CN1924349A - 塔式集束组合风能发电装置 - Google Patents

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Abstract

塔式集束组合风能发电装置，它涉及一种风能发电装置，本发明的目的是为解决现有技术的风能发电机，其风能的利用率不高而发电成本高的问题。本发明的三个发电装置支架(50)的上端与发电装置支架法兰盘(63)的下端面固定连接，发电装置支架法兰盘(63)的上端面叠加固定有多个发电装置，防护帽支架(14)的下端与顶层的发电装置的上端固定连接，防护帽支架(14)的上端与伞状防护帽(76)的下端面固定连接，顺风装置固定在三个发电装置支架(50)围成的空间内。本发明的有益效果是：结构简单，每一个发电装置其结构、尺寸都相同，互换性好，多个发电装置组装成发电塔，塔可高可低，塔越高气流越大，发电能力越高；吊装组合快捷，便于维修，风能的利用率高、发电成本低。

Description

塔式集束组合风能发电装置
技术领域
本发明涉及一种风能发电装置。
背景技术
在发电领域，风能作为廉价而又清洁的能源越来越被重视。利用风能替代石油、煤等不可再生的矿物能源以及替代高成本投入的水能源发电已成趋势。矿物能源发电具有能源的不可再生性、高成本和对环境污染等缺点。水能源发电受水源的限制和人们为发电而创造发电环境的高成本投入等缺陷。而风能却可以避免上述缺憾，但是风能还具有强弱不均、风向不稳定、随季节、地势和气象条件不同而变化等诸多缺点。专利申请号为02817592.1、公开号为CN1553994、公开日为2004年12月8日、发明名称为“风力发电装置”的发明专利申请，该专利申请的技术方案其缺点是：一、向风的方向呈扩大的筒状，不适于实际运作，因为风向不是固定的，风向一变，筒不变即难集风发电，不利于用来进行大规模发电。二、向风方向扩大的筒状进风口与背风方向缩小的出风口几乎在同一个高度，无气压差，遇到风小或无风时就无法集风不能发电，在自然界风的环境中，实际风的利用率不大。三、一个风筒只能供一部发电机发电，不能充分利用风能，导致发电成本增高。专利申请号为01123631.0、公开号为CN1405448A、公开日为2003年3月26日、发明名称为“烟囱式风力发电设备”的发明专利申请以及专利号为ZL97203981.3、授权公告号为CN2318425Y、授权公告日为1999年5月12日、名称为“自然抽风风力发电塔”的实用新型专利，虽然可以有效的利用风能，但风能的利用率仍然不高，而且建造高高的塔身，再加上风能的利用率不高，所以大大的提高了发电成本。
发明内容
本发明的目的是为解决现有技术的风能发电机，其风能的利用率不高而发电成本高的问题，提供一种塔式集束组合风能发电装置。本发明具有结构简单、塔高能增减、风能的利用率高、发电成本低的特点。本发明包括顺风装置、防护帽支架14、三个发电装置支架50、发电装置支架法兰盘63、分气罩74、伞状防护帽76和多个发电装置，三个发电装置支架50组合成正三角形直立设置，三个发电装置支架50的下端由螺栓与基座固定连接，三个发电装置支架50的上端与发电装置支架法兰盘63的下端面固定连接，发电装置支架法兰盘63的上端面叠加固定有多个发电装置，防护帽支架14的下端与顶层的发电装置的上端固定连接，防护帽支架14的上端与伞状防护帽76的下端面固定连接，分气罩74固定在伞状防护帽76的下侧，顺风装置固定在三个发电装置支架50围成的空间内；每个发电装置分别由上法兰盘17、三个壳体支撑架18、下法兰盘19、壳体20、发电机24、涡轮螺旋桨总承28和三个发电机支架64组成，上法兰盘17的下端与壳体20的上端固定连接，下法兰盘19的上端与壳体20的下端固定连接，三个壳体支撑架18呈正三角形分布设置在壳体20的外部，三个壳体支撑架18的上端分别与上法兰盘17的下端固定连接，三个壳体支撑架18的下端分别与下法兰盘19的上端固定连接，发电机24设置在壳体20内的中心处，三个发电机支架64呈“Y”形设置，三个发电机支架64的近心端分别与发电机24固定连接，三个发电机支架64的远心端分别与壳体20的内壁固定连接，涡轮螺旋桨总承28由轴套90、分气罩91、轮辐92、轮缘93和螺旋桨叶片94组成，轮辐92的近心端与轴套90的外缘固定连接，轮辐92的远心端与轮缘93之间固定有螺旋桨叶片94，分气罩91的上端与轮辐92的下侧固定连接，轴套90内设有键槽89，轮缘93上开有动平衡校正孔95，轴套90与发电机24的输入轴键连接，轮缘93与壳体20的内壁之间留有缝隙；顺风装置由顺风板上轴承42、顺风板轴43、顺风板下轴承46、顺风板拉筋47和顺风板49组成，顺风板轴43的下端固定在基座内，顺风板下轴承46固定在顺风板轴43的下部，顺风板上轴承42固定在顺风板轴43的上部，顺风板49为半圆弧形，顺风板49的下端与顺风板下轴承46的轴承外套固定连接，顺风板49的上端与顺风板上轴承42的轴承外套之间固定有顺风板拉筋47。本发明的工作原理：自然风是从气压高处向气压低处流动的气流。在自然界低处气压高，高处气压低，本发明正是利用自然界高低之间的气压差而使气流流动，形成上升气流推动螺旋桨叶片带动发电机发电。本发明的顺风板如同一口尖底的大锅沿中心线切掉一半，顺风板的开口一面始终迎着来风的方向，风在进入后顺着顺风板沿弧线上行，多个发电装置的自身以及它们的连接部位都是密封的，气流进入筒状壳体内就由下而上不间断地流动。本发明的益效果是：结构简单，每一个发电装置其结构、尺寸都相同，互换性好，多个发电装置组装成发电塔，塔可高可低，塔越高气流越大，发电能力越高；吊装组合快捷，便于维修，风能的利用率高、发电成本低。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图，图2是图1的A-A剖视图，图3是涡轮螺旋桨总承28的结构示意图，图4是图3的B-B剖视图，图5是螺旋桨叶片94倾斜角度为45°的结构示意图，图6是螺旋桨叶片94倾斜角度为135°的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：(参见图1～图4)本实施方式由顺风装置、防护帽支架14、三个发电装置支架50、发电装置支架法兰盘63、分气罩74、伞状防护帽76和二至三十个发电装置组成，三个发电装置支架50组合成正三角形直立设置，三个发电装置支架50的下端由螺栓与基座固定连接，三个发电装置支架50的上端与发电装置支架法兰盘63的下端面固定连接，发电装置支架法兰盘63的上端面叠加固定有五至二十个发电装置，防护帽支架14的下端与顶层的发电装置的上端固定连接，防护帽支架14的上端与伞状防护帽76的下端面固定连接，分气罩74固定在伞状防护帽76的下侧，顺风装置固定在三个发电装置支架50围成的空间内；每个发电装置分别由上法兰盘17、三个壳体支撑架18、下法兰盘19、壳体20、发电机24、涡轮螺旋桨总承28和三个发电机支架64组成，上法兰盘17的下端与壳体20的上端固定连接，下法兰盘19的上端与壳体20的下端固定连接，三个壳体支撑架18呈正三角形分布设置在壳体20的外部，三个壳体支撑架18的上端分别与上法兰盘17的下端固定连接，三个壳体支撑架18的下端分别与下法兰盘19的上端固定连接，发电机24设置在壳体20内的中心处，三个发电机支架64呈“Y”形设置，三个发电机支架64的近心端分别与发电机24固定连接，三个发电机支架64的远心端分别与壳体20的内壁固定连接，相邻的上下两个发电装置的下法兰盘19和上法兰盘17相连接，底层的发电装置的下法兰盘19与发电装置支架法兰盘63相连接，涡轮螺旋桨总承28由轴套90、分气罩91、轮辐92、轮缘93和螺旋桨叶片94组成，轮辐92的近心端与轴套90的外缘固定连接，轮辐92的远心端与轮缘93之间固定有螺旋桨叶片94，分气罩91的上端与轮辐92的下侧固定连接，轴套90内设有键槽89，轮缘93上开有动平衡校正孔95，轴套90与发电机24的输入轴键连接，轮缘93与壳体20的内壁之间留有缝隙；顺风装置由顺风板上轴承42、顺风板轴43、顺风板下轴承46、顺风板拉筋47和顺风板49组成，顺风板轴43的下端固定在基座内，顺风板下轴承46固定在顺风板轴43的下部，顺风板上轴承42固定在顺风板轴43的上部，顺风板49为半圆弧形，顺风板49的下端与顺风板下轴承46的轴承外套固定连接，顺风板49的上端与顺风板上轴承42的轴承外套之间固定有顺风板拉筋47。
具体实施方式二：(参见图5、图6)本实施方式中，奇数层发电装置的螺旋桨叶片94与水平面的正向呈45°角，偶数层发电装置的螺旋桨叶片94与水平面的正向呈135°角。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：(参见图5、图6)本实施方式中，偶数层发电装置的螺旋桨叶片94与水平面的正向呈45°角，奇数层发电装置的螺旋桨叶片94与水平面的正向呈135°角。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
以上具体实施方式二和具体实施方式三中螺旋桨叶片94与水平面的正向呈45°角或与水平面的正向呈135°角，即隔层的螺旋桨叶片旋转的方向是互为相反的，其目的是为了避免产生共振，使机体受到损坏，避免风能的损耗。气流在壳体内左右旋转上升相当于直线前进，如果气流使螺旋桨叶片都向-个方向旋转等于气流成倍的衰减。
具体实施方式四：(参见图1)本实施方式与具体实施方式一的不同点在于，在三个发电装置支架50的外侧增设有集风装置，集风装置由戗风斗37、下侧轴承45、集风装置壳体59、集风装置尾翼支架60、集风装置尾翼61和上侧轴承62组成，下侧轴承45设置在三个发电装置支架50外侧的下部，上侧轴承62设置在三个发电装置支架50外侧的上部，集风装置壳体59的上下两端分别固定在上侧轴承62和下侧轴承45的轴承外圈上，戗风斗37固定在集风装置壳体59的一侧开口上，集风装置尾翼支架60的根部固定在与戗风斗37相对应的集风装置壳体59的另一侧上，集风装置尾翼61固定在集风装置尾翼支架60的尾部。集风装置的作用在于，自然风吹动集风装置尾翼61，使戗风斗37始终迎着风向进行集风，戗风斗37的斗状设计能够最大限度的增强集风作用，风在进入后顺着顺风板49上行，进而增加发电能力。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：(参见图1)本实施方式与具体实施方式四的不同点在于，在集风装置上又增加了刹车板32、刹车板拉手31和刹车板合页35，刹车板32与戗风斗37的内口之间由刹车板合页35铰接，刹车板拉手31固定在刹车板32上。本实施方式的刹车板32与戗风斗37的内口大小相当，当刹车板32关入到戗风斗37的内口时，将已经密封的集风装置壳体59彻底密封，切断了空气的流通通道，使螺旋桨叶片停止旋转，实现了刹车。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式六：(参见图1)本实施方式与具体实施方式一的不同点在于，在顶层的发电装置的上端增加有引风装置，引风装置由引风机叶轮总承71、三个变速电动机支架72和变速电动机73组成，三个变速电动机支架72呈“Y”形设置，三个变速电动机支架72的近心端分别与变速电动机73固定连接，三个变速电动机支架72的远心端分别与防护帽支架14固定连接，引风机叶轮总承71与电动机的输出轴相连接。本实施方式的引风机叶轮总承71与发电装置上的涡轮螺旋桨总承28结构相同，本实施方式的作用在于，如果遇到气压过低，发电装置的壳体20内的风力过小，发电能力降低时，就可以启动本实施方式，引风机叶轮总承71在变速电动机73的带动下旋转，使发电装置的壳体20内负压增大，空气流动增强，实现正常发电。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式七：(参见图1、图2)本实施方式与具体实施方式一的不同点在于，在上法兰盘17与壳体20外壁的交角处、下法兰盘19与壳体20外壁的交角处分别增加有加强板80。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。在上法兰盘17与壳体20外壁的交角处以及下法兰盘19与壳体20外壁的交角处增加的加强板80可以增加壳体的强度。

Claims (7)

1、一种塔式集束组合风能发电装置，它包括顺风装置、防护帽支架(14)、三个发电装置支架(50)、发电装置支架法兰盘(63)、分气罩(74)和伞状防护帽(76)和多个发电装置，三个发电装置支架(50)组合成正三角形直立设置，三个发电装置支架(50)的下端由螺栓与基座固定连接，三个发电装置支架(50)的上端与发电装置支架法兰盘(63)的下端面固定连接，其特征在于发电装置支架法兰盘(63)的上端面叠加固定有多个发电装置，防护帽支架(14)的下端与顶层的发电装置的上端固定连接，防护帽支架(14)的上端与伞状防护帽(76)的下端面固定连接，分气罩(74)固定在伞状防护帽(76)的下侧，顺风装置固定在三个发电装置支架(50)围成的空间内；每个发电装置分别由上法兰盘(17)、三个壳体支撑架(18)、下法兰盘(19)、壳体(20)、发电机(24)、涡轮螺旋桨总承(28)和三个发电机支架(64)组成，上法兰盘(17)的下端与壳体(20)的上端固定连接，下法兰盘(19)的上端与壳体(20)的下端固定连接，三个壳体支撑架(18)呈正三角形分布设置在壳体(20)的外部，三个壳体支撑架(18)的上端分别与上法兰盘(17)的下端固定连接，三个壳体支撑架(18)的下端分别与下法兰盘(19)的上端固定连接，发电机(24)设置在壳体(20)内的中心处，三个发电机支架(64)呈“Y”形设置，三个发电机支架(64)的近心端分别与发电机(24)固定连接，三个发电机支架(64)的远心端分别与壳体(20)的内壁固定连接，涡轮螺旋桨总承(28)由轴套(90)、分气罩(91)、轮辐(92)、轮缘(93)和螺旋桨叶片(94)组成，轮辐(92)的近心端与轴套(90)的外缘固定连接，轮辐(92)的远心端与轮缘(93)之间固定有螺旋桨叶片(94)，分气罩(91)的上端与轮辐(92)的下侧固定连接，轴套(90)内设有键槽(89)，轮缘(93)上开有动平衡校正孔(95)，轴套(90)与发电机(24)的输入轴键连接，轮缘(93)与壳体(20)的内壁之间留有缝隙；顺风装置由顺风板上轴承(42)、顺风板轴(43)、顺风板下轴承(46)、顺风板拉筋(47)和顺风板(49)组成，顺风板轴(43)的下端固定在基座内，顺风板下轴承(46)固定在顺风板轴(43)的下部，顺风板上轴承(42)固定在顺风板轴(43)的上部，顺风板(49)为半圆弧形，顺风板(49)的下端与顺风板下轴承(46)的轴承外套固定连接，顺风板(49)的上端与顺风板上轴承(42)的轴承外套之间固定有顺风板拉筋(47)。
2、根据权利要求1所述的塔式集束组合风能发电装置，其特征在于奇数层发电装置的螺旋桨叶片(94)与水平面的正向呈45°角，偶数层发电装置的螺旋桨叶片(94)与水平面的正向呈135°角。
3、根据权利要求1所述的塔式集束组合风能发电装置，其特征在于偶数层发电装置的螺旋桨叶片(94)与水平面的正向呈45°角，奇数层发电装置的螺旋桨叶片(94)与水平面的正向呈135°角。
4、根据权利要求1所述的塔式集束组合风能发电装置，其特征在于在三个发电装置支架(50)的外侧增设有集风装置，集风装置由戗风斗(37)、下侧轴承(45)、集风装置壳体(59)、集风装置尾翼支架(60)、集风装置尾翼(61)和上侧轴承(62)组成，下侧轴承(45)设置在三个发电装置支架(50)外侧的下部，上侧轴承(62)设置在三个发电装置支架(50)外侧的上部，集风装置壳体(59)的上下两端分别固定在上侧轴承(62)和下侧轴承(45)的轴承外圈上，戗风斗(37)固定在集风装置壳体(59)的一侧开口上，集风装置尾翼支架(60)的根部固定在与戗风斗(37)相对应的集风装置壳体(59)的另一侧上，集风装置尾翼(61)固定在集风装置尾翼支架(60)的尾部。
5、根据权利要求4所述的塔式集束组合风能发电装置，其特征在于在集风装置上又增加了刹车板(32)、刹车板拉手(31)和刹车板合页(35)，刹车板(32)与戗风斗(37)的内口之间由刹车板合页(35)铰接，刹车板拉手(31)固定在刹车板(32)上。
6、根据权利要求1所述的塔式集束组合风能发电装置，其特征在于在顶层的发电装置的上端增加有引风装置，引风装置由引风机叶轮总承(71)、三个变速电动机支架(72)和变速电动机(73)组成，三个变速电动机支架(72)呈“Y”形设置，三个变速电动机支架(72)的近心端分别与变速电动机(73)固定连接，三个变速电动机支架(72)的远心端分别与防护帽支架(14)固定连接，引风机叶轮总承(71)与电动机的输出轴相连接。
7、根据权利要求1所述的塔式集束组合风能发电装置，其特征在于在上法兰盘(17)与壳体(20)外壁的交角处、下法兰盘(19)与壳体(20)外壁的交角处分别增加有加强板(80)。
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