水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)門扇形葉片及可伸縮風(fēng)輪的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】，具體的說是一種水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)門扇形葉片及可伸縮風(fēng)輪。現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電機(jī)多為水平軸三葉片形式，由于結(jié)構(gòu)、風(fēng)機(jī)高度等限制，存在風(fēng)輪漏風(fēng)量大、撲風(fēng)效率低、葉片易折斷、風(fēng)利用范圍小、輸出功率提升困難等問題。本實(shí)用新型技術(shù)方案包括前框架、后框架、調(diào)節(jié)裝置；前框架及后框架的內(nèi)框依次裝配在風(fēng)機(jī)主軸前段，前框架與風(fēng)機(jī)主軸滑動(dòng)配合，后框架與風(fēng)機(jī)主軸通過螺栓定位；門扇形葉片通過葉片軸裝配在后框架上，葉片端部通過滑塊與前框架的滑道配合，調(diào)節(jié)裝置帶動(dòng)葉片的滑塊調(diào)節(jié)葉片迎風(fēng)角度。本實(shí)用新型提高了風(fēng)機(jī)輸出功率和撲風(fēng)效率，降低了單位發(fā)電功率的成本及維修、維護(hù)費(fèi)用，適用于大、中型風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
【專利說明】水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)門扇形葉片及可伸縮風(fēng)輪
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，具體的說是一種水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)門扇形葉片及可伸縮風(fēng)輪。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)力發(fā)電機(jī)利用利用風(fēng)能驅(qū)動(dòng)葉片帶動(dòng)發(fā)電機(jī)主軸旋轉(zhuǎn)發(fā)電，具有清潔、無污染等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電機(jī)多為三葉片水平軸式的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，為保證發(fā)電機(jī)的額定輸出功率，目前使用的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)高度均較高，較大功率的風(fēng)機(jī)總體高度高達(dá)100米，額定功率均低于2MW，如進(jìn)一步增加風(fēng)機(jī)額定輸出功率，需要增加葉片的長度并同時(shí)提高風(fēng)機(jī)的高度，因受到材料強(qiáng)度和自身重量的限制，采用該結(jié)構(gòu)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)大型化發(fā)展存在如下問題:
[0003](I)風(fēng)機(jī)的高度增加后，桿塔的晃動(dòng)度隨之增大，抗風(fēng)能力變差，不但占用的空間大，且導(dǎo)致可利用的風(fēng)速范圍縮小，造成風(fēng)能資源的大量浪費(fèi)，一般當(dāng)風(fēng)速超過25m/s時(shí)就必須要停機(jī)，風(fēng)機(jī)的可利用率降低；
[0004](2)風(fēng)機(jī)的高度越高，吊裝難度、吊裝危險(xiǎn)性等越大，吊裝成本顯著增加；日常維護(hù)困難，維護(hù)成本大幅增加；
[0005](3)風(fēng)力發(fā)電機(jī)功率增大導(dǎo)致風(fēng)機(jī)總體高度增高，風(fēng)力適用范圍變窄，設(shè)備維護(hù)費(fèi)用的增加，則獲得單位千瓦電能的成本顯著上升，不具備競爭力；
[0006](4)受到現(xiàn)有材料技術(shù)的限制，風(fēng)機(jī)葉片的長度難以進(jìn)一步增加；而目前現(xiàn)有的大型風(fēng)機(jī)葉片容易折斷，壽命短，且更換費(fèi)用較高；
[0007](5)現(xiàn)有技術(shù)中，水平軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)的三個(gè)葉片調(diào)節(jié)經(jīng)常不能同步，造成被迫停機(jī)。
[0008]綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)的水平軸式風(fēng)機(jī)技術(shù)成熟，其規(guī)?；圃欤杀镜土?，但受到葉片形式、強(qiáng)度及風(fēng)機(jī)塔筒高度的限制，普遍存在風(fēng)機(jī)輸出功率偏小、葉片容易折斷、葉片撲風(fēng)效率低、風(fēng)輪漏風(fēng)量巨大等缺點(diǎn)，風(fēng)速13m/s開始棄風(fēng)、25m/s全部棄風(fēng)；而且風(fēng)電設(shè)備投資大，成本回收周期長，年利用小時(shí)數(shù)偏低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本實(shí)用新型的目的是提供一種水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)門扇形葉片及可伸縮風(fēng)輪，克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提高了風(fēng)能的利用率及發(fā)電效率，降低了單位千瓦的發(fā)電投資成本。
[0010]本實(shí)用新型的技術(shù)方案:
[0011]包括桿塔、風(fēng)機(jī)主軸、發(fā)電機(jī)；風(fēng)機(jī)主軸中部裝配在桿塔頂部，發(fā)電機(jī)裝配在風(fēng)機(jī)主軸后段；風(fēng)機(jī)主軸前端部裝配有錐型的導(dǎo)流罩；
[0012]還包括前框架、后框架、葉片、葉片軸、弧形連桿、調(diào)節(jié)裝置；
[0013]前框架、后框架均由內(nèi)框及外框組成，前、后框架的內(nèi)框及外框之間均通過支撐桿連接；前框架、后框架的內(nèi)框依次套裝在風(fēng)機(jī)主軸的前段，前框架內(nèi)框、后框架內(nèi)框與風(fēng)機(jī)主軸通過鍵連接，后框架內(nèi)框與風(fēng)機(jī)主軸通過固定螺栓定位，前框架內(nèi)框與風(fēng)機(jī)主軸滑動(dòng)配合；
[0014]后框架內(nèi)框的外側(cè)及后框架外框內(nèi)側(cè)設(shè)有相互對(duì)應(yīng)的卡座；葉片呈門扇形狀，葉片一側(cè)縱向設(shè)有軸孔，葉片通過軸孔裝配在葉片軸上，葉片軸兩端的卡塊裝配在卡座內(nèi)；
[0015]葉片橫向截面呈弧形，葉片靠近后框架外框一端的外段向風(fēng)機(jī)主軸前側(cè)(即迎風(fēng)一側(cè))彎曲；葉片靠近后框架外框的端部側(cè)邊緣通過萬向節(jié)連接安裝有一個(gè)滑塊；
[0016]前框架外框設(shè)有滑道；各葉片端部的滑塊裝配在前框架外框的滑道內(nèi)，與滑道滑動(dòng)配合；各滑塊之間通過弧形連桿連接；
[0017]調(diào)節(jié)裝置包括數(shù)臺(tái)調(diào)節(jié)電機(jī)、拉繩或推拉桿；各調(diào)節(jié)電機(jī)分別通過拉繩分別與前框架滑道內(nèi)的弧形連桿連接，或調(diào)節(jié)電機(jī)通過推拉桿連接前框架。
[0018]所述調(diào)節(jié)裝置的調(diào)節(jié)電機(jī)分別均角度安裝在前框架內(nèi)框上；前框架的支撐桿為中空桿體；前框架外框滑道內(nèi)的弧形連桿連接有數(shù)組繩索，各組繩索分別與各調(diào)節(jié)電機(jī)對(duì)應(yīng)；每組繩索均由兩條拉繩組成，兩條拉繩穿過中空的前框架支撐桿桿體，反向纏繞連接相對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)電機(jī)動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)。
[0019]所述調(diào)節(jié)裝置的調(diào)節(jié)電機(jī)分別均角度安裝在前框架側(cè)的風(fēng)機(jī)主軸上，各臺(tái)調(diào)節(jié)電機(jī)的動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)分別通過渦輪蝸桿裝置或液壓裝置連接推拉桿，各推拉桿另一端與前框架連接。
[0020]所述的前框架外框邊緣裝有喇叭狀的集風(fēng)沿。
[0021]所述的葉片的軸孔內(nèi)設(shè)有螺紋，葉片軸與葉片通過螺紋配合。
[0022]本實(shí)用新型水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)門扇形葉片及可伸縮風(fēng)輪，將多個(gè)門扇形葉片裝配在風(fēng)輪框架內(nèi)，提高了風(fēng)機(jī)的發(fā)電效率，解決了現(xiàn)有技術(shù)水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)上輸出功率難以進(jìn)一步增大、葉片容易損壞等問題，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0023]1、通過改變?nèi)~片的數(shù)量、形狀及安裝方式，大幅增加單機(jī)功率，在不增加風(fēng)力發(fā)電機(jī)桿塔高度及葉片長度的情況下，提高了風(fēng)機(jī)輸出功率和撲風(fēng)效率，降低了單位發(fā)電功率的成本；
[0024]2、本實(shí)用新型風(fēng)輪采用框架結(jié)構(gòu)，葉片兩端均設(shè)有支撐點(diǎn)，避免了目前三葉片水平軸風(fēng)機(jī)葉片容易遭到雷擊和大風(fēng)折斷；降低了維修及維護(hù)成本；
[0025]3、通過調(diào)節(jié)葉片角度使得風(fēng)機(jī)適應(yīng)風(fēng)速的范圍更廣；該設(shè)備不但可以在低風(fēng)速區(qū)域運(yùn)行，而且能滿足高風(fēng)速區(qū)域的使用條件(即高風(fēng)速下不用停機(jī))，切出風(fēng)速達(dá)到25m/s仍可將調(diào)節(jié)葉片小角度滿負(fù)荷正常運(yùn)行，提高了風(fēng)能利用效率；
[0026]4、風(fēng)輪框架前部設(shè)有集風(fēng)沿及導(dǎo)流罩，提高風(fēng)機(jī)的撲風(fēng)能力和做功能力。
[0027]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的
【發(fā)明內(nèi)容】
作進(jìn)一步的描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2為本實(shí)用新型前框架結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖3為本實(shí)用新型后框架及葉片軸裝配示意圖；
[0031]圖4為本實(shí)用新型葉片與葉片軸的裝配示意圖；
[0032]圖5為本實(shí)用新型圖4的左視圖；[0033]圖6為本實(shí)用新型圖4的A-A向剖視圖；
[0034]圖7為本實(shí)用新型后框架的卡座剖視圖；
[0035]圖8為本實(shí)用新型前框架滑道的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]圖中:1、集風(fēng)沿，2、前框架外框，3、導(dǎo)流罩，4、葉片，5、后框架外框，6、風(fēng)機(jī)主軸，7、發(fā)電機(jī)，8、桿塔，9、前框架內(nèi)框，10、支撐桿，11、后框架內(nèi)框，12、葉片軸，13、卡塊，14、萬向節(jié)，15、滑塊。
[0037]實(shí)施例1
[0038]由圖1?圖8可知，本實(shí)用新型包括桿塔8、風(fēng)機(jī)主軸6、發(fā)電機(jī)7、前框架、后框架、葉片4、葉片軸12、弧形連桿、調(diào)節(jié)裝置；風(fēng)機(jī)主軸6中部裝配在桿塔8頂部，發(fā)電機(jī)7裝配在風(fēng)機(jī)王軸6的后段；
[0039]前框架、后框架均由內(nèi)框及外框組成，前框架及后框架的內(nèi)框與外框之間分別通過三根支撐桿10連接；前框架的三根支撐桿10為中空結(jié)構(gòu)；
[0040]前框架、后框架的內(nèi)框依次套裝在風(fēng)機(jī)主軸6的前段，前框架內(nèi)框9及后框架內(nèi)框11中心孔設(shè)有鍵槽，前、后框架內(nèi)框與風(fēng)機(jī)主軸6均通過花鍵連接；后框架內(nèi)框11與風(fēng)機(jī)主軸6通過數(shù)條固定螺栓定位，保證后框架與風(fēng)機(jī)主軸6之間無軸向位移；前框架內(nèi)框9風(fēng)機(jī)主軸6之間滑動(dòng)配合，即前框架內(nèi)框9可沿風(fēng)機(jī)主軸6軸向滑動(dòng)，使前框架靠近或遠(yuǎn)離后框架；
[0041]后框架內(nèi)框11的外側(cè)及后框架外框5的內(nèi)側(cè)設(shè)有相互對(duì)應(yīng)的卡座；葉片4呈門扇形狀，葉片4 一側(cè)設(shè)有縱向軸孔，葉片軸12兩端設(shè)有卡塊13，葉片軸12穿過葉片4的軸孔，軸兩端的卡塊13分別安裝在后框架內(nèi)、外框的卡座內(nèi)，本實(shí)施例采用九片葉片，各葉片呈放射狀環(huán)繞風(fēng)機(jī)主軸6分布；
[0042]前框架外框2邊緣裝有喇叭狀的集風(fēng)沿I ;風(fēng)機(jī)主軸6前端部裝配有錐型的導(dǎo)流罩3，導(dǎo)流罩3位于前框架內(nèi)框9前方，保證氣流平滑導(dǎo)向葉片；
[0043]葉片4的外段(即靠近后框架外框側(cè))向風(fēng)機(jī)主軸前側(cè)(即迎風(fēng)一側(cè))彎曲，葉片4的橫截面呈弧形；葉片4靠近后框架外框側(cè)的外端部通過萬向節(jié)14連接安裝有一個(gè)滑塊15 ；
[0044]前框架外框2設(shè)有滑道；各葉片4端部的滑塊15裝配在前框架外框2的滑道內(nèi)，與滑道滑動(dòng)配合；各滑塊15之間通過弧形連桿連接；
[0045]本實(shí)施例的調(diào)節(jié)裝置包括調(diào)節(jié)電機(jī)及拉繩；本實(shí)施例的前框架采用三臺(tái)調(diào)節(jié)電機(jī)調(diào)整葉片角度，調(diào)節(jié)電機(jī)均角度安裝在前框架內(nèi)框9的側(cè)部；
[0046]前框架外框2滑道內(nèi)的弧形連桿上連接有三組繩索，分別與安裝在前框架內(nèi)框9的各臺(tái)調(diào)節(jié)電機(jī)對(duì)應(yīng)，每組繩索均由兩條拉繩組成；各組繩索分別穿過前框架支撐桿10桿體的中空通道，每組繩索的兩條拉繩反向纏繞連接在相對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)電機(jī)動(dòng)力輸出軸的線軸上。當(dāng)各調(diào)節(jié)電機(jī)同時(shí)工作時(shí)線軸轉(zhuǎn)動(dòng)，每組繩索中的兩條拉繩均反方向收、放，其中一條拉繩拉動(dòng)弧形連桿沿其滑道運(yùn)動(dòng)，調(diào)整葉片繞葉片軸轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)線軸反向驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，則通過另一條拉繩拉動(dòng)弧形連桿沿其滑道反方向運(yùn)動(dòng)，調(diào)整葉片繞葉片軸反方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0047]調(diào)整各葉片4角度時(shí)，裝配在前框架上的調(diào)節(jié)電機(jī)動(dòng)力軸旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)各組繩索拉動(dòng)位于前框架滑道內(nèi)的弧形連桿運(yùn)動(dòng)，拉動(dòng)各葉片4繞葉片軸12轉(zhuǎn)動(dòng)改變迎風(fēng)角度，同時(shí)前框架遠(yuǎn)離或靠近后框架。
[0048]實(shí)施例2
[0049]本實(shí)施例與實(shí)施例1不同的是，葉片4的軸孔內(nèi)設(shè)有螺紋，葉片軸12與葉片4通過螺紋配合，使葉片4的重量均勻作用于葉片軸12，該結(jié)構(gòu)適合葉片重量較大的大型風(fēng)機(jī)；調(diào)節(jié)裝置采用調(diào)節(jié)電機(jī)及推拉桿；前框架側(cè)的風(fēng)機(jī)主軸6上，均角度固定裝配有三臺(tái)調(diào)節(jié)電機(jī)，各臺(tái)調(diào)節(jié)電機(jī)的動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)通過渦輪蝸桿裝置連接推拉桿，各條推拉桿的另一端通過萬向節(jié)和法蘭盤連接前框架內(nèi)框9。
[0050]進(jìn)行葉片4角度調(diào)整時(shí)，各臺(tái)調(diào)節(jié)電機(jī)同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)前框架的推拉推拉前框架沿風(fēng)機(jī)主軸6軸向移動(dòng)，靠近或遠(yuǎn)離后框架；使位于前框架滑道內(nèi)的滑塊15及弧形連桿沿滑道滑動(dòng)，帶動(dòng)所有葉片同步轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)葉片迎風(fēng)角度的調(diào)整。
[0051]本例中的調(diào)節(jié)電機(jī)輸出機(jī)構(gòu)也可通過液壓裝置控制推拉桿運(yùn)動(dòng)；將電機(jī)的輸出機(jī)構(gòu)與油泵連接，推拉桿連接在液壓缸頂桿上，通過油泵連接并控制液壓缸工作。
[0052]本實(shí)施例的其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同。
[0053]應(yīng)當(dāng)指出，以上借助優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行的詳細(xì)說明是示意性的而非限制性的。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在閱讀本實(shí)用新型說明書的基礎(chǔ)上可以對(duì)各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換，而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)門扇形葉片及可伸縮風(fēng)輪，包括桿塔(8)、風(fēng)機(jī)主軸(6)、發(fā)電機(jī)(7 );風(fēng)機(jī)主軸(6 )中部裝配在桿塔(8 )頂部，發(fā)電機(jī)(7 )裝配在風(fēng)機(jī)主軸(6 )后段；風(fēng)機(jī)主軸(6)前端部裝配有錐型的導(dǎo)流罩(3)； 其特征在于:還包括前框架、后框架、葉片(4)、葉片軸(12)、弧形連桿、調(diào)節(jié)裝置； 前框架、后框架均由內(nèi)框及外框組成，前、后框架的內(nèi)框及外框之間均通過支撐桿(10)連接；前框架、后框架的內(nèi)框依次套裝在風(fēng)機(jī)主軸(6)的前段，前框架內(nèi)框(9)及后框架內(nèi)框(11)與風(fēng)機(jī)主軸(6)通過鍵連接，前框架內(nèi)框與風(fēng)機(jī)主軸(6)滑動(dòng)配合，后框架內(nèi)框(11)與風(fēng)機(jī)主軸(6)通過固定螺栓定位； 后框架內(nèi)框(11)的外側(cè)及后框架外框(5)的內(nèi)側(cè)設(shè)有相互對(duì)應(yīng)的卡座；葉片(4)呈門扇形狀，葉片(4) 一側(cè)縱向設(shè)有軸孔，葉片(4)通過軸孔裝配在葉片軸(12)上，葉片軸(12)兩端的卡塊(13)裝配在卡座內(nèi)； 葉片(4)橫向截面呈弧形，葉片(4)靠近后框架外框一端的外段向風(fēng)機(jī)主軸(6)前側(cè)彎曲；葉片(4)靠近后框架外框(5)的端部側(cè)邊緣通過萬向節(jié)(14)連接安裝有一個(gè)滑塊(15); 前框架外框(2)設(shè)有滑道；各葉片(4)端部的滑塊(15)裝配在前框架外框(2)的滑道內(nèi)，與滑道滑動(dòng)配合；各滑塊之間通過弧形連桿連接； 調(diào)節(jié)裝置包括數(shù)臺(tái)調(diào)節(jié)電機(jī)、拉繩或推拉桿；各調(diào)節(jié)電機(jī)分別通過拉繩分別與前框架滑道內(nèi)的弧形連桿連接，或調(diào)節(jié)電機(jī)通過推拉桿連接前框架。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)門扇形葉片及可伸縮風(fēng)輪，其特征在于:所述調(diào)節(jié)裝置的調(diào)節(jié)電機(jī)分別均角度安裝在前框架內(nèi)框(9)上；前框架的支撐桿(10)為中空桿體；前框架外框(2)滑道內(nèi)的弧形連桿連接有數(shù)組繩索，各組繩索分別與各調(diào)節(jié)電機(jī)對(duì)應(yīng)；每組繩索均由兩條拉繩組成，兩條拉繩穿過中空的前框架支撐桿桿體，反向纏繞連接相對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)電機(jī)動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)門扇形葉片及可伸縮風(fēng)輪，其特征在于:所述調(diào)節(jié)裝置的調(diào)節(jié)電機(jī)分別均角度安裝在前框架側(cè)的風(fēng)機(jī)主軸(6)上，各臺(tái)調(diào)節(jié)電機(jī)的動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)分別通過渦輪蝸桿裝置或液壓裝置連接推拉桿，各推拉桿另一端與前框架連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)門扇形葉片及可伸縮風(fēng)輪，其特征在于:所述的前框架外框(2)邊緣裝有喇叭狀的集風(fēng)沿(I)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)門扇形葉片及可伸縮風(fēng)輪，其特征在于:所述的葉片(4)的軸孔內(nèi)設(shè)有螺紋，葉片軸(12)與葉片(4)通過螺紋配合。
【文檔編號(hào)】F03D7/04GK203770017SQ201420077847
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年2月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月24日
【發(fā)明者】張導(dǎo)宇, 張秀國, 張旭陽, 王曉宇, 王星濤, 劉寧, 楊飛, 賈雪姣, 韓艷潔, 李雅潔, 方占正, 張效新 申請(qǐng)人:張效新