一種多級(jí)葉輪組的筒型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種多級(jí)葉輪組的筒型風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)力發(fā)電機(jī)具有綠色環(huán)保、無(wú)污染等特點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用。目前，風(fēng)力發(fā)電機(jī)大多為水平軸三葉片形式，安裝在桿塔頂端，利用自然風(fēng)能驅(qū)動(dòng)葉輪，并通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)，將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能用于發(fā)電。這類風(fēng)力發(fā)電機(jī)受結(jié)構(gòu)限制，其輸出功率與葉片的掃風(fēng)面積密切相關(guān)，即提高額定輸出功率通常需要增加葉片的長(zhǎng)度，來(lái)增加葉片的撲風(fēng)面積，因此風(fēng)機(jī)功率增大的同時(shí)，其自身高度、重量、體積均隨之增加，高大的機(jī)身?xiàng)U塔加大了整體的擺動(dòng)，使其抗風(fēng)能力下降，且設(shè)備的結(jié)構(gòu)、材料強(qiáng)度等要求較高，整機(jī)成本、運(yùn)行及曰常維護(hù)費(fèi)用大幅增加。
[0003]另外，為避免各風(fēng)機(jī)之間擾流現(xiàn)象，風(fēng)機(jī)的間距設(shè)置應(yīng)大于風(fēng)機(jī)自身高度的8倍，風(fēng)場(chǎng)占地面積大，土地的利用率不高；以現(xiàn)行額定功率1.5MW的風(fēng)機(jī)為例:其整機(jī)高度100多米，單葉片長(zhǎng)度約為45米，僅機(jī)頭重量達(dá)百噸，該風(fēng)機(jī)對(duì)風(fēng)速較為敏感，可利用的有效風(fēng)速范圍窄(切入風(fēng)速為3?4m/s，切出風(fēng)速為25m/s，切入與切出風(fēng)速之間為有效風(fēng)速)，存在風(fēng)力資源浪費(fèi)，單位千瓦電能成本上升等問(wèn)題，因此現(xiàn)行的風(fēng)電設(shè)備投資大，成本回收周期長(zhǎng)，年利用小時(shí)數(shù)偏低(一般為2000?3000小時(shí))的問(wèn)題，即風(fēng)機(jī)的實(shí)際工作時(shí)間僅為全年的1/3，則風(fēng)電場(chǎng)的投資回報(bào)年限約為10年。上述原因直接導(dǎo)致了風(fēng)電的單位成本高于其他發(fā)電方式(如火力發(fā)電)的成本；上述結(jié)構(gòu)的風(fēng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，葉輪減速或急剎時(shí)應(yīng)力集中在葉片根部，較易出現(xiàn)葉片受損現(xiàn)象，此外，葉片遭遇雷擊折斷的幾率較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種多級(jí)葉輪組的筒型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，同軸心裝配多級(jí)葉輪，同時(shí)帶動(dòng)多臺(tái)發(fā)電機(jī)組，且利用風(fēng)筒結(jié)構(gòu)使空氣回流，提高了發(fā)電效能及裝機(jī)的土地利用率，降低了單位電能成本。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案包括基座、設(shè)置在基座內(nèi)部的發(fā)電機(jī)組；
本發(fā)明還包括風(fēng)筒、軸架、葉輪組、回流風(fēng)道、制動(dòng)裝置、偏航機(jī)構(gòu)；
風(fēng)筒通過(guò)偏航機(jī)構(gòu)裝配在基座頂部；風(fēng)筒前端為進(jìn)風(fēng)口，后端為出風(fēng)口 ；風(fēng)筒內(nèi)縱向固定有多組軸架，各軸架均安裝有一組葉輪組，各葉輪組同軸心設(shè)置；所述的葉輪組包括葉片體、輪轂、主軸、環(huán)形框架，所述的環(huán)形框架通過(guò)支承桿固定在輪轂上，輪轂與主軸連接固定；葉片體環(huán)繞主軸呈放射狀均布，葉片體的根部與套裝在主軸上的輪轂連接，葉片體的外端部裝配在環(huán)形框架上；每組葉輪組的主軸均通過(guò)一套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與基座內(nèi)的一臺(tái)發(fā)電機(jī)組連接；
環(huán)繞風(fēng)筒的筒體外壁設(shè)有回流風(fēng)道，風(fēng)筒筒體后端出風(fēng)口內(nèi)壁設(shè)有多個(gè)集風(fēng)道；集風(fēng)道側(cè)部設(shè)有回流風(fēng)道入口，與回流風(fēng)道連接；集風(fēng)道后端開(kāi)口處裝有排風(fēng)門(mén)；回流風(fēng)道出口分別設(shè)置在各組葉輪組前方的風(fēng)筒筒體內(nèi)壁；
制動(dòng)裝置包括環(huán)帶形構(gòu)造的制動(dòng)碟片、與制動(dòng)碟片配合的制動(dòng)夾器，制動(dòng)碟片固定在環(huán)形框架的外邊緣，制動(dòng)夾器裝配在風(fēng)筒內(nèi)壁。
[0006]進(jìn)一步，所述制動(dòng)夾器與風(fēng)筒的裝配方式為固定連接或通過(guò)可在風(fēng)筒內(nèi)縱向運(yùn)動(dòng)的滑動(dòng)組件連接。
[0007]進(jìn)一步，所述的滑動(dòng)組件包括縱向設(shè)置在風(fēng)筒筒體內(nèi)壁的導(dǎo)向滑軌，及卡裝在導(dǎo)向滑軌內(nèi)的滑塊；制動(dòng)夾器固定在滑塊上。
[0008]進(jìn)一步，所述集風(fēng)道的前端進(jìn)口或集風(fēng)道側(cè)部的回流風(fēng)道入口處裝配有助力風(fēng)機(jī)。
[0009]進(jìn)一步，所述的集風(fēng)道環(huán)繞風(fēng)筒軸心均布在風(fēng)筒的筒體內(nèi)壁。
[0010]進(jìn)一步，所述的各回流風(fēng)道出口前側(cè)的風(fēng)筒內(nèi)壁上裝配有可開(kāi)合的導(dǎo)流板。
[0011 ] 進(jìn)一步，所述葉輪組與發(fā)電機(jī)組連接的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，至少一組傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置有離合裝置，該離合裝置與輔助啟動(dòng)裝置的動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)連接。
[0012]進(jìn)一步，所述葉輪組的環(huán)形框架后側(cè)裝有限位裝置，該限位裝置包括限位滾輪及固定在風(fēng)筒內(nèi)壁上的環(huán)形滑道，限位滾輪與環(huán)形滑道滾動(dòng)配合。
[0013]進(jìn)一步，所述的偏航機(jī)構(gòu)包括弧形導(dǎo)軌、導(dǎo)向勾輪、推力軸承組、齒圈；風(fēng)筒下部安裝有導(dǎo)向勾輪及齒圈；弧形導(dǎo)軌固定在基座頂部；基座與風(fēng)筒下部的通過(guò)推力軸承組滑動(dòng)配合，導(dǎo)向勾輪卡裝在弧形導(dǎo)軌內(nèi)，并與導(dǎo)軌滾動(dòng)配合；齒圈與設(shè)置在基座內(nèi)的偏航動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)連接。
[0014]進(jìn)一步，所述的風(fēng)筒進(jìn)風(fēng)口邊緣裝有喇叭形的集風(fēng)沿。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:本風(fēng)機(jī)通過(guò)在風(fēng)筒內(nèi)設(shè)置多組葉輪驅(qū)動(dòng)多機(jī)組作業(yè)，土地利用率高，合理利用風(fēng)力資源，循環(huán)使用氣流，其風(fēng)力捕掠在自然風(fēng)3m/s以下時(shí)，利用自助裝置使葉輪組啟動(dòng)；風(fēng)力大于25m/s時(shí)，通過(guò)偏航機(jī)構(gòu)、制動(dòng)裝置、集風(fēng)道風(fēng)門(mén)等機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)控制葉輪轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)各機(jī)組的正常運(yùn)轉(zhuǎn)；提高了整機(jī)額定輸出功率，減小了整機(jī)高度，降低了整機(jī)成本、運(yùn)行及日常維護(hù)費(fèi)用，單位千瓦電能成本下降，實(shí)現(xiàn)了低投入，高產(chǎn)出；解決了現(xiàn)有技術(shù)中風(fēng)場(chǎng)的土地利用率高，年發(fā)電小時(shí)數(shù)偏低，成本回收周期長(zhǎng)等問(wèn)題。此外風(fēng)筒與基座連接穩(wěn)固，增強(qiáng)了抗風(fēng)能力；葉輪組結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、位于風(fēng)筒內(nèi)，降低了機(jī)械故障率，減少了自然侵蝕或葉片遭雷擊的機(jī)率。在工作狀態(tài)下可進(jìn)行單機(jī)組維護(hù)檢修，而不影響其他分機(jī)組的正常發(fā)電。
[0016]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明葉輪組的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為圖1的A-A向剖視圖
圖4為本發(fā)明實(shí)施例2限位裝置及偏航機(jī)構(gòu)的局部示意圖；
圖5為本發(fā)明實(shí)施例2助力風(fēng)機(jī)的安裝示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]圖中:1、風(fēng)筒，2、回流風(fēng)道，3、回流風(fēng)道出口，4、回流風(fēng)道入口，5、排風(fēng)門(mén)，6、集風(fēng)道，7、助力風(fēng)機(jī)，8、導(dǎo)流板，9、環(huán)形框架，10、葉片體，11、制動(dòng)碟片，12、軸架，13、輪轂，14、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，15、導(dǎo)向滑軌，16、制動(dòng)夾器，17、導(dǎo)向勾輪，18、弧形導(dǎo)軌，19、推力軸承組，20、齒圈，21、偏航動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)，22、離合裝置，23、基座，24、集風(fēng)沿，25、限位滾輪，26、環(huán)形滑道。
[0019]實(shí)施例1
從圖1?圖3可知，本發(fā)明的技術(shù)方案包括基座、設(shè)置在基座內(nèi)部的發(fā)電機(jī)組；本發(fā)明還包括風(fēng)筒1、軸架12、葉輪組、回流風(fēng)道2、制動(dòng)裝置、偏航機(jī)構(gòu)；
風(fēng)筒I通過(guò)偏航機(jī)構(gòu)裝配在基座23頂部；所述的偏航機(jī)構(gòu)包括弧形導(dǎo)軌18、導(dǎo)向勾輪17、推力軸承組19、齒圈20 ;風(fēng)筒I下部安裝有導(dǎo)向勾輪17及齒圈20 ;弧形導(dǎo)軌18固定在基座23頂部；基座23與風(fēng)筒I下部的通過(guò)推力軸承組19滑動(dòng)配合，導(dǎo)向勾輪17卡裝在弧形導(dǎo)軌18內(nèi)，并與導(dǎo)軌滾動(dòng)配合，以防止風(fēng)筒側(cè)傾；齒圈20與設(shè)置在基座23內(nèi)的偏航動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)21連接，使本風(fēng)機(jī)風(fēng)筒I的偏航角度實(shí)現(xiàn)±180°調(diào)節(jié)。
[0020]風(fēng)筒I前端為進(jìn)風(fēng)口，后端為出風(fēng)口 ；風(fēng)筒I的進(jìn)風(fēng)口邊緣裝有喇叭形的集風(fēng)沿24 ;本實(shí)施例風(fēng)筒I內(nèi)縱向固定有六組軸架12，各軸架12均安裝有一組葉輪組，各葉輪組同軸心設(shè)置；所述的葉輪組包括葉片體10、輪轂13、主軸、環(huán)形框架9，所述的環(huán)形框架9通過(guò)支承桿固定在輪轂13上，主軸與輪轂13連接固定，輪轂13隨主軸旋轉(zhuǎn)；葉片體10環(huán)繞主軸呈放射狀均布，葉片體10的根部與套裝在主軸上的輪轂13連接，葉片體10的外端部裝配在環(huán)形框架9上；每組葉輪組的主軸后部通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)14與基座內(nèi)的一組發(fā)電機(jī)組連接，則整機(jī)工作時(shí)可同時(shí)驅(qū)動(dòng)六組發(fā)電機(jī)組作業(yè)。所述葉輪組與發(fā)電機(jī)組連接的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，至少一組傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)軸上設(shè)置有離合裝置22 ;該離合裝置22可采用圓錐式摩擦離合器或