專利名稱：風(fēng)電設(shè)施的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力領(lǐng)域，更具體地涉及風(fēng)電設(shè)施，所述風(fēng)電設(shè)施可用作基礎(chǔ)設(shè)施的獨(dú)立電源并且尤其在低風(fēng)速下可用作電力系統(tǒng)的電能發(fā)生裝置。
背景技術(shù)：
已知的是一種風(fēng)力轉(zhuǎn)子發(fā)電設(shè)備Boni-ShKhV (巴基斯坦專利No. 5595)。所述設(shè)備包括含有導(dǎo)向裝置以及具有圓環(huán)形狀的葉片式豎直風(fēng)轉(zhuǎn)子的風(fēng)力轉(zhuǎn)子模塊。根據(jù)Helman 公式，葉片的數(shù)量以及直徑沿著高度變化。發(fā)生裝置的組包括連接到風(fēng)力轉(zhuǎn)子軸的一條或多條扎帶。該風(fēng)力轉(zhuǎn)子發(fā)電設(shè)備具有許多缺點(diǎn)，例如高金屬含量以及需要高精度地制造用于在高風(fēng)速下的發(fā)電設(shè)備操作，其導(dǎo)致可觀的較高成本和在低風(fēng)速下的不可操作性。同樣已知的是一種Mvonius系統(tǒng)風(fēng)力渦輪機(jī)(RK專利No. 3230)，其包括兩個(gè)半圓柱體狀葉片，所述葉片位于板之間并且具有借由球形臼接頭剛性地動(dòng)態(tài)連接到軸以及連接到葉片的內(nèi)邊緣和外邊緣。葉片具有在其外邊緣處的配重。這種風(fēng)力渦輪機(jī)的明顯缺點(diǎn)在于，為了增加功率，需要將直徑增加至大于0. 5m并且將葉片邊緣轉(zhuǎn)至風(fēng)向。在如此進(jìn)行時(shí)，出現(xiàn)半圓柱體在風(fēng)力下的未受控移動(dòng)以及托架的撞擊。這增加了設(shè)計(jì)復(fù)雜性并且降低了裝置的可靠性。減少半圓柱體的直徑導(dǎo)致功率降低以及更窄范圍的風(fēng)速操作。本實(shí)用新型的目標(biāo)在于開發(fā)一種風(fēng)電設(shè)施(WPP)，所述WPP使得可能增加使用次數(shù)(通過擴(kuò)大風(fēng)速操作范圍)；確保發(fā)電設(shè)備的穩(wěn)定功率流，與風(fēng)速和風(fēng)向無關(guān)；簡化設(shè)計(jì)； 以及增加操作可靠性同時(shí)基本上增加發(fā)電設(shè)備的功率，同時(shí)仍導(dǎo)致較低的成本，包括操作成本。所述技術(shù)效果是通過一種風(fēng)電設(shè)施來實(shí)現(xiàn)的，所述風(fēng)電設(shè)施包括托架、具有殼體的軸承組件、驅(qū)動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪、連桿、具有柱體的杠桿、具有配重的L形杠桿、以及以中空環(huán)體的外部分的兩個(gè)或多個(gè)區(qū)段形狀的葉片，所述葉片具有上邊緣和下邊緣以及內(nèi)面部和外面部，所述環(huán)體的中空區(qū)段的外部分是外半圓形，從而再組裝成簡易形狀的機(jī)動(dòng)車輪胎形狀。托架剛性地附連到軸承。軸承被安裝到固定心軸上。每個(gè)葉片在上邊緣和下邊緣的側(cè)面上的內(nèi)面部和外面部之間被鉸接地附連到托架。在上邊緣和下邊緣處的外面部和內(nèi)面部之間，經(jīng)由具有柱體的杠桿，每個(gè)葉片在外側(cè)由連桿鉸接地連接到相鄰葉片。柱體被剛性地附連到葉片。一個(gè)葉片被鉸接地連接到L形杠桿托架，所述L形杠桿托架在其相對(duì)端具有配重。杠桿托架被鉸接地附連到驅(qū)動(dòng)齒輪殼體。驅(qū)動(dòng)齒輪嚙合較小直徑的從動(dòng)齒輪， 所述從動(dòng)齒輪剛性地附連到萬向軸或具有球形白的軸。固定心軸位于驅(qū)動(dòng)齒輪內(nèi)部。在底部處，萬向軸(或，具有球形白的軸)連接到機(jī)電單元。固定心軸剛性地附連到支承件。還可在不同的實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)技術(shù)效果，其中，發(fā)電設(shè)備具有托架、軸承組件、驅(qū)動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪、連桿、具有柱體的L形杠桿、具有配重的L形杠桿、以及以中空環(huán)體的外部分的兩個(gè)或多個(gè)區(qū)段形狀的葉片，所述葉片具有上邊緣和下邊緣以及內(nèi)面部和外面部。托架剛性地附連到軸承殼體。軸承安裝到固定心軸上。在外側(cè)，每個(gè)葉片經(jīng)由具有柱體的L 形杠桿在其內(nèi)面部和外面部之間被鉸接地附連到托架。柱體剛性地附連到葉片。在中心， L形杠桿剛性地附連到托架。具有柱體的L形杠桿的端部鉸接地附連到連桿。一個(gè)葉片鉸接地連接到具有配重的L形杠桿托架。杠桿托架鉸接地附連到軸承組件。在軸承殼體的底部，剛性地附連驅(qū)動(dòng)齒輪。驅(qū)動(dòng)齒輪經(jīng)由較小直徑的從動(dòng)齒輪接合到萬向軸或具有球形白的軸。固定心軸位于驅(qū)動(dòng)齒輪的內(nèi)部。在底部處，該萬向軸(或，具有球形臼的軸)連接到機(jī)電單元。固定心軸附連到支承件。本實(shí)用新型的基本特征和所實(shí)現(xiàn)的結(jié)果之間的因果關(guān)系在于，當(dāng)使用這些特征時(shí)，風(fēng)能使用次數(shù)增加，即WPP將以在1-3至90m/s的速度范圍操作。結(jié)果是，WPP操作的天數(shù)增加不止三倍。因此，電功率輸出也將增加不止三倍。此外，可能大致增加功率單元容量。這樣實(shí)現(xiàn)是因?yàn)?，在低風(fēng)速下風(fēng)掃過表面面積增加，且相反地在風(fēng)速增加時(shí)，風(fēng)掃過表面面積降低，這是由于葉片圍繞托架的鉸鏈安裝件而關(guān)閉。在颶風(fēng)吹來時(shí)，配重由于離心力而關(guān)閉葉片，且WPP采用中空環(huán)體的外部分形狀。從而實(shí)現(xiàn)可靠操作，原因在于簡化設(shè)計(jì)和由于心軸不旋轉(zhuǎn)、以及存在WPP軸和/或萬向軸至機(jī)電單元的球形臼附連。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型涉及風(fēng)電領(lǐng)域，且可用作基礎(chǔ)設(shè)施的獨(dú)立電源以及電力系統(tǒng)的電能發(fā)
生裝置。該技術(shù)效果是增加風(fēng)能使用次數(shù)，與風(fēng)向和風(fēng)速無關(guān)；簡化的涉及；改善的性能； 降低的制造成本以及操作花費(fèi)；以及較高的可靠性同時(shí)增加風(fēng)電設(shè)施單元的性能。這是通過發(fā)電設(shè)備來實(shí)現(xiàn)的，所述發(fā)電設(shè)備包括托架、具有殼體的軸承組件、驅(qū)動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪、連桿、具有柱體的杠桿、具有配重的L形杠桿、以及采用中空環(huán)體的外部分的兩個(gè)或多個(gè)區(qū)段的形狀的葉片，所述葉片具有上邊緣和下邊緣以及內(nèi)面部和外面部。在該截面中，中空環(huán)體區(qū)段的外部分是外半圓形，其使得可能在截面中示出所述區(qū)段為較簡易形狀的機(jī)動(dòng)車輪胎(半圓形)的一部分。托架剛性地附連到軸承殼體。軸承被安裝在固定心軸上。在內(nèi)面部和外面部之間在上邊緣和下邊緣的側(cè)面上，每個(gè)葉片鉸接地附連到托架。連桿在上邊緣和下邊緣處在中心和外面部之間鉸接地連接到葉片。在外側(cè)，連桿的其它端部借由具有柱體的杠桿鉸接地連接到相鄰葉片。柱體剛性地附連到葉片。一個(gè)葉片鉸接地連接到L 形杠桿。配重附連到L形杠桿的相對(duì)端部。具有配重的杠桿托架鉸接地附連到驅(qū)動(dòng)齒輪殼體。驅(qū)動(dòng)齒輪嚙合較小直徑的從動(dòng)齒輪，所述從動(dòng)齒輪剛性地附連到萬向軸或具有球形臼的軸。固定心軸位于驅(qū)動(dòng)齒輪內(nèi)部。在底部處，萬向軸(或，具有球形白的軸)連接到機(jī)電單元。固定心軸剛性地附連到支承件。風(fēng)電設(shè)施的不同實(shí)施例也是可能的。其中，發(fā)電設(shè)備包括托架、具有殼體的軸承組件、驅(qū)動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪、連桿、具有柱體的L形杠桿、具有配重的L形杠桿、以及采用中空環(huán)體的外部分的兩個(gè)或多個(gè)區(qū)段形狀的葉片，所述葉片具有上邊緣和下邊緣以及內(nèi)面部和外面部。托架剛性地附連到軸承殼體。軸承安裝在固定心軸上。在外側(cè)，每個(gè)葉片在外面部和內(nèi)面部之間借由具有柱體的L形杠桿鉸接地附連到托架。柱體剛性地附連到葉片。托架在中心處鉸接地連接到具有柱體的L形杠桿。具有柱體的L形杠桿的端部鉸接地連接到連桿。[0014]一個(gè)葉片鉸接地連接到L形杠桿托架，所述杠桿托架在其相對(duì)端部處具有配重。 具有配重的杠桿托架鉸接地附連到軸承殼體。驅(qū)動(dòng)齒輪在殼體底部處剛性地附連到軸承殼體，且經(jīng)由較小直徑的從動(dòng)齒輪接合到萬向軸或具有球形白的軸。固定心軸位于驅(qū)動(dòng)齒輪內(nèi)部。在底部處，萬向軸(或，具有球形白的軸)連接到機(jī)電單元。固定心軸附連到支承件。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種風(fēng)電設(shè)施，所述風(fēng)電設(shè)施包括配重、托架和具有邊緣的葉片，其中所述葉片被制成中空環(huán)體的外部分的兩個(gè)或多個(gè)區(qū)段的形狀，且所述葉片具有上邊緣和下邊緣以及內(nèi)面部和外面部；每個(gè)葉片在其內(nèi)邊緣和外邊緣之間在上邊緣和下邊緣的側(cè)面上被鉸接地附連到托架；所述托架剛性地附連到軸承殼體；所述軸承安裝在固定心軸上；連桿在中心處在上邊緣和下邊緣處在中心與外面部之間鉸接地連接到葉片，所述連桿的其它端部借由具有柱體的杠桿鉸接地附連到相鄰葉片；柱體剛性地附連到葉片；一個(gè)葉片鉸接地連接到L形杠桿托架；配重附連到杠桿托架的另一端；具有配重的杠桿托架鉸接地附連到驅(qū)動(dòng)齒輪殼體；驅(qū)動(dòng)齒輪嚙合較小直徑的從動(dòng)齒輪，所述從動(dòng)齒輪剛性地附連到萬向軸或具有球形白的軸；所述固定心軸位于驅(qū)動(dòng)齒輪內(nèi)部；所述萬向軸或所述具有球形白的軸在底部處連接到機(jī)電單元，以及所述固定心軸剛性地附連到支承件。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明涉及一種風(fēng)電設(shè)施，所述風(fēng)電設(shè)施包括配重、托架和具有邊緣的葉片，其中所述葉片被制成中空環(huán)體的外部分的兩個(gè)或多個(gè)區(qū)段的形狀，且所述葉片具有上邊緣和下邊緣以及內(nèi)面部和外面部；在外部，每個(gè)葉片在其內(nèi)面部和外面部之間借由具有柱體的L形杠桿被鉸接地附連到托架上；柱體剛性地附連到葉片；托架剛性地附連到軸承殼體；軸承被安裝在固定心軸上且在中心處鉸接地連接到具有柱體的L形杠桿，具有柱體的L形托架的其它端部鉸接地連接到連桿；一個(gè)葉片鉸接地連接到L形杠桿托架，在L形杠桿托架的另一端處附連配重；具有配重的杠桿托架鉸接地附連到軸承殼體；驅(qū)動(dòng)齒輪剛性地附連到軸承殼體的底部并且經(jīng)由較小直徑的從動(dòng)齒輪接合到萬向軸或具有球形白的軸，以及固定心軸被安裝在驅(qū)動(dòng)齒輪內(nèi)部并且附連到支承件。

通過附圖來闡述本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)，其中圖1示出了三葉片WPP的示意圖，其中葉片在內(nèi)邊緣處附連到托架。圖2示出了三葉片WPP的示意圖，其中葉片在外部附連到托架。圖3示出了三葉片WPP的葉片的俯視截面圖。圖4示出了四葉片WPP的示意圖，其中葉片在內(nèi)邊緣附連到托架。 圖5示出了四葉片WPP的俯視圖。圖6示意性地示出了具有重量附連件的L形杠桿托架，所述重量附連件確保在風(fēng)速變化時(shí)開啟和關(guān)閉葉片(風(fēng)力拾取器)。圖7示出了處于關(guān)閉位置的三葉片WPP和四葉片WPP。
具體實(shí)施方式
風(fēng)電設(shè)施包括(圖1)固定心軸1，其中軸承組件2附連到所述固定心軸上。托架3剛性地附連到所述軸承組件。葉片4在外面部和內(nèi)面部4之間被鉸接地附連到托架3。葉片4采用中空環(huán)體區(qū)段的形狀(圖3)。具有柱體6的杠桿5被鉸接地附連到托架3。連桿7被鉸接地附連到另一杠桿(圖 1、4和幻。連桿7的其它端部在上邊緣和下邊緣處鉸接地附連到鄰近葉片4。柱體6剛性地附連到葉片4。L形杠桿托架8被鉸接地附連到驅(qū)動(dòng)齒輪殼體9 (圖6)。杠桿托架8的上端部借由鉸鏈14和15鉸接地附連到一個(gè)葉片4。配重10附連到杠桿托架8的下端部。固定心軸1的下端(圖1、2、4)剛性地附連到支承件11。驅(qū)動(dòng)齒輪嚙合較小直徑的從動(dòng)齒輪(在附圖上未示出所述齒輪)，所述較小直徑的從動(dòng)齒輪剛性地安裝到萬向軸 12上。軸12的下端連接到機(jī)電單元13。在第二實(shí)施例中(圖2)，葉片4在其內(nèi)面部與外面部之間借由具有柱體6的L形杠桿5鉸接地附連到托架3。連桿7鉸接地附連到具有柱體6的L形杠桿5的兩端。在中心處，具有柱體6的L形杠桿5鉸接地附連到托架3。柱體6剛性地附連到葉片4。固定心軸1和具有配重10的杠桿托架8的附連以及與機(jī)電單元13的連接與第一實(shí)施例類似。風(fēng)電設(shè)施如下進(jìn)行操作。風(fēng)流撞擊葉片4，從而導(dǎo)致葉片4、托架3和驅(qū)動(dòng)齒輪圍繞固定心軸1在軸承上轉(zhuǎn)動(dòng)。該驅(qū)動(dòng)齒輪的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由從動(dòng)齒輪和萬向軸(具有球形臼的軸)12傳輸至機(jī)電單元13。當(dāng)風(fēng)速增加時(shí)，離心力使得配重10遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸線移動(dòng)，從而導(dǎo)致杠桿托架8圍繞球形白附連件移動(dòng)。杠桿托架8借由鉸鏈14和15拉動(dòng)(或推動(dòng))葉片 4，從而使得所有葉片4都在托架3上圍繞球形和白附連件移動(dòng)。在颶風(fēng)吹動(dòng)期間，葉片4 關(guān)閉并且采用環(huán)體的形狀(圖7)。如果不存在風(fēng)時(shí)，重力使得配重10下降并且借由杠桿托架8經(jīng)由鉸鏈14和15完全開啟葉片4。風(fēng)電設(shè)施的第二實(shí)施例的操作是類似的。
權(quán)利要求1.一種風(fēng)電設(shè)施，所述風(fēng)電設(shè)施包括配重、托架和具有邊緣的葉片，其特征在于所述葉片被制成中空環(huán)體的外部分的兩個(gè)或多個(gè)區(qū)段的形狀，且所述葉片具有上邊緣和下邊緣以及內(nèi)面部和外面部；每個(gè)葉片在其內(nèi)邊緣和外邊緣之間在上邊緣和下邊緣的側(cè)面上被鉸接地附連到托架；所述托架剛性地附連到軸承殼體； 所述軸承安裝在固定心軸上；連桿在中心處在上邊緣和下邊緣處在中心與外面部之間鉸接地連接到葉片，所述連桿的其它端部借由具有柱體的杠桿鉸接地附連到相鄰葉片； 柱體剛性地附連到葉片； 一個(gè)葉片鉸接地連接到L形杠桿托架； 配重附連到杠桿托架的另一端； 具有配重的杠桿托架鉸接地附連到驅(qū)動(dòng)齒輪殼體；驅(qū)動(dòng)齒輪嚙合較小直徑的從動(dòng)齒輪，所述從動(dòng)齒輪剛性地附連到萬向軸或具有球形臼的軸；所述固定心軸位于驅(qū)動(dòng)齒輪內(nèi)部；所述萬向軸或所述具有球形白的軸在底部處連接到機(jī)電單元，以及所述固定心軸剛性地附連到支承件。
2.一種風(fēng)電設(shè)施，所述風(fēng)電設(shè)施包括配重、托架和具有邊緣的葉片，其特征在于所述葉片被制成中空環(huán)體的外部分的兩個(gè)或多個(gè)區(qū)段的形狀，且所述葉片具有上邊緣和下邊緣以及內(nèi)面部和外面部；在外部，每個(gè)葉片在其內(nèi)面部和外面部之間借由具有柱體的L形杠桿被鉸接地附連到托架上；柱體剛性地附連到葉片； 托架剛性地附連到軸承殼體；軸承被安裝在固定心軸上且在中心處鉸接地連接到具有柱體的L形杠桿，具有柱體的 L形托架的其它端部鉸接地連接到連桿；一個(gè)葉片鉸接地連接到L形杠桿托架，在L形杠桿托架的另一端處附連配重； 具有配重的杠桿托架鉸接地附連到軸承殼體；驅(qū)動(dòng)齒輪剛性地附連到軸承殼體的底部并且經(jīng)由較小直徑的從動(dòng)齒輪接合到萬向軸或具有球形白的軸，以及固定心軸被安裝在驅(qū)動(dòng)齒輪內(nèi)部并且附連到支承件。
專利摘要本實(shí)用新型涉及風(fēng)電工程。本風(fēng)電設(shè)施包括葉片，其實(shí)施為中空環(huán)體的外部部件的兩個(gè)或多個(gè)區(qū)段形狀，具有頂邊緣和底邊緣以及內(nèi)端面部和外端面部，其中所述葉片鉸接地緊固到托架上，托架被鉸接地緊固到軸承的本體上，所述軸承本體被放置到固定軸線上，連桿在其一端可樞轉(zhuǎn)地連接到葉片，并且在另一端借由配置有柱體的杠桿從外部鉸接地緊固到相鄰葉片，并且一個(gè)葉片鉸接地連接到配置配重的L形杠桿托架。在其它實(shí)施例中，每個(gè)葉片鉸接地緊固到托架，杠桿剛性地固定到軸承的本體，一個(gè)葉片鉸接地連接到在其另一端放置有配重的L形杠桿托架。本實(shí)用新型使得可能增加風(fēng)能的使用而與風(fēng)向和風(fēng)速無關(guān)，并且改善在強(qiáng)風(fēng)期間的可靠性。
文檔編號(hào)F03D3/00GK202040023SQ201120036998
公開日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2011年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月10日
發(fā)明者A·扎基普, B·布克圖科維, G·莫爾達(dá)巴瓦, N·布克圖科維 申請(qǐng)人:哈薩克斯坦風(fēng)能科技公司