一種多葉片風(fēng)力發(fā)電機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[000? ]本發(fā)明的一種多葉片風(fēng)力發(fā)電機，屬于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著資源的日益枯竭和環(huán)境保護意識的加強，風(fēng)力發(fā)電作為最具競爭力、最有發(fā)展前景的可再生的能源技術(shù)。風(fēng)力發(fā)電機是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機械功的動力機械。葉片是風(fēng)力發(fā)電機的重要的機構(gòu)。葉片是捕獲風(fēng)，并將風(fēng)力傳送到轉(zhuǎn)子軸心，進而使發(fā)電機發(fā)電。
[0003]現(xiàn)代風(fēng)力風(fēng)力發(fā)電機的構(gòu)成包括低速軸、增速器、高速軸、發(fā)電機、電子控制器、偏航電機均安裝在機艙中，轉(zhuǎn)子葉片為三葉片均布的結(jié)構(gòu)，安裝在低速軸上，低速軸、增速器、高速軸和發(fā)電機順次連接，風(fēng)速計及風(fēng)向標(biāo)固定在機艙上，電子控制器包含一臺計算機，不斷監(jiān)控風(fēng)力發(fā)電機的狀態(tài)，出現(xiàn)障時，電子控制器可以自動停止風(fēng)力發(fā)電機的轉(zhuǎn)動，并通過電話調(diào)制解調(diào)器來呼叫風(fēng)力發(fā)電機操作管理員處理，塔架對機艙連同安裝的設(shè)備進行支撐和固定。
[0004]這種三葉片結(jié)構(gòu)風(fēng)力發(fā)電機存在嚴重缺點和不足。首先，只有三個葉片，效率低。其次，其工作在風(fēng)速為I l-25m/s范圍內(nèi)，低于或超過此范圍，風(fēng)力發(fā)電機不能正常工作，全年的風(fēng)能利用率只有30%。而且，風(fēng)力發(fā)電機均有偏航裝置，偏航裝置借助電動機轉(zhuǎn)動機艙，以使葉片調(diào)整風(fēng)向最佳切入角。偏航裝置通過風(fēng)向探測器或風(fēng)向標(biāo)來提供風(fēng)向信息，由電子控制器的計算機來控制電動機轉(zhuǎn)動機艙，調(diào)整葉片的角度。
[0005]發(fā)明人在中國專利ZL201020266710.6的發(fā)明中，給出了一種四風(fēng)葉結(jié)構(gòu)的風(fēng)力發(fā)電機。該風(fēng)力發(fā)電機也不能在低風(fēng)速和高風(fēng)速都發(fā)電工作，效率也低;也沒解決三葉片結(jié)構(gòu)風(fēng)力發(fā)電機的偏航問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決已有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種多葉片風(fēng)力發(fā)電機。
[0007]本發(fā)明提供的一種多葉片風(fēng)力發(fā)電機是下風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電機。所述的下風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電機是指機艙的頭迎風(fēng)時轉(zhuǎn)子葉片位于機艙的尾部。
[0008]本發(fā)明提供的一種多葉片風(fēng)力發(fā)電機它的構(gòu)成如下:轉(zhuǎn)子葉片、低速軸、增速器、高速軸、發(fā)電機、電子控制器均安裝在機艙中，低速軸與增速器、高速軸和發(fā)電機順次連接，電子控制器包含一臺計算機，不斷監(jiān)控風(fēng)力發(fā)電機的狀態(tài)，出現(xiàn)障時，電子控制器可以自動停止風(fēng)力發(fā)電機的轉(zhuǎn)動，并通過電話調(diào)制解調(diào)器來呼叫風(fēng)力發(fā)電機操作管理員處理，塔架對機艙連同安裝的設(shè)備進行支撐，塔架的頂端固定有轉(zhuǎn)盤，使機艙可隨著風(fēng)向轉(zhuǎn)動，其特征在于，還包括圓形的葉片固定盤、葉片固定桿、軸承、軸承固定板，所述的轉(zhuǎn)子葉片的數(shù)量為2n,n>3,為整數(shù)，每組轉(zhuǎn)子葉片有五塊瓦楞式葉片；
所述的圓形的葉片固定盤的中心孔與低速軸的一端通過鍵連接;圓形的葉片固定盤自表面均布向內(nèi)鉆有傾斜的螺紋孔且螺紋孔深度相等，即所述的螺紋孔的端點在同一個圓周上，葉片固定桿一端均置于該傾斜的螺紋孔內(nèi)通過螺紋配合，把葉片固定桿安裝在圓形的葉片固定盤上，再用墊圈和螺母緊固；葉片固定桿的長度相等，葉片固定桿的軸線均在同一平面上，且相鄰兩根葉片固定桿之間的夾角相等;葉片固定桿的數(shù)量為2n，n2 3，為整數(shù)。
[0009]每根葉片固定桿上安裝一組轉(zhuǎn)子葉片，每組轉(zhuǎn)子葉片的五塊瓦楞式葉片，自外向內(nèi)為第一葉片，第二葉片，第三葉片，第四葉片，第五葉片，它們的寬度相等，長度逐漸縮短，第一葉片，第二葉片，第三葉片，第四葉片，第五葉片的長度的比例為3:2.5:2:1.5:1。
[0010]瓦楞式葉片均是由玻璃纖維增強塑料制作的，具有相同的瓦楞結(jié)構(gòu)，每個瓦楞式葉片的兩個邊緣的瓦楞的高度要比其它的瓦楞高，從而使整個瓦楞式葉片能兜住風(fēng)，充分利用風(fēng)能。
[0011]把第一葉片至第五葉片分別截成長度不等的相互成對的長葉片和短葉片，各個長葉片和短葉片的長度比例均為3:1。
[0012]然后把第一葉片至第五葉片的短葉片和長葉片成對分別置于兩個軸承的兩邊，每個軸承的內(nèi)圓壁均與固定桿通過螺紋連接，再用墊圈和螺母緊固。
[0013]軸承固定板是兩塊中部均為半圓板，兩邊是矩形板的一體化的組合件，半圓板的半徑與軸承的外圓的半徑相等且包圍軸承，其兩邊的矩形板分別通過孔，用螺釘和螺母固定在與長葉片和短葉片分別連接的葉片縱向加強筋板上，這樣用軸承固定板把長葉片和短葉片連接成一體，并將軸承緊固。
[0014]葉片縱向加強筋板是一個橫截面為三角形的柱體，所述的三角形與長葉片和短葉片的瓦楞吻合，再用螺紋和螺母把葉片縱向加強筋板與長葉片和短葉片連接固定。為了減重，所述的橫截面為三角形的柱體做成空心。
[0015]每組轉(zhuǎn)子葉片的初始位置與低速軸平行的風(fēng)向線之間的夾角為115°。
[0016]兩個扭轉(zhuǎn)彈簧為一組分別放置在第一葉片至第五葉片的兩個軸承的外面，兩個扭轉(zhuǎn)彈簧的短撇分別固接在葉片固定桿上，兩個扭轉(zhuǎn)彈簧的長撇分別置于葉片縱向加強筋板對應(yīng)的長葉片上面，第一葉片至第五葉片的五組扭轉(zhuǎn)彈簧的扭力逐漸增大，第一葉片的兩個扭轉(zhuǎn)彈簧使其在2_6m/s的風(fēng)速下工作，第二葉片的兩個扭轉(zhuǎn)彈簧使其在7-llm/s的風(fēng)速下工作，第三葉片的兩個扭轉(zhuǎn)彈簧使其在12-18m/s的風(fēng)速下工作，第四葉片的兩個扭轉(zhuǎn)彈簧使其在19-24m/s的風(fēng)速下工作，第五葉片的兩個扭轉(zhuǎn)彈簧使其在25-30m/s的風(fēng)速下工作；前四塊葉片在超過各自的工作的風(fēng)速范圍時，對應(yīng)的兩個扭轉(zhuǎn)彈簧的扭力會分別使第一葉片至第四葉片先后隨風(fēng)而順，使得每個葉片與所述的風(fēng)向線間的夾角逐漸增大，最后為180°;而第五葉片的扭轉(zhuǎn)彈簧的扭力使得第五葉片與所述的風(fēng)向線間的最大夾角為140°，即使第一葉片至第四葉片全部隨風(fēng)而順，第五葉片仍能正常工作;這樣解決了風(fēng)力發(fā)電機在風(fēng)大時產(chǎn)生的飛車問題，省去了偏航裝置；同時，扭轉(zhuǎn)彈簧也會使第一葉片至第五葉片均能在風(fēng)速降低時分別恢復(fù)到原來的狀態(tài)。
[0017]在短葉片的上面固定安裝配重板，該配重板形狀與短葉片一樣，安裝上配重板后的短葉片均分別與其對應(yīng)的長葉片的重量相等，以便使轉(zhuǎn)子葉片轉(zhuǎn)動時平穩(wěn)。
[0018]為了加固，每個葉片可以固定連接葉片橫向加強筋板;葉片橫向加強筋板是一個U字形的薄板，該U字形的薄板的矩形底板的上面有與葉片的瓦楞一樣的瓦楞，把葉片橫向加強筋板置于葉片下面使兩者貼緊，其豎向的側(cè)板和葉片邊緣側(cè)板貼緊后用螺紋和螺母把兩者連接固定。
[0019]由于固定桿與短葉片和長葉片之間有空隙，這樣會漏風(fēng)，為了更好地利用風(fēng)能，可以在固定桿與短葉片和長葉片之間的空隙加裝擋風(fēng)連接板;擋風(fēng)連接板是中部為半圓形板，其兩邊各連接一塊擋風(fēng)葉片板的一體化的組件，半圓形板的半徑與軸承的外圓的半徑相等且包圍軸承，該兩塊擋風(fēng)葉片板分別與短葉片和長葉片的瓦楞對好，用螺釘和螺母把葉片板、短葉片和長葉片緊固。這樣會使固定桿與短葉片和長葉片之間的空隙被擋死而不漏風(fēng)。
[0020]轉(zhuǎn)子葉片在風(fēng)的推動下與葉片固定桿一起轉(zhuǎn)動，帶動葉片固定盤和低速軸一起轉(zhuǎn)動，通過增速器增速，高速軸帶動發(fā)電機發(fā)電。
[0021]有益效果:本發(fā)明提供的一種多葉片風(fēng)力發(fā)電機是在已有的風(fēng)力發(fā)電機基礎(chǔ)上改進的，采用下風(fēng)式結(jié)構(gòu)。用多組轉(zhuǎn)子葉片，葉片固定桿傾斜安置，每組轉(zhuǎn)子葉片有五塊瓦楞式葉片構(gòu)成，每組轉(zhuǎn)子葉片的初始位置與低速軸平行的風(fēng)向線之間的夾角為115°，多組轉(zhuǎn)子葉片起到了尾舵的作用，能自動定風(fēng)向；外面的四組葉片分別會隨風(fēng)而順，第一組轉(zhuǎn)子葉片始終做功，既能充分利用不同級別的風(fēng)能，又不會風(fēng)大飛車，從而去掉了偏航電機。多組轉(zhuǎn)子葉片的瓦楞式葉片均是由玻璃纖維增強塑料制作的，每個瓦楞式葉片的兩個邊緣的瓦楞的高度要比其它的瓦楞高，從而使整個瓦楞式葉片能兜住風(fēng)，提高了風(fēng)能的利用率，風(fēng)能的利用率提高到80%以上。提高了發(fā)電效率，可以在風(fēng)速為2-30 m/s范圍內(nèi)發(fā)電。
[0022]說明書附圖
圖1是本發(fā)明的一種多葉片風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2是本發(fā)明的一種多葉片風(fēng)力發(fā)電機的轉(zhuǎn)子葉片的結(jié)構(gòu)及安裝示意圖。
[0024]圖3是軸承和軸承固定板連接關(guān)系示意圖。
[0025]圖4是葉片與葉片固定桿連接關(guān)系示意圖的主視圖。
[0026]圖5是加裝了擋風(fēng)連接板的擋風(fēng)連接板與葉片連接示意圖。
[0027]圖6是擋風(fēng)連接板的結(jié)構(gòu)示意圖的主視圖。
[0028]圖7擋風(fēng)連接板的結(jié)構(gòu)示意圖的左視圖。
[0029]圖8是葉片橫向加強筋板結(jié)構(gòu)示意圖的主視圖。
[0030]圖9是葉片橫向加強筋板結(jié)構(gòu)示意圖的俯視圖。
[0031 ]圖10是葉片縱向加強筋板結(jié)構(gòu)示意圖的主視圖。
[0032]圖11是葉片縱向加強筋板示意圖的左視圖。
【具體實施方式】
[0033]實施例1本發(fā)明提供了一種多葉片風(fēng)力發(fā)電機。
[0034]如圖1所示，本發(fā)明提供的一種多葉片風(fēng)力發(fā)電機是下風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電機，所述的下風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電機是指機艙I的頭迎風(fēng)時轉(zhuǎn)子葉片2位于機艙I的尾部。
[0035]本發(fā)明提供的一種多葉片風(fēng)力發(fā)電機它的構(gòu)成如下:轉(zhuǎn)子葉片2、低速軸3、增速器
4、高速軸5、發(fā)電機6、電子控制器7均安裝在機艙I中，低速軸3與增速器4連接，增速器4、高速軸5和發(fā)電機6順次連接，電子控制器7包含一臺計算機，不斷監(jiān)控風(fēng)力發(fā)電機的狀態(tài)，出現(xiàn)障時，電子控制器7可以自動停止風(fēng)力發(fā)電機的轉(zhuǎn)動，并通過電話調(diào)制解調(diào)器來呼叫風(fēng)力發(fā)電機操作管理員處理，塔架8對機艙I連同安裝的設(shè)備進行支撐，塔架8的頂端固定有轉(zhuǎn)盤16，使機艙I可隨著風(fēng)向轉(zhuǎn)動，其特征在于，還包括圓形的葉片固定盤9、葉片固定桿1、軸承
11、軸承固定板12，所述的轉(zhuǎn)子葉片2的數(shù)量為2n，n=4，每組轉(zhuǎn)子葉片2有五塊瓦楞式葉片。
[0036]如圖2、圖4所示，所述的圓形的葉片固定盤9的中心孔與低速軸3的一端通過鍵17連接;圓形的葉片固定盤9自表面均布向內(nèi)鉆有傾斜的螺紋孔且螺紋孔深度相等，即所述的螺紋孔的端點在同一個圓周上，葉片固定桿10—端均置于該傾斜的螺紋孔內(nèi)通過螺紋配合，把葉片固定桿10安裝在圓形的葉片固定盤9上，再用墊圈和螺母緊固；葉片固定桿10的長度相等，葉片固定桿10的軸線均在同一平面上，且相鄰兩根葉片固定桿10之間的夾角相等;葉片固定桿10的數(shù)量為2η，η 2 3，為整數(shù)。
[0037]每根葉片固定桿10上安裝一組轉(zhuǎn)子葉片2，每組轉(zhuǎn)子葉片2的五塊瓦楞式葉片，自外向內(nèi)為第一葉片201，第二葉片202，第三葉片203，第四葉片204，第五葉片205，它們的寬度相等，長度逐漸