专利名称：联合聚风特大功率风力提水机组的制作方法
技术领域：
本发明提出的“联合聚风特大功率风力提水机组”属于风力提水机组类型开发技术领域。
背景技术：
中国东南沿海风能资源十分丰富，每年大于或等于3米/秒风速的时间在6000-8000小时(6000-8000小时÷24小时＝250-333天)，大于6米/秒的风力也有3500小时；上述区域陆地海水养殖产业与海水制盐产业发展规模很大，每年需要大规模提取海水，电力消耗十分巨大。而这些地区工业发展迅速，用电需求较大，常规能源贫乏，因此电力提水成本很高并占用大量宝贵稀缺的电力资源配额，而其利用风力提水是再理想不过的选择，国与民均有利。
但是，现有的常规风力提水设备体积大、分散广、控制难、占地多、出力低，还难于实现随风力强度变化的及时有效调控，更难于抵抗与避免台风的威胁，因此难于满足其提水高度、提水规模和诸多实际应用性的需求；在中国的新疆、甘肃、内蒙等西北地区与东北松辽平原的广大地区，同样拥有丰富的风力资源，也有众多提取地表水的需要，更有提取井深为30米-50米井水的大量广泛需求，而用现有的常规风力提水设备同样难于满足上述地区提水高度、提水能力、风力控制的需求，因此每年用于提水所消耗的电力、燃油数量十分巨大；实现规模、集中、高程、高效风力提水不宜采用大量无限排布增加小能力风力提水机设置数量的“群蚁战术”来实现，小的风力提水机肢体虽小，结构俱全，在每个小风力提水机上都要配合一个风力机、一个小的往复式水泵和为其配套的输水设施……等，群体观赏效果也不佳，更难满足深井集中提水和规模化大量提水的需求。在世界许多国家和地区，上述风力提水需求也同样存在，因此人们迫切需求一种高效、巨能、简捷、易控、适用的风力提水设备的发明出现。
中国发明专利200510085366.X提出的“联合聚风超大功率风力提水机组”在解决上述诸多难题的进程中有了突破性的进展，其为风力提水机实现单机大功率与出力能力可方便控制目标提供了全新的思路与技术保障；其是将拥有全面综合优势群的独创风能转化设备“联合聚风超大功率风力机组”与在风力机塔架上设置的“链箱式水泵”进行传动配合后形成；但是，其采用的“链箱式水泵”需要跟随风力的方向与风力机桨轮风轮旋转方向的变化进行相应的及时调控操作，其调控设备的结构也显得较为复杂；此外“链箱式水泵”形态无法满足西部地区广泛要求的深井、超深井的下探提水使用需求；也难于实现在陆地上建设风力机架提取其临近其下部河、湖、海水面地表水的最常规提水取水方式，这使其应用领域受到大幅度限制；而其配合的“往复活塞式水泵”是与X形聚风机架形态的风力机配合的，又无法实现更大功率风力机出力能力的设计。
而从“联合聚风超大功率风力提水机组”的动力输出结构与动力输出方式可以看出其“立式双桨轮风轮”可实现相临“桨轮风轮齿轮”的相互传动形成联合联动的出力态势，并且是由其中的一个“立式桨轮风轮轴”(即主风轮轴)将联合联动风力机形成的动力输出，可见其动力输出与传递结构十分简捷、单一。
此外，立式桨轮风轮的动力输出轴均是以垂直形态设置的，这就为主风轮轴向下延伸将其联合联动动力向下直接传动到地面上或安装平台上，从而使其与在下部设置的提水装置实现上下一体化连接传动设计创造了得天独厚的条件。
发明内容
本发明的目的是提出一种“联合聚风特大功率风力提水机组”全新设计方案，其是由(一)“联合聚风特大功率风力机组”部分；(二)适合于深井提水采用的“多往复式水泵提水装置”和适用于地表(河、湖、海)水面提水采用的“水箱索道循环提水装置”；和(三)通过联合聚风特大功率风力机组向下延长的“主风轮轴”，使上述(一)部分与(二)部分中的两种不同提水装置分别实现连接驱动与配合出力调控的设计方案构成与实现，(本发明提出的特大功率联合聚风风力机组的主体功能结构、出力方式、调控方式等与先前技术方案所描述的内容大致相同，但上述结构设计的改变也引起了联合聚风风力机部分组成结构、名称和功效的相应变化)，下面分别对以上3个结构部分的结构、名称、功效进行具体的描述(一)联合聚风特大功率风力机组结构部分(1)分风式风力机机舱因为“联合聚风特大功率风力提水机组”的提水水泵全部设置在地面[或安装平台]上，因此其没有“联合聚风超大功率风力提水机组”所描述的“分风式风力机”与“分风式风轮机”的类型之分，可全部称为“分风式风力机”，其设计形态、规格与多样化变化是形成本发明“联合聚风风力机组”技术方案与形成功效的核心之一。
分风式风力机的机舱(也可简称为分风机舱)是通过菱形或长菱形分风机舱体实现前后双方向的分风与机舱两侧的相邻聚风；小中型机组采用的分风机舱可将其建成菱形形态(见图示1、2)，大型、巨型机组及采用更大直径的桨轮风轮的风力机则将采用长菱形分风机舱设计形态，并采用将双桨轮风轮进行交错排列设置的形态(见图示12)，其可大幅度减少大直径桨轮风轮对机舱建设面积的需求。
分风机舱的顶部一般设有机舱顶板，其可一同起到固定双桨轮风轮上部轴端、封闭分风机舱、遮风挡雨和使各个机舱聚风斜面顶部连接固定等多重作用；从俯视角度看菱形分风机舱的顶板如同一个菱形体，其左右两侧各有两个聚风斜面，左右两侧聚风斜面的实际交汇点构成分风机舱前后两端的分风角，两侧聚风斜面延伸虚拟交差点附近的机舱底板和顶板上，是桨轮风轮轴的安装处，其双桨轮风轮是以完全横向排列方式安装的。
相同方式观察长菱形分风机舱的顶板和底板(见图示12)，其如同在菱形分风机舱的中间加设了一个长方形的结构体，因此可称其为“长菱形分风机舱”，中间加设的一个长方形结构体是桨轮风轮的安装位置，其安装桨轮风轮轴的位置还可通过在两风力机之间设置的“互连横梁”(见示意图12、13)进行加固加强，“互连横梁”同时可将相邻两风力机及将全部联合并联风力机进行横向连接加固。
长菱形分风机舱的双桨轮风轮是采用错位的布置设置方式，其联合聚风排列后可使在各个分风机舱外部悬空的两个桨轮风轮相邻并列(见示意图12所示)，如果形成“连动风力机组”形态其还将其进行相邻风轮齿轮的配合，实现联合传动形态。
(图示1)和(图示12)为两个极端的分风机舱与桨轮风轮的设置结构举例，即将桨轮风轮完全进行横向排列和相对完全进行纵向排列；此外，其还可采用中间的形态，即将(图示12)的分风机舱宽度加大，将双桨轮风轮的排列形态加横向些。
(2)设有桨叶伸缩调控系统的立式双桨轮风轮设有桨叶伸缩调控系统的立式双桨轮风轮可简单、准确、快速、有效、同步地调控桨轮风轮各个桨叶伸展幅面的大小变化，在机组故障、提水机过载、速度超标、起动时，可通过风轮缩桨减力或附加配合简单的机械制动实现机组在大风力情况下的减力刹车控制，使之得到及时保护，消除自然风力变化对机组稳定运行产生的影响，实现机组出力能力的变化调整；其小、中、大、巨型桨轮风轮可有不同的桨叶伸缩方式与设计结构，以适应不同的出力能力调控与桨轮风轮的规格设计需求。
在分风机舱中部的底板与顶板之间并联设置立式双桨轮风轮，分风机舱的聚风斜面或直面可遮挡住桨轮风轮半部分旋转弧面体，悬空在分风机舱以外的双桨轮风轮桨叶可承接分风机舱联合并列设置后形成的最窄通道内的聚集气流(聚风)，可使其能够按照不同季节的风向变化，来回双向冲击桨轮风轮的外部悬空桨叶，形成最大的转换出力。
桨轮风轮可分为中心大辊筒型(见示意图3所示)、中心中辊筒型和中心小辊筒型等不同的结构设计形态。中心大辊筒型桨轮风轮的中部为大直径圆柱体辊面结构设计，中为中；小为小，后者较少采用。所谓中心大、中、小辊筒型是指其中心辊筒直径相对于桨轮风轮整体直径的规格设计比例而言，其不同的比例关系决定了其可采用的不同缩桨结构与缩桨方式。
在小、中、大中心辊筒的周边均匀分布设有3-6个、大直径风轮可设置6-8个、更大直径可设置8-10个乃至更多个以相同直径方向设置的桨叶，在双桨轮风轮上采用的中心辊筒直径、高度、桨叶设置数量与设计规格相同，为了加强各个桨叶的乘风支撑强度和方便对桨叶进行伸缩调控，在桨轮风轮的纵向中部可间隔均布设置1-多层支撑圆环(或板)。
风力提水机组必须拥有一套控制风轮出力能力的调控系统，用来限制与调控风轮的乘风出力能力和对机组转速变化的调整，与现有机组变桨距操作过程采用的“顺桨”作用目标等效对应，桨轮风轮实现上述相同功效的操作过程叫“缩桨”，即将各个方向的桨轮风轮上的桨叶同时、同速、同位、统一化一的地向中心方向收缩移动，使桨轮风轮上的各个桨叶乘风幅面减小到实现全无；或相同方式实现反方向的伸桨移动调控与位置随时固定。
中心大辊筒型结构可实现“辊内缩桨”操作(见示意图3、5)，即将各方面的桨叶宽幅的绝大部分或是全部收缩进入中心大辊筒内；还可实现“重叠缩桨”操作，即将各个桨叶分为两幅或是三幅，并进行“双叠缩桨”(1/2缩减)，或形成“三叠缩桨”形态(2/3缩桨)；(见示意图4)中心中辊筒型结构可实现“双叠-辊内缩桨”或“辊内双叠缩桨”操作，其为重叠缩桨与辊内缩桨相结合的缩桨形态；“双叠-辊内缩桨”是使其先实现桨叶的双重叠，如果机组出力能力需要其继续进行缩桨，再将已经双重叠的桨叶一同进行辊内缩桨操作；其也可采用相反的“辊内-双叠缩桨”方式，即先使其部分幅面实现辊内缩桨，如果控制系统需要其继续缩桨，再将外露的桨叶进行辊内双重叠缩桨。上述几种缩桨方式与形态可适应多数桨轮风轮规格与中心辊筒直径规格的配合设计。
缩桨与桨轮风轮缩桨减力配合制动，可实现机械制动与桨叶收缩减力配合的机组刹车控制，刹车制动系统可与桨轮轮盘一体化设计；对于一些控制制动需求不大的机组来讲，可完全通过缩桨减力实现制动控制，无需设置复杂的机械制动系统装置。
实现上述各种“缩桨”调控的系统装置叫做“伞式桨叶伸缩控制系统”(可简称为缩桨系统；见示意图3、4、5)，其是由与各个桨叶一体化安装设置的桨叶推拉滑杆和与各个桨叶推拉滑杆连接的伞式推拉杆和与各个伞式推拉杆共同汇集连接于其上的“伞式滑圈”，以及可使伞式滑圈实现上下可控制式移动与位置随时固定操作的伞式滑圈调控装置联合构成；同一组连动风力机组上的双桨轮风轮一般需要同时进行上述相同方式的桨叶伸缩控制；其可由提水机输出功率的反馈信号实现自动控制，或配合必要的手动与电动控制(常规技术)；(3)将相同规格“分风式风力机”进行间隔并列联合设置，形成“联合聚风风力机组”结构部分，其相邻机组之间可产生相互聚风效果；并且可通过采用将“主风轮齿轮”同时与左右若干个“分风式风力机”上的“风轮齿轮”咬合配合，实现一体化联合传动的“连动(联动)风力机组”形态(见示意图12、13所示)。
(4)塔架与互连横梁结构部分通过塔架与基础实现分风式风力机(分风机舱)的高举。
对一个分风机舱的支撑最经济的方法是采用前后2个塔架，也可采用1个塔架实现支撑，对于更高大与更宽大的分风机舱和采用联合一体化传动方式的“连动风力机组”来讲，可采用将整个联合排列的各个机组机舱底板、顶部用1-2个“互连横粱”进行相邻机组之间的串联固定(见示意图12、13)，使其形成相互依靠的、横向一体化的稳定结构体；互连横梁可与分风机舱低部的加强横梁形成“十字形”一体化结构体，还可在“互连横粱”上设置风力机机械制动系统，其刹车制动装置与方法可采用气动、液压、电磁、手动等方式或其结合，采用最简单的方式即可，有些还可不设置。
(二)适合于深井提水采用的“多往复式水泵提水装置”和适用于地表(河、湖、海)面提水采用的“水箱索道循环提水装置”结构部分(1)多往复式水泵提水装置——其主要适合于深井提水采用(见示意图2、7、8、9、10所示)，比较“水箱索道循环提水装置”其整体结构简单，因此也可用于地面提水采用，但其提水能力不及后者；“多往复式水泵提水装置”是通过1-多个小传动齿轮带动1-多个往复式水泵、或是通过1-多个小链轮带动1-多个往复式水泵，并与主风轮轴所驱动的大齿轮盘、或大链轮盘形成传动配合后形成；或是通过1-多弯曲曲轴，带动1-多个往复式水泵形成出力能力的多梯级大幅度调整变化；其适合进行深井提水，可安装在地面或安装在井口上设置的安装平台上；本发明最终目的是将联合聚风特大功率风力机形成的动力进行输出，并以尽可能多的方式与结构与提水装置进行多种动力传输方式的配合；同时可形成不同的出力能力的梯级巨大差距变化和及时方便的适应调控，这对于风力提水机组、尤其是对于大功率风力提水机组具有特别重要的效益形成作用，其可充分利用微风，又可在强风时间大幅度提高机组出力能力，而这一目标的实现只是配合增加了1-多个往复式水泵。
本发明提出的“多往复式水泵提水装置”配合方式可以采用1.采用在同一传动大齿轮盘上再一同并列设置一个或多个往复式水泵进行出力能力的多梯级大幅度调整变化；(即由1个大齿轮轮盘承接输出的联合聚风风力机的联合联动动力，同时使其配合带动1-多个小齿轮轮盘及小齿轮轮盘配合的活塞连杆的传动方式，小齿轮轮盘可与大齿轮轮盘方便实现滑动咬合与分离，或可采用将活塞连杆与小齿轮轮盘的方便连接与分离方式实现相同调控目标；(如图7、8所示))；2.采用曲轴与1-多个往复式水泵活塞连杆进行配合的结构与动力输出方式(图9示)；3.采用由1-多层大直径链条轮盘输出动力，配合带动1-多个小链条轮盘及其活塞连杆的传动的方式(如其示意图10所示)。
(其采用大齿轮盘、或曲轴、或链轮的经济性差别是后者设备更加轻巧、简单、低价)。
(2)水箱索道循环提水装置——其适用于地表(河、湖、海)水面提水采用(见示意图11、13所示)，其是由索道循环滑轨、钢丝绳、串联提水箱、主风轮轴驱动旋转的大链轮盘、水下反转轮、卸水平台、输水管等主要功能部件构成。
一般情况下将其以斜坡形态设置在提水水源的水下与依提水高度设计的卸水平台之间，并将联合聚风风力机组产生的联合联动动力由“主风轮轴”向下延伸完成对提水装置大链轮盘的连接驱动后实现。水箱索道循环提水装置调控出力能力的方式可采用方便增加与减少其悬挂的串联提水箱数量的方式实现。
(三)通过延长的“主风轮轴”连接传动，使(一)、(二)部分实现连接传动与配合调控的结构部分本发明通过将可实现联合联动动力输出的“主风轮轴”向下延伸，将联合聚风风力机组产生的联合动力直接传递到“多往复式水泵提水装置”或“水箱索道循环提水装置”主驱动轮盘的驱动完成特大功率风力提水机组的设计目的。
本发明提水机组实现多级出力能力设计目标的理由有二1.由风力特性决定设置一个更大的往复式水泵不如设置1个以上合计功率相同的往复式水泵进行组合安装，后者可通过1个以上往复式水泵的设置方式，简单方便地形成机组出力能力调控的梯级巨大变化，方便扩大机组的用风强度范围和用风的季节时间范围；2.可使联合机组实现出力能力的梯级调控与桨叶伸缩操作系统出力能力调控的配合在提水机组设置数量形成的梯级出力能力范围内进行桨叶伸缩的微调，当处于梯级交汇处时，风力再大机组不一定要进行缩桨操作，而是要提高往复式水泵的设置数量，并同时进行伸桨操作增加热量提供；反之风力再小，伸桨已到尽头没有作用，可减少提水系统往复式水泵的设置数量；上述传动结构控制方式可采用传感器自动控制，实现完全自动化控制或与手动控制配合。
形成优势本发明采用的联合聚风风力机的桨轮风轮有随风力方向来回变化旋转方向的特点，但其采用的“多往复式水泵提水装置”和“水箱索道循环提水装置”对风向改变无调控的需求，因此无须调控，使用十分方便。
本发明采用的“多往复式水泵提水装置”和“水箱索道循环提水装置”没有严格的设备运行频率调控要求，并且可以通过其自动增加(减少)提水装置形成的提水量的方式，自动抵消过大风力能量的自动调控能力，并且可通过联合聚风特大功率风力机组的“伞式桨叶伸缩控制系统”(可简称为缩桨系统)进行风力机的方便、及时、大幅度出力能力调控，因此直接用该风力机驱动上述提水装置具有诸多应用优势。
联合聚风特大功率风力机的设计形态为“联合聚风特大功率风力提水机组”的产生提供了基础条件，使“联合聚风特大功率风力提水机组”通过简捷的传动轴下向延长设置结构取代了先前超大功率机组高空大面积安装提水装置所需要建设的高空安装平台，从而使特大功率风力提水机组的设计结构简化、轻化、理想化。在地面上或安装平台上设置“多往复式水泵提水装置”更可为特大功率提水机组提供稳固的安装基础和广泛的安装空间；结合“联合聚风风力机组”独创发明技术综合优势群的共同作用，其可使风力提水真正进入大规模实效性推广应用阶段，成为风能丰富地区重要提水方式之一，可广泛用于水产、海水养殖、制盐、深井提水、农田灌溉等领域，可减少电力与燃油的大量消耗。
下面结合示意图说明“联合聚风特大功率风力提水机组”的创新功能结构和其作用效果。
图1是“联合聚风特大功率风力提水机组”的俯视宏观示意图，其为菱形分风机舱与桨轮风轮配合结构的中部横剖面俯视示意图，表示该机组是由多个“分风式风力机组”联合并列设置构成，……和箭头表示，并列可持续延长、延多与其一体化联合连动设置的“分风式风力机组”，提高其联合出力能力。
图2是“多往复式水泵提水装置”设在地面的菱形特大功率风力提水机组侧视宏观示意图。
图3是立式桨轮风轮辊内缩桨式缩桨过程的俯视结构示意图。
图4是“重叠缩桨”式伞式桨叶伸缩调控系统伸桨与缩桨的形态变化示意图。
图5是伞式桨叶伸缩调控系统“辊内缩桨”形态的风轮径向剖面结构示意图。
图6是分风机舱内部两个并列风轮齿轮之间相互咬合实现一体化联动形态的示意图。
图7是使“四往复式水泵提水装置”设置在地面井口上的安装平台上，并将吸水管进入深井内进行高扬程提水，并由联合聚风风力机向下延长的“主风轮轴”进行连接传动形成的特大功率提水机组侧视结构示意图。
图8[图7]表示的由四个往复式水泵配合形成的“多往复式水泵提水装置”的俯视示意图。
图9是采用曲轴与2个往复式水泵进行一体化连接配合的系统结构示意图。
图10是采用由2层大直径链条轮盘输出动力，配合带动2个小链条轮盘及往复式水泵活塞连杆传动方式的结构示意图。
图11是适用于地表(河、湖、海)水面提水的、斜坡形态设在水面下与卸水平台之间的“水箱索道循环提水装置”的俯视形态示意图及其携带的运行提水箱的形态示意图。
图12是大直径桨轮采用的长菱形分风式风力机的俯视示意图。
图13是由各分风式风力机组联合并列设置的“联合聚风特大功率风力提水机组”的迎风面(主视)的宏观示意图及在其主风轮轴向下延伸连接传动的“适用于地表河、湖、海水面提水的、设置在水面下与卸水平台之间的“水箱索道循环提水装置”的形态侧视示意图。
图1中1.桨轮风轮；2.分风机舱聚风斜面；3.风力方向。
图2中4.桨轮辊；5.风轮桨叶；6.分风机舱聚风斜面；7.分风机舱机舱顶板；8.向下延伸的主风轮轴；9.覆盖“多往复式水泵提水装置”的设备间；10.塔架；11.地面。
图3中12.桨叶推拉杆滑道；13.缩桨过程中的桨叶；14.中心辊筒。
图4中15.桨叶推拉滑杆；16.伞式推拉杆；17.双叠式活动外桨叶；18.中心小辊筒；19.双叠缩桨滑道；20.伞式滑圈。
图5中21.中心大辊筒(剖面)；22.桨叶推拉杆滑道；23.缩入的桨叶；24.伞式推拉杆；25.伞式系统驱动装置与制动装置；26.驱动器与制动器支撑体(或称伞式滑圈行程定位架；27.与桨轮风轮相互连接的风轮齿轮；28.伞式滑圈(其为一体化设计形态)；29.桨叶推拉滑杆及推拉杆滑道。
图6中30.风轮大齿轮盘；31.轮盘架；32.桨轮风轮轴。
图7中33.桨轮风轮；34.分风机舱；35.塔架；36.主风轮轴；37.与主风轮轴连接、与往复式水泵齿轮配合的细齿大齿轮盘；38.设备间外壳；39.往复式水泵；40.在井口上设置安装平台；41.往复式水泵吸水管；42.深井内壁。
图8中43.往复式水泵移动滑轨；44.设备间外壳；45.往复式水泵传动轮；46.往复式水泵；47.细齿大齿轮盘；48.主风轮轴(剖面)。
图9中49.主风轮轴；50.设备间外壳；51.曲轴；52.往复式水泵连杆；53.往复式水泵；54.地面安装基础。
图10中55.大链轮盘；56.小链轮盘；57.链条；58.往复式水泵。
图11中59.水箱索道循环提水装置水下(或水面)反转轮；60.反转轮轴；61.钢丝绳(或链条)；62.钢丝绳水平状态导轮；63.提水扬程卸水平台；64.主风轮轴驱动旋转的大链轮盘；65.提水导管；66.提水箱提杆；67.提水箱载水与倾斜卸水；68.提水箱前进方向；69.提水箱卸水挡。
图12中70.分风机舱分解的风力；71.桨轮与桨轮轴；72.风力方向；73.互连横梁；74.分风机舱。
图13中75.上互连横梁；76.桨轮风轮桨叶；77.桨轮辊；78.分风机舱分风角分解的风力；79.桨轮轴；80.互联横梁；81.主风轮轴向下输出动力；82.提水提升高地；83.提水卸出并输水；84.卸水平台；85.主风轮轴驱动旋转的大链轮盘；86.钢丝绳水平状态导轮；87.串联提水箱；88.提水河、海涨潮与落潮差距；89.索道循环滑轨、钢丝绳；90.水箱索道循环提水装置水下(或水面)反转轮；91.提水机取河、湖、海水面。
运行方式本发明对“联合聚风特大功率风力提水机组”主要创新运行方法的描述是将多个“分风式风力机”进行间隔并列联合设置，使相邻风力机间悬空于分风机舱外部的桨轮风轮桨叶的旋转弧面的最外边对接靠近，使相同一组“连动风力机组”上的风轮齿轮形成相互配合连动传动的结构，使之形成“联合聚风风力机组”的设计形态；由1个“联合聚风风力机组”所形成的联合风力出力可由其“主风轮轴”集中向下延伸传动到在地面上或在安装平台上设置的“多往复式水泵传动系统”上形成提水出力能力与配合的梯级出力能力调控，或将“主风轮轴”集中向下延伸传动的出力与“多往复式水泵与一体化传动与分离系统”连接配合，实现在微风与无风的情况下用电力电动机进行辅助推动提水系统运行，实现用同一提水系统安装装置实现全天候运行调控的目标；或与城市锅炉供暖系统连接，实现风力与锅炉供暖方式的时间互补，也可选择在无风、微风的暂短时段用电热器等常规简单的辅助供暖方式进行应用互补。
权利要求
1.一种“联合聚风特大功率风力提水机组”，其特征在于其是由(一)“联合聚风特大功率风力机组”部分；(二)适合于深井提水采用的“多往复式水泵提水装置”和适用于地表(河、湖、海)水面提水采用的“水箱索道循环提水装置”；和(三)通过联合聚风特大功率风力机组向下延长的“主风轮轴”，使上述(一)部分与(二)部分中的两种不同提水装置分别实现连接驱动与配合出力调控的设计方案构成与实现，对以上3个结构部分的结构、名称、功效进行具体的描述是(一)联合聚风特大功率风力机组结构部分(1)分风式风力机机舱“联合聚风特大功率风力提水机组”的风力机全部称为“分风式风力机”，其机舱(分风机舱)是通过菱形或长菱形分风机舱体实现前后双方向的分风与机舱两侧的相邻聚风；小中型机组采用的分风机舱可将其建成菱形形态，大型、巨型机组及采用更大直径的桨轮风轮的风力机则将采用长菱形分风机舱设计形态，并采用将双桨轮风轮进行交错排列设置的形态；分风机舱的顶部一般设有机舱顶板，菱形分风机舱左右两侧各有两个聚风斜面，左右两侧聚风斜面的实际交汇点构成分风机舱前后两端的分风角，两侧聚风斜面延伸虚拟交差点附近的机舱底板和顶板上，是桨轮风轮轴的安装处；长菱形分风机舱的顶板和底板，其如同在菱形分风机舱的中间加设了一个长方形的结构体，因此可称其为“长菱形分风机舱”，中间加设的一个长方形结构体是桨轮风轮的安装位置，其安装桨轮风轮轴的位置还可通过在两风力机之间设置的“互连横梁”进行加固加强，“互连横梁”同时可将相邻两风力机及将全部联合并联风力机进行横向连接加固。长菱形分风机舱的双桨轮风轮错位布置，其联合聚风排列后可使在各个分风机舱外部悬空的两个桨轮风轮相邻并列，如果形成“连动风力机组”形态其还将其进行相邻风轮齿轮的配合，实现联合传动形态；(2)设有桨叶伸缩调控系统的立式双桨轮风轮设有桨叶伸缩调控系统的立式双桨轮风轮可简单、准确、快速、有效、同步地调控桨轮风轮各个桨叶伸展幅面的大小变化，在机组故障、提水机过载、速度超标、起动时，可通过风轮缩桨减力或附加配合简单的机械制动实现机组在大风力情况下的减力刹车控制，实现机组出力能力的变化调整；其小、中、大、巨型桨轮风轮可有不同的桨叶伸缩方式与设计结构；在分风机舱中部的底板与顶板之间并联设置立式双桨轮风轮，分风机舱的聚风斜面或直面可遮挡住桨轮风轮半部分旋转弧面体，悬空在分风机舱以外的双桨轮风轮桨叶可承接分风机舱联合并列设置后形成的最窄通道内的聚集气流(聚风)，可使其能够按照不同季节的风向变化，来回双向冲击桨轮风轮的外部悬空桨叶，形成最大的转换出力；桨轮风轮可分为中心大辊筒型、中心中辊筒型和中心小辊筒型等不同的结构设计形态；中心大辊筒型桨轮风轮的中部为大直径圆柱体辊面结构设计，中为中；小为小；在小、中、大中心辊筒的周边均匀分布设有3-6个、大直径风轮可设置6-8个、更大直径可设置8-10个乃至更多个以相同直径方向设置的桨叶，在双桨轮风轮上采用的中心辊筒直径、高度、桨叶设置数量与设计规格相同，为了加强各个桨叶的乘风支撑强度和方便对桨叶进行伸缩调控，在桨轮风轮的纵向中部可间隔均布设置1-多层支撑圆环(或板)；桨轮风轮实现出力能力调控的操作过程叫“缩桨”，即将各个方向的桨轮风轮上的桨叶同时、同速、同位、统一化一的地向中心方向收缩移动，使桨轮风轮上的各个桨叶乘风幅面减小到实现全无；或相同方式实现反方向的伸桨移动调控与位置随时固定；可采用“辊内缩桨”、“重叠缩桨”、“双叠缩桨”、“三叠缩桨”、“双叠-辊内缩桨”或“辊内-双叠缩桨”等操作，上述几种缩桨方式与形态可适应多数桨轮风轮规格与中心辊筒直径规格的配合设计；缩桨与桨轮风轮缩桨减力配合制动，可实现机械制动与桨叶收缩减力配合的机组刹车控制，刹车制动系统可与桨轮轮盘一体化设计；对于一些控制制动需求不大的机组可无需设置机械制动系统装置；实现“缩桨”调控的系统是“伞式桨叶伸缩控制系统”，其是由与各个桨叶一体化安装设置的桨叶推拉滑杆和与各个桨叶推拉滑杆连接的伞式推拉杆和与各个伞式推拉杆共同汇集连接于其上的“伞式滑圈”，以及可使伞式滑圈实现上下可控制式移动与位置随时固定操作的伞式滑圈调控装置联合构成；同一组连动风力机组上的双桨轮风轮一般需要同时进行上述相同方式的桨叶伸缩控制；其可由提水机输出功率的反馈信号实现自动控制，或配合必要的手动与电动控制(常规技术)；(3)将相同规格“分风式风力机”进行间隔并列联合设置，形成“联合聚风风力机组”结构部分其相邻机组之间可产生相互聚风效果；并且可通过采用将“主风轮齿轮”同时与左右若干个“分风式风力机”上的“风轮齿轮”咬合配合，实现一体化联合传动的“连动(联动)风力机组”形态；(4)塔架与互连横梁结构部分通过塔架与基础实现分风式风力机(分风机舱)的高举；对一个分风机舱的支撑最经济的方法是采用前后2个塔架，也可采用1个塔架实现支撑，对于更高大与更宽大的分风机舱和采用联合一体化传动方式的“连动风力机组”来讲，可采用将整个联合排列的各个机组机舱底板、顶部用1-2个“互连横粱”进行相邻机组之间的串联固定，使其形成相互依靠的、横向一体化的稳定结构体；还可在“互连横粱”上设置风力机机械制动系统；(二)适合于深井提水采用的“多往复式水泵提水装置”和适用于地表(河、湖、海)面提水采用的“水箱索道循环提水装置”结构部分(1)多往复式水泵提水装置——其主要适合于深井提水采用，其是通过1-多个小传动齿轮带动1-多个往复式水泵、或是通过1-多个小链轮带动1-多个往复式水泵，并与主风轮轴所驱动的大齿轮盘、或大链轮盘形成传动配合后形成；或是通过1-多弯曲曲轴，带动1-多个往复式水泵形成出力能力的多梯级大幅度调整变化；其适合进行深井提水，可安装在地面或安装在井口上设置的安装平台上，“多往复式水泵提水装置”配合方式可以采用1.采用在同一传动大齿轮盘上再一同并列设置一个或多个往复式水泵进行出力能力的多梯级大幅度调整变化；2.采用曲轴与1-多个往复式水泵活塞连杆进行配合的结构与动力输出方式；3.采用由1-多层大直径链条轮盘输出动力，配合带动1-多个小链条轮盘及其活塞连杆的传动的方式；(2)水箱索道循环提水装置——其适用于地表(河、湖、海)水面提水采用，其是由索道循环滑轨、钢丝绳、串联提水箱、主风轮轴驱动旋转的大链轮盘、水下反转轮、卸水平台、输水管等主要功能部件构成；一般情况下将其以斜坡形态设置在提水水源的水下与依提水高度设计的卸水平台之间，并将联合聚风风力机组产生的联合联动动力由“主风轮轴”向下延伸完成对提水装置大链轮盘的连接驱动后实现；水箱索道循环提水装置调控出力能力的方式可采用方便增加与减少其悬挂的串联提水箱数量的方式实现；(三)通过延长的“主风轮轴”连接传动，使(一)、(二)部分实现连接传动与配合调控的结构部分本发明通过将可实现联合联动动力输出的“主风轮轴”向下延伸，将联合聚风风力机组产生的联合动力直接传递到“多往复式水泵提水装置”或“水箱索道循环提水装置”主驱动轮盘的驱动完成特大功率风力提水机组的设计目的。
全文摘要
一种“联合聚风特大功率风力提水机组”，其是将适用于深井提水的“多往复式水泵提水装置”设在地面或井口的安装平台上；将适用于地表河、湖、海水面提水的“水箱索道循环提水装置”以斜坡形态设在水面下与高处卸水平台之间，并将联合聚风风力机组产生的联合联动动力由“主风轮轴”向下延伸完成对不同提水装置的驱动；与前比较，其消除了限制机组实现更大功率的技术瓶颈，结构更加简捷、高效、适用，结合“联合聚风风力机组”独创发明技术综合优势群的共同作用，其可使风力提水真正进入大规模实效性推广应用阶段，成为风能丰富地区重要提水方式之一，可广泛用于水产、海水养殖、制盐、深井提水、农田灌溉等领域，减少电力与燃油的大量消耗。
文档编号F03D9/00GK101046189SQ20071009865
公开日2007年10月3日 申请日期2007年4月24日 优先权日2007年4月24日
发明者陈晓通 申请人:陈晓通