大功率风力发电设备的制作方法

xiaoxiao2020-7-22  5

专利名称:大功率风力发电设备的制作方法
技术领域
本实用新型是一种利用风力发电的“大功率风力发电设备”。
背景技术
目前正在使用的风力发电设备,普遍采用单柱螺旋浆式小形发电机组,它的主要缺点是功率小,单台发电量低,且大量竖立高杆,占地面积大,布局分散,设备维护困难。

发明内容
本实用新型“大功率风力发电设备”,是现在使用的“单柱螺旋浆式小形风力发电机组”的换代产品,目的是为了提高单台风力发电设备的发电量,便于组建相对集中的大功率风力发电厂,既可单台运行,也可多台拼网。
产品的设计结构,采用在类似于锅炉烟筒的圆筒风舱内,水平安装三级类似于气轮机的涡轮,涡轮轴的上端与齿轮增速器的杯形齿轮轴相连接,增速后的圆柱齿轮轴与发电机轴相连接,在通过圆筒风舱底部进风口进入的风力的推动下,使涡轮旋转传递扭矩,拖动发电机主轴旋转发电。
在圆筒风舱进风口上侧的上、下涡轮周边装有圆筒形的旋转舱门,旋转舱门在上、下涡轮的带动下,在旋转的同时,在安装在涡轮轴上的离心调速器的控制下做上下移动,控制进风口的进风量,进而控制风力的推动力,以控制发电机的转速,达到控制发出的电的电压和频率的变化范围,同时防止在高风级的条件下,发电机旋转时机械过速,造成设备损坏。在涡轮和发电机处于转速变化的条件下,发电机发出的电压由发电机自己的调压器控制输出电压。
发电设备的圆筒风舱分为上下两段,上段为固定风舱,下段为转动风舱,且下段转动风舱开有进风口,背面180°处装有供停机检查的直接排风门。
在转动风舱进风口的左右两侧分别装有风向板,以便使进风口经常处于迎风状态,以保证涡轮的不停旋转和发电。


图1为大功率风力发电设备设计总图。
具体实施方式
本实用新型包括基座底板(1)、基座(2)、支承环(3)、钢滚(4)、防尘环(5)、风向板(6)、风向板加强杆(7)、转动风舱(8)、固定风舱(9)、旋转舱门(10)、下涡轮组件(11)、舱体骨架(12)、上涡轮组件(13)、主动力涡轮组件(14)、舱体骨架环(15)、十字大梁组件(16)、固定风舱检查门(17)、排风筒(18)、发电机(19)、增速器(20)、涡轮轴(21)、滑动平键(22)、离心调速器组件(23)、轴流风扇(24)、涡轮轴轴承座(25)、涡轮轴支柱(26)、转动风舱检查门(27)、防护网(28)、转动风舱进风口(29)。
各组成部分的设计结构关系发电设备的组装,通过基座(2)与地面水泥基础相连接,基座(2)的上端与基座底板(1)的下面相连接,六根立柱式舱体骨架(12)与基座底板(1)的周边上侧相连接,在舱体骨架(12)的顶端水平安装舱体骨架环(15),在舱体骨架环(15)的上部安装十字大梁组件(16),舱体骨架(12)的周围套装固定风舱(9),在固定风舱(9)的上盖斜面上开有固定风舱检查门(17),在固定风舱(9)的上端立式安装排风筒(18),组成上段固定风舱的整体;在基座底板(1)的周边安装支承环(3),在支承环(3)与基座底板(1)之间构成环形槽,在槽内沿圆周向心方向装满钢滚(4),在支承环(3)的上侧,转动风舱(8)的下根部安装防尘环(5),在舱体骨架(12)的周围套装转动风舱(8)其根部圆周横脚直接落在钢滚(4)上,转动风舱(8)的正面开有转动风舱进风口(29),在转动风舱进风口(29)的正面装有防止杂物尘土进入的防护网(28),在转动风舱进风口(29)的左右两侧分别装有风向板(6),在风向板(6)与转动风舱(8)之间,左右两侧分别装有风向板加强杆(7)在转动风舱(8)的背面180°处开有转动风舱检查门(27)以便停机检查时开起转动风舱检查门(27)使自然风直接流通,涡轮停止转动,以上构成下段转动风舱的整体;在基座底板(1)的中心位置立式安装涡轮轴支柱(26),在涡轮轴支柱(26)的上端安装涡轮轴轴承座(25),在涡轮轴轴承座(25)的轴承内立式安装涡轮轴(21),在涡轮轴(21)的根部轴承的上侧与涡轮轴(21)固定安装轴流风扇(24),在轴流风扇(24)的上侧安装离心调速器组件(23),离心调速器组件(23)下端的连杆支架与涡轮轴(21)相固定,在离心调速器组件(23)的中心处,涡轮轴(21)的外圆上套装有圆柱式压缩弹簧,离心力钢球上连杆支架与下涡轮组件(11)构成一体并与涡轮轴(21)相套装,并通过滑动平键(22)使离心调速器组件(23)的上连接杆支架在转动中沿滑动平键(22)上下滑动,使离心调速器组件(23)正常工作;在离心调速器组件(23)的上侧安装下涡轮组件(11)和上涡轮组件(13),在上涡轮组件(13)的上侧安装主动力涡轮组件(14),在主动力涡轮组件(14)的上端安装十字大梁(16),十字大梁(16)的四个端头与舱体骨架环(15)相搭接,在十字大梁(16)中心的圆盘上开有中心孔,涡轮轴(21)上端轴径穿过十字大梁(16)中心圆盘的中心孔与十字大梁上端安装的增速器(20)的输入轴相连接,在增速器(20)的上端安装发电机(19),发电机(19)的下伸轴与增速器(20)的输出轴相连接。在上涡轮组件(13)和下涡轮组件(11)的外圆上装有旋转舱门(10)。
运行和发电发电设备在未运行前,转动风舱进风口(29)在风向板(6)的做用下,处于迎风状态,旋转舱门(10)位于固定风舱(9)的腔体内,当自然风通过转动风舱进风口(29)进入舱体内时,在风压和气流的做用下,下涡轮组件(11)、上涡轮组件(13)和主动力涡轮组件(14)同时启动,通过涡轮轴(21)使增速器(20)的杯形齿轮转动,并使星行齿轮也同时转动,进而经增速器(20)增速后的输出轴拖动发电机转子转动,当涡轮转速达到额定转速时,发电机(19)进入发电状态。当涡轮转速达到一定限度时,离心调速器组件(23)进入工作状态,使旋转舱门(10)在离心调速器组件(23)的做用下,上下移动,控制风舱内的进风量,进而控制涡轮轴(21)的转速和发电机发出电的电压和频率的变化范围,发电机的输出电压由发电机自身的电压调解器来调解。
自然风经转动风舱进风口(29)进入风舱后,在推动涡轮旋转的过程中进入固定风舱(9)并从排风筒(18)排出舱外,继续不断有风量经转动风舱进风口(29)进入风舱使涡轮不断旋转运行。
在运行中,由于离心调速器组件(23)的高速旋转,调速器连杆和离心力钢球平面式转动,使进入风舱的风量中心部分产生涡流,形成进风阻力,装在离心调速器组件(23)下端的轴流式风扇(24)沿涡轮轴(21)向上轴向形成轴流风压,不断向上吹开离心调速器组件(23)所产生的涡流,并同时辅助增强风舱的进风最。
检查和维护在定期检查和维护时,为使涡轮停止转动,先打开转动风舱检查门(27),使经过转动风舱进风口(29)的进风量,从转动风舱检查门(29)直接排出,涡轮失去风压的推力而停转,即进行下段转动风舱内的维护;按需要在打开转动风舱检查门(27)的同时打开固定风舱检查门(17)以便对固定风舱(9)及发电机(19)的维护或检修。
权利要求1.一种大功率风力发电设备,其中包括基座底板(1)、基座(2)、支承环(3)、钢滚(4)、防尘环(5)、风向板(6)风向板加强杆(7)、转动风舱(8)、固定风舱(9)、旋转舱门(10)、下涡轮组件(11)、舱体骨架(12)、上涡轮组件(13)、主动力涡轮组件(14)、舱体骨架环(15)、十字大梁组件(16)、固定风舱检查门(17)、排风筒(18)、发电机(19)、增速器(20)、涡轮轴(21)、滑动平键(22)离心调速器组件(23)、轴流风扇(24)、涡轮轴轴承座(25)、涡轮轴支柱(26)、转动风舱检查门(27)、防护网(28)、转动风舱进风口(29);其特征在于下端焊有方形平板的基座(2),上端焊接在圆形基座底板(1)的下面,基座(2)下端的方形平板与地面水泥基础相连接,在圆形基座底板(1)的周边上侧装有槽钢制成的六根立柱式舱体骨架(12),在立柱式舱体骨架(12)的顶端水平安装用槽钢制成的圆形舱体骨架环(15),在圆形舱体骨架环(15)的上部装有用椭圆形截面钢材制成的“十字型”大梁组件(16),在立柱式舱体骨架(12)周围套装上部为锥体形下部为圆筒形钢板制成的固定风舱(9),在固定风舱(9)的锥体上端安装钢板制成的圆形排风筒(18),在固定风舱(9)的锥体的侧面开有立长方口,长方口外侧装有检查门(17);在圆形基座底板(1)的周边装有角钢制成的且留有边槽的支承钢环(3),在支承钢环(3)圆周边槽内,向中心方向排列装有一圆周圆柱形钢滚(4),在支承钢环(3)的上侧,在用钢板制成的圆筒形风舱(8)的下端外周围,套装并焊接上用角钢制成的且外侧边向下的防尘圆环(5)在舱体骨架(12)周围套装圆筒形风舱(8)其根部圆周横角直接落在钢滚(4)上,在圆筒形风舱(8)的正面开有方形口(29),在方形口(29)的正面装有铁丝网制成铁纱网(28),方形口(29)的左右两侧分别装有用钢板制成的横向安装且两侧分开风向计形式的平板(6),在平板(6)与圆筒形风舱(8)之间,左右两侧分别装有两根用钢棒制成的支杆(7),在圆筒形风舱(8)的背面180度处,装有钢板制成的方形检查门(27);在圆形基座底板(1)的中心位置立式安装钢制圆形支柱(26),在圆形支柱(26)的上端装有轴承座(25)在轴承内立式安装圆形钢轴(21)在圆形钢轴(21)的下端,代轴承的轴承座(25)上部装有钢板制成的风扇(24)在风扇(24)的上侧安装有离心调速器组件(23),在圆形钢轴(21)上套装下涡轮(11)和上涡轮(13),在圆形钢轴(21)的上部固定安装主涡轮(14),穿过“十字形”大梁组件(16)中心圆孔的圆形钢轴(21)的上端与增速器(20)的下伸轴相连接,增速器(20)的上伸轴与发电机(19)的下伸轴相连接,在上涡轮(13)和下涡轮(11)的外圆上装有钢板制成的圆筒式旋转舱门(10),在圆形钢轴(21)下半部外圆上套装圆柱式弹簧。
专利摘要本实用新型是一种大功率风力发电设备,是目前正在使用的单柱螺旋桨式小形风力发电机组的换代产品,单台发电量高,占地面积少,便于组建大功率的风力发电厂。其特征在于,设有圆筒形风舱,分为上下两段,上段为固定风舱,下段为转动风舱,且转动风舱正面开有进风口,在进风口两侧,装有风向板,以保持进风口永久处于迎风状态,在圆筒风舱内水平安装三层涡轮,即主动力涡轮、上涡轮和下涡轮,在上下涡轮周边装有圆筒形旋转舱门,在旋转舱门中心的涡轮轴上,装有离心调速器,在主动力涡轮上端立式安装增速器和发电机,且发电机轴与涡轮轴相连通。在运行中,风量经转动风舱进风口进入风舱,推动涡轮旋转,发电机发电;离心调速器控制风量转速和电压。
文档编号F03D9/00GK2869371SQ200520105569
公开日2007年2月14日 申请日期2005年8月18日 优先权日2005年8月18日
发明者侯永财 申请人:侯永财

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