多層風力發電塔的製作方法

2023-05-18 04:50:11

專利名稱：多層風力發電塔的製作方法
技術領域：
本實用新型屬風力發電裝置結構技術領域。
背景技術：
風力發電，是一種藉助大自然風力產生電力的非常環保，也非常經濟的一種能源生產方式，在石油資源日趨短缺的今天，風力發電的作用顯得越來越重要。現有的風力發電裝置通常是在頂層採用一層普通的風機葉片帶螺旋狀作為聚風器，通過風機葉片的受風旋轉來帶動傳動軸轉動，然後通過齒輪箱將動力傳輸給電機轉軸進行發電，這種風機由於風機葉片的螺旋結構雖然可以吸收風能，且只有一層，風能吸收量小，通常對風力的要求是需達到5級以上，才會使發電機正常工作，而許多地方和許多時候，風力是難以達到如此級數的；這種風機的電動機是設置在風力發電機塔身上部，使得對風力發電塔結構的穩定性要求很高，建築成本昂貴，而且設置安裝時吊裝非常困難，使用後維修也不容易，這些都給風力發電帶來了較大的困難。

發明內容
本實用新型的目的正是為了克服上述風力發電裝置存在的不足之處而提供一種能夠充分吸收風力，在微風狀況下也能正常發電，發電效率極高，且發電機位於塔身底部，十分利於設備的安裝維修，能極大降低風力塔建築成本的多層風力發電塔。
本實用新型的目的是通過如下技術方案實現的。
本實用新型由一個中空的柱式塔塔身、聚風器、聚風葉片、主傳動軸和電動機組成，其中，從塔身頂部到中部共設置有1～6層聚風器，設置在第一層位於頂部的聚風器固定連接在塔頂上設置的軸承上，軸承帶動位於塔身中心線的主傳動軸轉動；主傳動軸通過聯軸器由柱式塔頂部延伸至柱式塔塔底的機房內，在主轉動軸的下端連接有一傳動離合器，該傳動離合器與一變速箱連接，變速箱又與一行星齒輪傳動器連接；行星齒輪傳動器與電動機的傳動軸連接；設置在上部或中部的助力聚風器通過在柱式塔塔身上所開的孔洞採用鏈條分別與主傳動軸和助力聚風器轉軸聯接；本實用新型聚風器的聚風葉片為一風碗結構或一縱向帶彎折的矩形板結構；或一橫向帶彎折且從裡到外由小到大的矩形板結構；設置的每一層助力聚風器呈直線排列，各層助力聚風器為重疊式布置；本實用新型還在柱式塔塔身的內壁與外壁分別設置有內梯和外梯；以及制動裝置和避雷裝置。
由於聚風器位於風力塔身頂部至上部有多層，整個風力發電塔高度一般在10～60米左右，塔身平均直徑為1～5米左右，是屬比較大型的風力發電裝置，本實用新型將聚風器的葉片由原來的螺旋槳葉片改為橢圓形碗狀的葉片，或縱向帶彎折的矩形板的葉片，或橫向帶彎折且從裡到外由小到大的矩形板葉片，增加了聚風的能力，由一根連杆連接的口徑大小不同的數個葉片，又由數根連杆組成的風機葉片組能夠將較為微弱的風，比如二級到三級的風吸收轉換成電能，整個聚風器的動力轉換，依靠設置在風力塔塔身頂部的一個大型的全密封軸承，利用聚風器驅使軸承轉動，軸承再帶到主傳動軸轉動；主傳動軸是由塔頂一直延伸到塔底的，因為軸身太長，所以要採用幾個聯軸器將幾根相同的軸連接在一起；頂層以下的助力聚風器的轉動能量通過傳動皮帶或傳動鏈條由對應塔身上所開孔洞將傳動力傳輸到主轉動軸上，從而大大增加了主傳動軸的轉動能量；為了確保在風力過大時主傳動軸轉速過高而損壞發電設備，在主傳動軸與發電設備之間還設置有傳動離合器，當主傳動軸轉速超過額定轉速時，傳動離合器使主傳動軸與發電設備分離起到保護作用。在傳動離合器後的主傳動軸上連接的是齒輪箱用於調節主傳動軸的轉速，在齒輪箱後連接的是行星齒輪傳動器，為的是改變傳動輸出方向，在行星齒輪傳動器之後連接的是發電機，通過行星齒輪的轉動帶動電動機轉軸轉動進而實現發電機發電。整個行星齒輪傳動器、發電機均設置在風力塔塔底建成的一個機房內，在日常檢修和維護設備過程中，均在機房便可解決，十分便利，只有在遇到聚風器產生故障時，或聯軸器需維修時，工作人員方可通過設置在風力塔塔身內梯和外梯對頂部聚風器，上部助力聚風器，塔內的聯軸器進行檢修維護，為檢修維護方便，還設置有一個剎車裝置用於制動聚風器。
下面結合實例及附圖進一步闡述本實用新型內容。


圖1為本實用新型風力塔結構示意圖；圖2為圖1A-A剖視結構示意圖；圖3為圖1B-B剖視結構示意圖。
具體實施方式
本實用新型聚風器2位於柱式塔塔身1頂部和中部共三層，頂部的聚風器2固定連接在塔頂上設置的軸承6上，軸承6帶動位於塔身中心線的主傳動軸3轉動；主傳動軸3通過聯軸器7由柱式塔頂部延伸至柱式塔塔底的機房8內，在主轉動軸3的下端連接有一傳動離合器9，該傳動離合器與一齒輪變速箱10連接，齒輪變速箱10又與一行星齒輪傳動器11連接；行星齒輪傳動器11與電動機4的傳動軸連接。
本實施例風力塔的塔身1採用鋼筋水泥作為塔身構架，取塔高40米，塔身採用圓柱形，直徑為3.5米；塔底建有一個較寬大的機房9，設置在塔身頂部的聚風器2，由六根連杆19組成，每根連杆串連接橢圓形風碗聚風葉片5兩個，一大一小，大風碗橢圓長軸為兩米，小風碗橢圓長軸為一米，大風碗設置靠外，小風碗設置靠內，頂層聚風器2的主傳動軸3由塔頂一直延伸到塔底的機房8內，中間採用兩個聯軸器7聯接，在主傳動軸3靠進機房8的下端設有一個傳動離合器9與主傳動軸的尾端連接，而主傳動軸3的尾端連接的是一個齒輪變速箱10的調速器，起到調節主傳動軸3轉速的目的，在齒輪變速箱10後連接的是一個行星齒輪傳動器11，用於改變傳動的輸出方向；行星齒輪傳動器11的行星齒輪與電動機4的轉軸連接，在帶動發電機轉軸轉動的同時，電動機4進行發電。為了增加主傳動軸3的動力，在風力塔塔身1的上外部還設置有兩層助力聚風器，第二層助力聚風器12的聚風葉片15選擇縱向帶彎折的矩形結構，第三層助力聚風器20的聚風葉片21選擇橫向帶彎折且從裡到外由小到大的矩形板結構，為結構穩定和聚風，在彎折面設有筋板22；助力聚風器12的傳動軸14採用傳動鏈條13通過在塔身上所開設的孔洞將動力輸入到主傳動軸3上；助力聚風器20的傳動鏈條21通過在塔身上所開設的孔洞將動力輸入到主傳動軸3上；主傳動軸3在相應位置連接有鏈輪16用於接收助力聚風器的動力。在塔頂部的主聚風器2的風碗5作為橢圓形的碗狀結構，其凹面向著迎風面，具有很好的聚風能力，而助力聚風器12帶彎折的矩形聚風葉片15，其彎折面向著迎風面，也有較好的聚風能力，第三層助力聚風器20的聚風葉片21為橫向帶彎折且從裡到外由小到大的矩形板結構，其聚風能力也很好，在頂層聚風器和助力聚風器的共同作用下，即使是較為微小的風，即2～3級的風，本實用新型也能在各層聚風器的聚風能力下吸收風力正常進行發電；當風力過大過猛時，連接在主傳動軸3上的傳動離合器9能夠讓下部尾端的主傳動軸與上端的主傳動軸分離，起到過載保護的作用，設置在塔身底部機房8的行星齒輪傳動器、齒輪箱、發電機，均可通過一個全自動控制器進行控制，使發電機動產生的電能能夠按照設定的程序輸入到用戶或併入指定的電網。在柱式塔塔身1的內壁與外壁分別設置的內梯17和外梯18，是為了方便對聚風器、主傳動軸、聯軸器、助力聚風器等設備進行維修的設施。為了柱式塔塔身1的安全，在柱式塔塔身1的頂設置有避雷裝置23；為了維修的方便，在各層聚風器上還設置有制動裝置。
權利要求1.多層風力發電塔，由一個中空的柱式塔塔身(1)、聚風器、聚風葉片、主傳動軸(3)和電動機(4)組成，其特徵是，從塔身(1)頂部到中部共設置有1～6層聚風器，設置在第一層位於頂部的聚風器(2)固定連接在塔頂上設置的軸承(6)上，軸承(6)帶動位於塔身中心線的主傳動軸(3)轉動；主傳動軸(3)通過聯軸器(7)由柱式塔頂部延伸至柱式塔塔底的機房(8)內，在主轉動軸(3)的下端連接有一傳動離合器(9)，該傳動離合器與一齒輪變速箱(10)連接，齒輪變速箱(10)又與一行星齒輪傳動器(11)連接；行星齒輪傳動器(11)與電動機(4)的傳動軸連接。
2.根據權利要求1所述的多層風力發電塔，其特徵是，聚風器的聚風葉片(5)為橢圓形碗狀結構。
3.根據權利要求1所述的多層風力發電塔，其特徵是，聚風器的聚風葉片為一縱向帶彎折的矩形板。
4根據權利要求1所述的多層風力發電塔，其特徵是，聚風器的聚風葉片為一橫向帶彎折且從裡到外由小到大的矩形板。
5.根據權利要求1所述的多層風力發電塔，其特徵是，各層聚風器的聚風葉片既可用橢圓形碗狀結構，也可用縱向帶彎折的矩形板或橫向帶彎折且從裡到外由小到大的矩形板。
6.根據權利要求1所述的多層風力發電塔，其特徵是，在頂層以下的助力聚風器是通過在柱式塔塔身(1)上所開的孔洞採用鏈條(13)分別與主傳動軸(3)和轉軸(14)聯接。
7.根據權利要求1所述的多層風力發電塔，其特徵是，在柱式塔塔身(1)的內壁與外壁分別設置有內梯(17)和外梯(18)。
專利摘要多層風力發電塔，本實用新型從塔身(1)頂部到中部共設置有1～6層聚風器，設置在第一層位於頂部的聚風器固定連接在塔頂上設置的軸承(6)上，軸承帶動主傳動軸(3)轉動；主傳動軸通過聯軸器(7)由柱式塔頂部延伸至柱式塔塔底的機房(8)內，主傳動軸後分別連接有齒輪變速箱(10)、行星齒輪傳動器(11)和電動機(4)的傳動軸，主傳動軸的轉動使電動機發電，本實用新型在微風狀況下也能正常發電，發電效率極高，發電機位於塔身底部，十分利於設備的安裝維修，能極大地降低風力塔的建築成本。
文檔編號F03D11/00GK2916178SQ20062001965
公開日2007年6月27日 申請日期2006年6月28日 優先權日2006年6月28日
發明者楊國俊 申請人:楊國俊