专利名称：立轴巨能与聚能风力发电机组的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种新型立轴风力发电机组，尤其是采用对风导轨盘控制结构实现空前巨能 出力能力设计的立轴风力发电机组及其联合聚能机组。
背景技术：
发展风电的关键是发展风电设备，发展风电设备的关键是发展设备类型。通过风电设备 种类多样化开发设计的途径，可突破现有类型风电机组长期积累形成的技术瓶颈、能力极限、 国外专利壁垒，可颠覆以现有类型风电设备为基础形成的风能储备、开发空间、采风方式、 效益评价、使用年限以及工艺材料、部件加工、生产设备、勘测设计、运输建设、应用管理 等多数现有成套理论的基础，可实现大规模跨越式发展，可最大限度地满足不同类型用户与 不同建设地点的特殊需求，从而形成最佳适应、最佳适用、最佳效益的获得，是风电产业高 效、便捷、廉价的发展捷径。
随着优势高效巨能风力发电机组发明创新技术的持续推出，也使风电建设进入了设备选 型时代。不同建设区域、不同地理状况、不同风向状况、不同建设规模、不同投资数额、不 同气候特征、不同要求标准、不同需求目标下，均已大致具备了优化选择不同类型风电机组 的条件，因此可说风电设备的多样化开发与其应用是最大概念的技术创新；是最高成效的 发展模式。
目前推荐采用的中国发明专利风电机组创新机型有可实现超高空广泛建设的飘飞风 力发电机组;适合在定向风力地区实现空前巨大出力能力设计的联合聚风风力发电机组; 适合在海上与陆地平川等区域建设大中小规模风电场的多形态巨能风力发电机组；可适 合在较弱风力地区与条件下建设中小型具有高效采风聚风能力与适应性变化的多风轮机械 聚能风力发电机组;可实现风电全新输送与生产方式的巨能风力热泵与热电厂联产系统。
然而，我国的山区众多，绝大多数山顶均拥有长期稳定与巨大的风能资源，迫切需要形 成最适合其需要的风电设备种类进行广泛开发。山顶风能资源的显著特征是:风向经常变化; 建设安装地点的面积有限且分散不规则，不能采用稀疏采风风电机型占用其十分有限的可建 设空间；还有装备运输建设困难，难于采用大型机械施工设备进行大规模基础开挖，因此其 风电设备在实现特大功率出力的同时，还不能形成过大的风力对机组推力的负荷，机组塔架 高度利用应该充分等，显然当前尚缺少最佳适合在山顶建设巨能风电采用的风电机型提供选 择。
立轴式风力发电机组在山顶建设具有其它类型机组形态无法替代的可满足上述要求的 独特优势，其结构简单，立点单一，塔架高度利用充分。但是现有的立轴式风电机组及其风 力机均难于实现巨能设计，因此难于形成巨大效益应用，难于满足山顶建设应用需求。
现有的立轴式风电机组风力机难于实现巨能出力能力设计的主要原因是其围绕立轴 旋转的旋转风力板没有风力方向的确定设计，均是采用类似气象台测风用的勺形、A形等顺 风与逆风方向配合旋转的结构，使其迎风一边的出力大于逆风回转一边的出力，从而形成无 论任何迎风方向的全风向转动，但其逆风回转一侧同样具有较大的迎风阻力，因此其能实现 回转的条件只因没有带上负荷或是携带很小，其可由于电灯照明等微小发电需求领域采用。
还有是采用在围绕立轴旋转风力板上排列叶片，在其迎风时形成逆风封闭状态，到达顺 风面一侧自然被吹起的设计，但是其形态笨重，风力不大时难于用风力吹起回转一侧的叶片， 主动控制能力不高，使其难于有效应用。还有是通过立轴内部设置的机械旋转装置驱动在旋 转风力板上排列叶片封闭与开启的设计，但是其只能够实现由2个旋转风力板形成一字对称
型的设计，难于形成同时对3-8个旋转风力板同时进行驱动，而4-8个旋转风力板的共同设 计是高效充分采风实现巨能出力设计的必要条件。
发明内容
本发明的目的是提供一种全新结构与作用方式的立轴式风力发电机组——立轴巨能风 力发电机组与立轴巨能聚能风力发电机组(名称简称立轴巨能与聚能风力发电机组)，其 立轴巨能风力发电机组可实现立轴风力机巨大出力能力设计且可形成梯级出力能力与调控； 其立轴巨能聚能风力发电机组可将多个立轴巨能风力机联合实现共同出力的一体化设计。 本发明提供的立轴巨能风力发电机组的结构包括在立轴巨能风力机的中部设置立轴，立轴 的下部可同时视作机组的塔架，因此立轴与塔架可实现一体化设计，在立轴的上部设有围绕 其旋转的旋转风力板，其多数采用3-4个旋转风力板均匀分布于立轴的周边，特大直径机组 旋转风力板采用5-8个均匀分布形态，在各个旋转风力板上排列设置若干个或众多个可通过
推拉方式一同实现折叠与伸展，或是一同实现展开与重叠的推拉式迎风逆变板，其多数采用 纵向排列设计，在旋转风力板的中心围绕立轴设有能够通过其实现旋转风力板上迎风逆变板 定向定位时刻折叠-伸展的对风导轨盘，其形态是由一侧小于标准圆盘的凹形半圆盘形态的 设计，或是采用一侧大于标准圆盘的凸形圆盘形态的设计，其凹凸圆盘小于或大于标准圆盘 的规格尺寸差距与迎风逆变板实现折叠与伸展或实现展开与重叠所需的推拉距离需求相同， 在对风导轨盘的边沿一侧设有导轨并且与滚动轮配合设置实现滚动轮的定位运行，迎风逆变 板的推拉杆或推拉绳与滚动轮轮轴配合连接，在推拉杆或推拉绳上设置推拉弹簧或由悬挂的 重物拉动实现其被对风导轨盘推拉后的状态自动回复驱动，从而实现通过对风导轨盘的方向
变化确定旋转风力板的迎风出力方向，通过滚动轮及其带动的推拉杆围绕对风导轨盘 的转动，实现周期性旋转与准确定向定位推拉迎风逆变板使其形态周期性变化的操作，实现 在迎风方向时迎风逆变板准确完全封闭大面积状态的采风，在运行到逆风方向时迎风逆变板 准确完全敞开基本无阻力地泻风回转的运行操作，在一个较高设计的旋转风力板上分布设置 若干个对风导轨盘实现上中下共同驱动。
通过上述过程形成的风力机的出力通过风轮齿轮与传动齿轮或齿轮组以及传动轴的配 合,将风轮出力传递到在旋转风力板下部或在地面设置的发电机或多发电机系统上实现发电 能力与出力能力的梯级调控；其对风导轨盘的方向变化是以风向标为传感器传递信号，由其 控制实现自动化调控驱动，或配合人工驱动的方式控制调控。
本发明提出的立轴巨能聚能风力发电机组是由多个立轴巨能风力机排列联合设置，然后 通过在各个立轴巨能风力机传动轴下端设置的斜齿轮与纵向方向设置的聚能传动齿轮的配 合将各个立轴巨能风力机上形成的出力汇集到聚能传动轴上，通过其与发电机或多发电机系 统配合形成。
本发明立轴巨能风力发电机组采用的创新结构首次将立轴风力机的运行方式引入风力 方向的确定与位置调控的方式，从而可使旋转风力板实现全封闭采风与超低阻力回转的运 行，形成空前巨大的出力能力设计，因为大直径风轮的周期性旋转速度较慢且能够实现特大 功率设计，而对风导轨盘与滚动轮和推拉杆的控制结构又适合在较慢运行速度下稳定工作， 且其风力推动形成的出力基本全部由距离立轴较远的旋转风力板形成的旋转形态的出力所 消耗，因此风力对于机组塔架形成的推动负荷力很小，这尤其适合机组高大稳定建设，因此 拥有三个适合巨能设计目标条件。
其采用的多发电机系统及其下部建设方式更加方便安装管理维护；其采用的传动系统结 构可实现较高传动比的设计变化，从而一同实现发电机需要的转速过度，其采用的多发电机 系统可实现不同风力条件下的出力能力梯级调控；其还可采用通过远程控制实现旋转风力板 上迎风逆变板全部敞开的操作，实现抵抗台风冲击的变化。
其设备构成结构简单，方便山顶高空分散运输；其采风面积巨大，因此尤其适合在山顶 建设采用，其同时也适合在海岛、海上建设风电机组采用。
本发明提出的立轴巨能聚能风力发电机组首次将立轴风电机组实现多机组串联一体化 聚能设计，因此可更加容易地实现更为巨大的单机出力能力设计水平。
图l是立轴巨能风力发电机组的主视结构示意图。
图2是对风导轨盘与滚动轮和驱动迎风逆变板的推拉杆配合的形态示意图。
图3是波浪形迎风逆变板实现折叠与伸展的形态变化示意图，其中图3 (a)是展开形 态与过程的示意图；图3 (b)是折叠形态的示意图。
图4是推拉式迎风逆变板实现展开与重叠的形态变化示意图，其中图4 (a)是展开形 态的示意图；图4 (b)是重叠形态的示意图。
图5是由两个旋转风力板交叉形成的立轴巨能风力发电机组的俯视结构示意图。，
图6是由四个立轴巨能风力机形成的立轴巨能聚能风力发电机组的示意图。
图示标记总揽l.立轴；2.塔架；3.旋转风力板；4.迎风逆变板；5.对风导轨盘 6.滚动轮；7.推拉杆；8.风轮齿轮；9.传动齿轮；10.传动轴；ll.多发电机系 统；12.立轴巨能风力发电机组；13.斜齿轮；14.聚能传动齿轮；15.聚能传动轴； 16.齿轮机箱。
具体实施例方式
结合(示意图1、 2、 5)可见，立轴巨能风力发电机组在迎风工作时首先需要测定风力 方向，然后按照风力方向确定调整对风导轨盘5的凹部方向，使其在各个旋转风力板3的运 行位置到达时使其上的迎风逆变板4因为滚动轮6与推拉杆7的配合驱动实现封闭，而对风 导轨盘5的凸部方向则可使旋转风力板3的运行位置到位后展开，其通过安装的推拉弹簧实 现复位，其接近顺风迎风角度时迎风逆变板逐渐展开，到达垂直风力方向后逐渐收缩。
通过上述过程实现旋转风力板因为风力驱动的持续旋转运行，其形成的风力推动旋转机 械出力由旋转风力板带动在其下部与其一体化连接设置的风轮齿轮8旋转，并且带动传动齿 轮9与传动轴IO旋转，通过传动轴的传动直接驱动发电机，或驱动多发电机系统11的齿轮 盘旋转，使其共同驱动2-多个发电机形成与风力强度变化的梯级出力能力的适应性调控。
本发明提供的迎风逆变板的设计形态在实现相同功能的情况下可实现多样化形态设计， 示意图(图3、图4)所示结构可视为常用选择与形态选择举例。
结合示意图(图6)可见，立轴巨能聚能风力发电机组是由2-多个立轴巨能风力机12 串联形成，其通过在各个立轴巨能风力机传动轴10下端设置的斜齿轮13与纵向方向设置的 聚能传动齿轮14的配合，将各个立轴巨能风力机上形成的出力汇集到聚能传动轴15上，通 过其与发电机或多发电机系统11配合共同形成。
权利要求
1、一种立轴巨能风力发电机组，其特征在于其在立轴巨能风力机的中部设置立轴(1)，立轴的下部可同时视作机组的塔架(2)，在立轴的上部设有围绕其旋转的旋转风力板(3)，其多数采用2-4个旋转风力板均匀分布于立轴的周边，特大直径机组旋转风力板采用5-8个均匀分布形态，在各个旋转风力板上排列设置若干个或众多个可通过推拉方式一同实现折叠与伸展，或是一同实现展开与重叠的推拉式迎风逆变板(4)，在旋转风力板的中心围绕立轴设有能够通过其实现旋转风力板上迎风逆变板定向定位折叠-伸展的对风导轨盘(5)，对风导轨盘的形态是由一侧小于标准圆盘的凹形半圆盘形态的设计，或是采用一侧大于标准圆盘的凸形圆盘形态的设计，其凹凸圆盘小于或大于标准圆盘的规格尺寸差距与迎风逆变板(4)实现折叠与伸展或实现展开与重叠所需的推拉距离需求相同，在对风导轨盘的边沿一侧设有导轨并且与滚动轮(6)配合设置实现滚动轮的定位运行，迎风逆变板的推拉杆(7)或推拉绳与滚动轮轮轴配合连接，在推拉杆或推拉绳上设置推拉弹簧或由悬挂的重物拉动实现其被对风导轨盘推拉后的状态自动回复驱动；通过上述过程形成的风力机的出力通过风轮齿轮(8)与传动齿轮(9)以及传动轴(10)的配合，将风轮出力传递到在旋转风力板下部或在地面设置的发电机或多发电机系统(11)上实现发电与梯级出力能力调控；其对风导轨盘的方向变化是以风向标为传感器传递信号，由其控制实现自动化调控驱动，或配合人工驱动方式控制调控。
2、 一种立轴巨能聚能风力发电机组，其特征在于其是由多个立轴巨能风力机(12) 排列联合设置，然后通过在各个立轴巨能风力机传动轴(10)下端设置的斜齿轮(13)与纵 向方向设置的聚能传动齿轮(14)的配合，将各个立轴巨能风力机上形成的出力汇集到聚能 传动轴(15)上，通过其与发电机或多发电机系统配合形成。
全文摘要
一种立轴巨能风力发电机组，其由立轴、旋转风力板、迎风逆变板、对风导轨盘形态等主要结构构成，其可实现立轴风力机巨大出力能力设计且梯级出力能力与调控；由多个立轴巨能风力机排列串联实现联合动力输出共同与多发电机系统配合构成立轴巨能聚能风力发电机组；其首次将立轴风力机的运行方式引入风力方向的确定与调控控制结构，可使旋转风力板实现全封闭采风与超低阻力回转的运行，从而形成空前巨大的出力能力设计，其还可采用通过远程控制实现旋转风力板上迎风逆变板全部敞开的操作，实现抵抗台风冲击的优势效果；其设备构成结构简单，方便山顶分散运输；其采风面积巨大，尤其适合在山顶建设采用，同时也适合在海岛、海上建设风电机组采用。
文档编号F03D3/02GK101363408SQ200810119728
公开日2009年2月11日 申请日期2008年9月8日 优先权日2008年9月8日
发明者陈晓通 申请人:陈晓通