施方式有點區(qū)別，但操作順序和功能是相同的，有益效果也相同。[0029]第三種實施方式為了能夠抵抗車輛和泥石流等沖擊和配合液壓升降拆裝設(shè)備，可以把塔架的下部做成混凝土結(jié)構(gòu)，上部做成鋼制的短節(jié)結(jié)構(gòu)。從原理上來說與前兩種實施方式相同。第四種實施方式結(jié)合圖5，本實用新型的第四種實施方式是塔架被拆分成可以先從上邊開始安裝的桿件。安裝順序如下首先把桿件31、41在工位上安裝在一起，形成最上邊的一段塔架并把機艙2和風(fēng)輪安裝在這段塔架上，安裝好防倒裝置25，把液壓缸23鉸接在承力件91上，把繩索狀的導(dǎo)向裝置24安裝在桿件31的下端，并向各個方向水平拉緊，導(dǎo)向裝置24的作用與第一種實施方式中的導(dǎo)向裝置22相同，即當(dāng)安裝在承力件91上的液壓缸23把塔架頂起時導(dǎo)向裝置24邊放松邊張緊，防止桿件31下端離開工位。當(dāng)塔架升夠桿件32的高度時固定住上邊這段塔架，安裝桿件32和桿件42，然后把導(dǎo)向裝置24移到桿 件32的下端和把液壓缸23移到承力件92上，以此類推，直至裝完。如果吊裝機艙2的吊車高度允許，也可以先把桿件31、32、甚至33都裝完再用液壓缸23頂升。當(dāng)液壓缸23升到足夠高度時，可用另一組液壓缸23替換，也可以用其他機械裝置定位后把液壓缸23下移。拆卸順序與此相反。第五種實施方式是在塔架上不設(shè)承力件，但是要設(shè)置與輔助的升降盤連接的結(jié)構(gòu)。通過升降盤在液壓缸的推動下升降帶動塔架升降從而在塔架下部形成安裝塔架部件的空間。在這個實施方式中導(dǎo)向裝置也可以設(shè)在升降盤上。圖6給出了第一種實施方式安裝完成后的發(fā)電狀態(tài)的風(fēng)力發(fā)電機的主視圖。在上述各種實施方式中塔架上都可以設(shè)置承力件，也都可以與升降盤配套使用；承力件也可以變換成不同的形式；每一種防倒裝置和每一種導(dǎo)向裝置也都可以使用在各種實施方式中；也可以把液壓缸、導(dǎo)向裝置、更換塔架短節(jié)的裝置等由單獨的部件變換成一臺整體的機器，像這些簡單的變換也都落在本實用新型的保護之中。
權(quán)利要求1.用于風(fēng)カ發(fā)電的ー種水平軸風(fēng)カ發(fā)電機，包括塔架，機艙總裝部件和風(fēng)輪，其特征是塔架是拆分成先從上邊安裝的結(jié)構(gòu)，并且在塔架上安裝有防倒裝置。
2.如權(quán)利要求I所述的ー種水平軸風(fēng)カ發(fā)電機，其特征是所述塔架是由鋼制的塔架短節(jié)首尾相接組裝而成的。
3.如權(quán)利要求I所述的ー種水平軸風(fēng)カ發(fā)電機，其特征是所述塔架是用型鋼制成的桿件組裝而成的桁架。
4.如權(quán)利要求I所述的ー種水平軸風(fēng)カ發(fā)電機，其特征是所述防倒裝置是由油缸和可改變長度的柔性件串聯(lián)而成的拉索。
5.如權(quán)利要求I所述的ー種水平軸風(fēng)カ發(fā)電機，其特征是所述防倒裝置是由絞車牽引的鋼絲繩。
6.如權(quán)利要求I所述的ー種水平軸風(fēng)カ發(fā)電機，其特征是所述防倒裝置是安裝帶有拉索的塔架時借用的和原塔架配套的拉索與油缸串聯(lián)而成的組合件。
7.如權(quán)利要求I所述的ー種水平軸風(fēng)カ發(fā)電機，其特征是所述塔架上設(shè)有升降塔架時與液壓缸相連接的承力件。
8.如權(quán)利要求I所述的ー種水平軸風(fēng)カ發(fā)電機，其特征是所述塔架上設(shè)有與輔助的升降盤連接的結(jié)構(gòu)，使塔架可隨升降盤升降，而升降盤由液壓缸驅(qū)動。
9.如權(quán)利要求I所述的ー種水平軸風(fēng)カ發(fā)電機，其特征是所述風(fēng)輪的葉片向外側(cè)傾斜，使葉片與水平軸之間的夾角小于80°角，并把拉索與塔架之間的連接點設(shè)在塔架的上部。
10.如權(quán)利要求I所述的ー種水平軸風(fēng)カ發(fā)電機，其特征是在所述水平軸風(fēng)カ發(fā)電機中還包括導(dǎo)向裝置，該導(dǎo)向裝置是在基礎(chǔ)與塔架下部之間形成的導(dǎo)軌滑塊機構(gòu)或者是在基礎(chǔ)與塔架下部之間水平拉緊的拉索。
專利摘要本實用新型公開了用于風(fēng)力發(fā)電的“一種風(fēng)力發(fā)電機”，包括塔架，機艙總裝部件和風(fēng)輪，其特征是塔架是拆分成先從上邊安裝的結(jié)構(gòu)，并且在塔架上安裝有防倒裝置，在防倒裝置的保護下，用液壓缸把已安裝的部分頂起一定高度再安裝它下面與之相鄰的塔架部件；拆卸時與上述次序相反。該風(fēng)力發(fā)電機的塔架重量輕，便于運輸，還可以采用液壓升降的拆裝方法快速安裝和拆卸，塔架上的各種設(shè)備可以定期大修或定期更換，克服了原有風(fēng)電機組對材質(zhì)和壽命要求過高的問題，所以有利于提高國產(chǎn)化率和降低成本。
文檔編號F03D11/04GK202391647SQ201120172828
公開日2012年8月22日 申請日期2011年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月27日
發(fā)明者李澤宇 申請人:李澤宇