專利名稱：風葉轉(zhuǎn)籠驅(qū)動多臺發(fā)電機的風力發(fā)電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于風カ發(fā)電機領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
大型風カ發(fā)電機幾乎全是水平軸的有三個風葉、設(shè)備主軸承、低速軸、增速器、高速軸、發(fā)電機、轉(zhuǎn)向裝置、剎車器、潤滑系統(tǒng)等裝備，造價高，維修量大等缺點。功率多在1.5兆瓦，3兆瓦已很難生產(chǎn)，要想再提高功率幾乎是極難做到的?，F(xiàn)在垂直軸風カ發(fā)電機葉片小，只帶ー個小的發(fā)電機，功率很小，只適合家庭、公路燈桿用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的風葉轉(zhuǎn)籠驅(qū)動多臺發(fā)電機的風カ發(fā)電機是有多個(可達數(shù)十個)垂直安置的風葉和多臺發(fā)電機的風カ發(fā)電機；機械傳動只有安裝在風葉轉(zhuǎn)籠上的大型內(nèi)齒輪和發(fā)電機軸上的齒輪，無需增速器等復雜設(shè)備，就能提高發(fā)電機轉(zhuǎn)數(shù)、直接發(fā)電；選用立式多級性永磁發(fā)電機在低速和中速就能高效發(fā)電。下面就本發(fā)明的各部分組成說明本發(fā)明的內(nèi)容風葉轉(zhuǎn)籠是由8個及以上的均布的桁架、外轉(zhuǎn)盤、內(nèi)轉(zhuǎn)盤組成的上轉(zhuǎn)盤和下轉(zhuǎn)盤，上轉(zhuǎn)盤和下轉(zhuǎn)盤由外立柱、內(nèi)立柱、斜拉鋼絲繩、斜支拉支架等制成的圓臺型剛性轉(zhuǎn)籠。上、下轉(zhuǎn)盤的內(nèi)轉(zhuǎn)盤由金屬材料制成，其中心端安裝有大型內(nèi)齒輪。上、下轉(zhuǎn)盤的外轉(zhuǎn)盤用金屬材料或復合材料制造重量太大，本發(fā)明選用多根高強繩索(如4根鋼絲繩)做外轉(zhuǎn)盤的材料，可將外轉(zhuǎn)盤的重量從ー百多噸減至幾噸左右、高強繩索固定在桁架的外緣的繩索槽中夾緊；風葉兩端加裝安裝座垂直安裝在上轉(zhuǎn)盤和下轉(zhuǎn)盤的多根高強繩索上，用緊固板和螺柱固定。用玻璃纖維、玄武巖纖維及其機織布、無紡布配合浸膠后由拉擠機拉擠成形狀完全相同的風葉。風葉的形狀為外凸內(nèi)凹中空帶加強筋的，內(nèi)凹部分設(shè)多根縱向的擋風筋。風葉內(nèi)凹部分迎風時能產(chǎn)生較大的扭矩，外凸部分光滑迎風時阻力小，內(nèi)凹外凸的風葉產(chǎn)生的能量差推動風葉轉(zhuǎn)籠旋轉(zhuǎn)。多達16個以上的風葉都安裝轉(zhuǎn)籠的外緣，每根風葉高度達數(shù)十米，轉(zhuǎn)籠旋轉(zhuǎn)的動カ是巨大的。(如風葉寬I. 5m，長40m，一個風葉受風面積就有60m2)。風葉加裝風葉轉(zhuǎn)向裝置到逆風面時阻カ更小，效果更佳。風葉轉(zhuǎn)籠的上轉(zhuǎn)盤下，下轉(zhuǎn)盤下分別安裝一組銣鐵硼磁懸浮，磁懸浮ー極固定在轉(zhuǎn)籠的轉(zhuǎn)盤上，ー極固定在立柱上，其作用面以水平為準向內(nèi)或向外傾斜3° -8°，使磁懸浮有向上的磁懸浮力和向旋轉(zhuǎn)中心的磁懸浮力。磁懸浮使重達數(shù)十噸的風葉轉(zhuǎn)籠的摩擦力變得很小很小，也使風葉轉(zhuǎn)籠的旋轉(zhuǎn)中心不擺動。上發(fā)電機艙和下發(fā)電機艙的上平板上有8個發(fā)電機軸孔及立式發(fā)電機的固定孔， 從上平板伸出的發(fā)電機軸上安裝有齒輪，且每個發(fā)電機齒輪均與固定在內(nèi)轉(zhuǎn)盤上的大型內(nèi)齒輪嚙合。兩個發(fā)電機艙的上平板的高度差與風葉轉(zhuǎn)籠的兩個內(nèi)轉(zhuǎn)盤的高度差相同。
本發(fā)明的傳動簡單，效率高，轉(zhuǎn)籠上風葉帶動轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)動，上、下兩個內(nèi)轉(zhuǎn)盤上固的大型內(nèi)齒輪分別帶動上、下兩個發(fā)電機艙伸出的發(fā)電機齒輪增速旋轉(zhuǎn)，即帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動發(fā)電。能量傳遞如下風葉一帶動一轉(zhuǎn)籠旋轉(zhuǎn)一帶動一內(nèi)齒輪旋轉(zhuǎn)一嚙合一發(fā)電機齒輪一帶動一發(fā)電機發(fā)電本發(fā)明動力傳動程序簡單的幾乎不可能再簡單，動カ損耗少，風能利用率高，能量巨大的風カ發(fā)電機。上、下發(fā)電機艙均可安裝8臺發(fā)電機，發(fā)電機選用技術(shù)成熟、運行可靠的永磁多極性的發(fā)電機。永磁多極性發(fā)電機極數(shù)多、無碳刷、不產(chǎn)生火花，轉(zhuǎn)數(shù)在15-350rpm均可高效發(fā)電，其啟動カ矩小，是最適合風カ發(fā)電的發(fā)電機。在發(fā)電機的輸入端加裝電磁離合器，在啟動時可只接兩臺發(fā)電機，轉(zhuǎn)動起來后逐漸增加發(fā)電機的臺數(shù)以達到滿負荷運轉(zhuǎn)，是最適 合微風啟動的風カ發(fā)電機。風葉轉(zhuǎn)籠的內(nèi)轉(zhuǎn)盤裝有垂直的剎車環(huán)，立柱上裝有4個或6個帶伸縮油缸的汽車輪子，油缸伸出吋，汽車輪子和內(nèi)轉(zhuǎn)盤上的剎車環(huán)接觸，汽車輪子的剎車裝置剎車，風葉轉(zhuǎn)籠逐漸減速至停止。本發(fā)明的有益效果是風葉安裝在轉(zhuǎn)籠外緣，風葉寬可達兩米，高達幾十米，受風面積大，能產(chǎn)生巨大的動能。用多臺中型技術(shù)成熟的發(fā)電機，傳動只有一個內(nèi)齒輪和電機齒輪，結(jié)構(gòu)極為簡單，運轉(zhuǎn)可靠，無維修，運行費用低。桿頂裝有避雷針，無雷擊風葉的可能。用銣鐵硼磁懸浮幾乎無摩擦，又能準確定位。只有一級傳動，能量損失極小。迎風面整個面積所有凹面風葉都能產(chǎn)生動能，采風面大，采風點距旋轉(zhuǎn)中心遠，產(chǎn)生カ矩大，摩擦力小，能量損失極少，可制造10兆瓦以上的風カ發(fā)電機。


圖I是風葉轉(zhuǎn)籠驅(qū)動多臺發(fā)電機的風カ發(fā)電機結(jié)構(gòu)中間剖面示意圖。圖2是風葉、外齒輪、齒輪的俯視示意圖。圖3是風葉的橫剖面示意圖。圖I中間剖面的后面還有幾個風葉,為看清結(jié)構(gòu)并未畫完。圖I中的⑴是帶兩個發(fā)電機艙的立柱，圖I中的(2)是發(fā)電機齒輪，圖I中的
(3)是風葉轉(zhuǎn)盤上的內(nèi)齒輪，圖I中的(4)是發(fā)電機，圖I中的(5)是風葉轉(zhuǎn)籠，圖I中的
(6)是上磁懸浮付，圖I中的(7)是磁懸浮支撐架，圖I中的(8)是風葉，圖I中的(9)是高強繩索制造的外轉(zhuǎn)盤，圖I中的(10)是下磁懸浮，圖I中的(11)是齒輪的防塵罩，圖I中的(12)是下發(fā)電機艙。圖2中的(21)是風葉，圖2中的(22)是由四根高強繩索組成的外轉(zhuǎn)盤，圖2中的是轉(zhuǎn)盤上的桁架，圖2中的(24)是內(nèi)轉(zhuǎn)盤上安裝的內(nèi)齒輪，圖2中的(25)是發(fā)電機軸上的齒輪，圖2中的(26)是發(fā)電機軸，圖2中的(27)是立柱。
具體實施例方式實施例I :風葉轉(zhuǎn)籠直徑80米，轉(zhuǎn)籠高40米，風葉寬I. 5米，長40米，外轉(zhuǎn)盤高強繩索用上下各四根0 30的7X39的鋼絲繩，內(nèi)轉(zhuǎn)盤用厚30mm的鋼板，直徑7米，用上下各8個三角型桁架(35米長)，桁架上連接件連接內(nèi)轉(zhuǎn)盤和外轉(zhuǎn)盤的鋼絲繩，上下轉(zhuǎn)盤桁架對應安裝外立柱、內(nèi)立柱、斜拉鋼絲繩、斜支柱支撐管，使轉(zhuǎn)盤成剛性圓柱體。轉(zhuǎn)盤外側(cè)四根鋼絲繩上安裝16個拉擠制成的風葉。內(nèi)轉(zhuǎn)盤固定模數(shù)為8、齒數(shù)為650齒的內(nèi)齒輪，內(nèi)轉(zhuǎn)盤靠近直徑7米處有向下的磁懸浮安裝槽，對應磁懸浮安裝位置的上面有加強筋(如一根彎曲的エ字鋼)以保持磁懸浮軌道的水平度，I噸銣鐵硼磁懸浮可舉起100噸的重物，上下磁懸浮用2噸銣鐵硼磁懸浮，磁懸浮按水平方向向內(nèi)偏7°。上下發(fā)電機艙各安裝8臺100KW永磁多極性發(fā)電機，發(fā)電機輸入端加裝電磁離合器，其伸出發(fā)電機艙上平板上的加粗軸上裝有模數(shù)為8、齒數(shù)為28，厚度為150mm免潤滑的尼龍制成的齒輪，這些齒輪均與內(nèi)齒輪嚙合。發(fā)電機艙直徑6米，立柱直徑3米，立柱與發(fā)電機艙分節(jié)制造，現(xiàn)場安裝。按受風面積，風速5m/s-10m/s,就可發(fā)電達12兆瓦。實施例2 :風葉轉(zhuǎn)籠直徑80米，風葉寬2米，風葉高60米，安裝24個風葉，發(fā)電能力更大。實施例3 :風葉轉(zhuǎn)籠直徑10米，風葉寬O. 35米，風葉高8米，發(fā)電機艙裝4臺3KW永磁多極性發(fā)電機，可發(fā)電IOKWm以上,供微波站、家庭使用。
權(quán)利要求
1.ー種風葉轉(zhuǎn)籠驅(qū)動多臺發(fā)電機的風カ發(fā)電機，包括帶兩個發(fā)電機艙的立柱，風葉轉(zhuǎn)籠、轉(zhuǎn)籠外側(cè)裝有多個風葉，轉(zhuǎn)籠內(nèi)側(cè)裝有上、下兩個大型內(nèi)齒輪，風葉轉(zhuǎn)籠由多組磁懸浮懸起，發(fā)電機艙安裝的多個發(fā)電機，伸出發(fā)電機艙的發(fā)電機軸上安裝的齒輪均與轉(zhuǎn)輪上的內(nèi)齒輪嚙合。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶兩個發(fā)電機艙的立柱，其特征是立柱上的每個發(fā)電機艙均可安裝多臺帶離合器的立式永磁發(fā)電機，發(fā)電機輸入軸上裝有和內(nèi)齒輪嚙合的齒輪，其距離與風葉的長度相當。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風葉轉(zhuǎn)籠，其特征是風葉轉(zhuǎn)籠由上轉(zhuǎn)盤、下轉(zhuǎn)盤、垂直立柱、斜支立柱、斜拉鋼絲繩等組成，上、下轉(zhuǎn)盤的內(nèi)側(cè)裝有內(nèi)轉(zhuǎn)盤，外側(cè)有外轉(zhuǎn)盤，內(nèi)外轉(zhuǎn)盤由桁架等組成的剛性圓柱體。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風葉轉(zhuǎn)籠，其特征是風葉轉(zhuǎn)籠上的上、下轉(zhuǎn)盤的外轉(zhuǎn)盤由多根高強繩索制成，以減輕轉(zhuǎn)籠的重量。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風葉，其特征是由拉擠的復合材料制成，其形狀為外凸內(nèi)凹中空帶加強筋、內(nèi)凹部分有多條縱向擋風筋，多個風葉固定在上下轉(zhuǎn)盤外側(cè)的多根高強繩索上。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風葉轉(zhuǎn)籠的上、下轉(zhuǎn)盤，其特征是上、下轉(zhuǎn)盤內(nèi)側(cè)均裝有剛性內(nèi)轉(zhuǎn)盤，其上裝有大型內(nèi)齒輪。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風葉轉(zhuǎn)籠，其特征是風葉轉(zhuǎn)籠由兩組不用電的銣鐵硼磁懸浮環(huán)懸起，磁懸浮的安裝角度為以水平方向向內(nèi)或向外偏斜3° -8°，以獲得向上和向內(nèi)的支持力。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)電機，其特征是選用的低轉(zhuǎn)數(shù)的永磁多極數(shù)的發(fā)電機，啟動カ矩小，在較低的轉(zhuǎn)數(shù)范圍都能發(fā)電。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的立柱，其特征是立柱外部設(shè)有剎車裝置，剎車裝置選用4個或6個帶伸縮油缸的的汽車輪子，油缸伸出時汽車輪子與內(nèi)轉(zhuǎn)盤上的剎車環(huán)相接觸。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶發(fā)電機艙的立柱，其特征是分節(jié)制造、現(xiàn)場安裝；其頂部安裝避雷針，立柱內(nèi)部有吊裝籠，風カ發(fā)電機的附屬電器設(shè)備與控制系統(tǒng)安裝在地面上的房間里。
全文摘要
一種風葉轉(zhuǎn)籠驅(qū)動多臺發(fā)電機的風力發(fā)電機的風葉轉(zhuǎn)籠的外緣安裝著16個拉擠工藝制造的風葉，風葉轉(zhuǎn)籠由銣鐵硼磁懸浮懸起，風葉轉(zhuǎn)籠的內(nèi)緣裝有大型內(nèi)齒輪。立柱上帶上下兩個發(fā)電機艙，每個發(fā)電機內(nèi)裝8臺帶電磁離合器的發(fā)電機，伸出發(fā)電機艙上的發(fā)電機軸裝有齒輪，所有發(fā)電機齒輪均與風葉轉(zhuǎn)籠上的內(nèi)齒輪嚙合。由于外凸內(nèi)凹風葉寬1.5米，高40米，受風面積大，安裝在外緣產(chǎn)生扭矩大，傳動只有內(nèi)齒輪帶動發(fā)電機齒輪旋轉(zhuǎn)，動能損失小。故本發(fā)明風能利用率高，無需轉(zhuǎn)向，機械設(shè)備簡單，無須維修，運行費用低，有避雷針，無雷擊之憂?？芍圃靻螜C十兆瓦以上的風力發(fā)電機。
文檔編號F03D3/06GK102678445SQ20111005869
公開日2012年9月19日 申請日期2011年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月11日
發(fā)明者高軼夫, 高長德 申請人:北京君安泰防護科技有限公司