专利名称：自升塔架导流体风力发电设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种风力发电设备，尤其是自升塔架导流体风力发电设备。
背景技术：
环境保护要求采用清洁的再生能源，风力发电得到世界各国的重视。现有 的风力发电设备一般都是采用尺寸庞大的螺旋桨风动机结构，要求通过固定塔 架将风力发电主要设备架设到塔架顶部空中。但是强度和造价限制了塔架高 度，使风能利用受到限制。其庞大复杂的机电设备造成制造、安装和维修的困 难。
发明内容
为了解决上述风力发电设备存在的问题，本实用新型提出一种自升塔架导 流体风力发电设备，克服高度限制，充分利用受高度影响的风能。
为达到上述目的，实用新型提供的自升塔架导流体风力发电设备，其特征 是，包括风力发电装置、外导流体及自升塔架，该自升塔架分段组装而成，该 外导流体固定在自升塔架的顶端，该风力发明装置设置于该外导流体内部。
上述自升塔架导流体风力发电设备，其特征是，所述外导流体的外形为流 线型薄壳轻体结构，内层为内悬吊辐条支撑结构，该外流体通过内悬吊辐条支 撑结构与内部的收縮导流进气管、直线导流管、扩散导流排气管连接成一轻体 的整体结构，其中风力发电装置设置在该直线导流进气管内，位于该外导流体 的中心位置。
上述自升塔架导流体风力发电设备，其特征是，还包括设置于自升塔架底 部地面的基础机房，该基础机房内设置有实现自升塔架组装/拆卸的顶升设备 和输变电控制设备。
上述垂直所述自升塔架导流体风力发电设备，其特征是，所述顶升设备包 括柱塞油缸、垂直导向滑道、弹性导向柱头、液力抽插托销，该垂直导向滑 道固定在地面工作平台的支架上，所述柱塞油缸设置在垂直导向滑道内的底 部，所述弹性导向柱头设置在该柱塞油缸顶部；该液力抽插托销穿设于工作平台的支架上。
上述自升塔架导流体风力发电设备，其特征是，所述风力发电装置为涡轮 风力发电装置，该涡轮风力发电装置包括前端的头部导流体，后端的尾部导流 体以及中间依次固定连接在涡轮轴上的涡轮盘体和发电机，所述涡轮盘体周边 有多个涡轮叶片。
上述自升塔架导流体风力发电设备，其特征是，在所述扩散导流排气管的 上设有排气孔，所述外导流体设有尾翼。
上述自升塔架导流体风力发电设备，其特征是，所述外导流体的下方，自 升塔架的顶端设置有用于实现外导流体随风旋转的滚道迴转装置。
上述自升塔架导流体风力发电设备，其特征是，在所述发电机与所述涡轮 盘体之间还设置有液力耦合器。
上述自升塔架导流体风力发电设备，其特征是，在所述自升塔架顶部还设 置有一工作平台，所述滚道迴转装置设置在该工作平台上。
上述自升塔架导流体风力发电设备，其特征是，还包括多条稳定自升塔架 的塔架纤绳，该塔架纤绳通过巻扬机收放。
本实用新型的有益效果是，自升塔架可提升风力发电设备高度获得高风 能，也可降低风力发电设备高度进行设备安装和维修以及应对飓风等超极限风 载荷；流线型外导流体减少风阻力；悬吊辐条薄壳的轻体结构；高转速涡轮风 力发电设备縮小设备尺寸，提高制造、安装和维护的工艺性；提高风力发电效 率；简化设备，降低造价；能应对飓风；增加单机发电能力，实现大型风力发 电站。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进一步说明，但不作为对本实用 新型的限定。
图1为本实用新型所示自升塔架导流体风力发电设备的主视剖视图2为
图1的M--M侧视剖视图3为
图1的I处局部放大图4为
图1的II处局部放大图。
其中，附图标记如下
l一收縮导流进气管；
2— 内头部导流体；
3— 机前气流导向板；4一悬吊辐条；
5— 外导流体；
6— 涡轮；
7— 涡轮叶片；
8— 液力耦合器； 9一机后气流导向板； IO—发电机； ll一内尾部导流体；
12— 排气孔；
13— 扩散导流排气管； 14~尾翼；
15a—处于高空工作状态的风力发电设备; 15b—处于低空待避状态的风力发电设备;
16— 塔架；
17— 基础机房；
18— 工作平台；
19— 待安装(拆卸)塔架段；
20— 上自位调心球头；
21— 柱塞油缸；
22— 下自位调心球头；
23— 弹性导向柱头；
24— 垂直导向滑道；
25— 液力抽插托销；
26— 输电缆；
27— 电缆巻筒；
28— 塔架锚定绳索；
29— 外导流体锚定绳索；
30— 巻扬机；
31a—处于高位的塔架纤绳；
3H处于低位的塔架纤绳；
32— 工作平台；
33— 滚道迴转装置；
34— 直线导流管；35—备用塔架段；
具体实施方式
以下结合附图详细说明本实用新型的技术方案 请参考图l、图2和图3，本实用新型的自升塔架导流体风力发电设备，
包括风力发电装置15、外导流体5及自升塔架16，该自升塔架16分段组装而 成，该外导流体5固定在自升塔架16的顶端，该风力发明装置15设置于该外 导流体5内部。
流线型外导流体5容纳主要风力发电装置15，其外形为流线型薄壳轻体 结构，内层为内悬吊辐条支撑结构。采用悬吊辐条4结构将外导流体5薄壳结 构与内部的收縮导流进气管1、中间的直线导流管34、扩散导流排气管13等 薄壳结构连接成轻体的整体结构，其中风力发电装置15设置在外导流体5的 中心位置，位于中间的直线导流管34内。在扩散导流排气管13的薄壳体上设 有排气孔12,该外导流体5设有尾翼14。
在该塔顶还设置有一工作平台32，滚道迴转装置33设置于该工作平台32 上外导流体5下方，该滚道迴转装置33和尾翼14用以实现外导流体5随风向 调整方位，获得迎风最佳利用风能效果。
风力发电装置15为涡轮风力发电装置，包括前端的头部导流体2、尾部 导流体ll以及中间依次固定连接在涡轮轴上的涡轮6和发电机10，涡轮6盘 体周边设置有多个涡轮叶片7。在位于涡轮风力发电装置前端的直线导流管中 还设置有机前气流导向板3，用于将气流从轴向引导为涡轮转动的圆周切向， 以较理想的角度吹向涡轮叶片7推动涡轮转动；在位于涡轮风力发电装置后端 的直线导流管中，还设置有机后流导向板9，在发电机10述涡轮6间还设置 有液力耦合器8，尾部导流体11、后气流导向板9扩散导流排气风道13，可 以有效改善气流空气动力特性，以便提高涡轮发电装置的效率。由于涡轮在高 风速推动下具有较高的旋转速度，使风力发电设备可能避开一般风力发电设备 难以避免的复杂的增速和调速装置，直接驱动发电机10，从而大大简化了风 力发电设备，并极大的縮小了风力发电设备的尺寸，提供了设备的制造、安装 和维修工艺性。釆用液力耦合器8连接涡轮6和发电机10能有效改善涡轮发 电设备的起动性能。该风力发电装置15提供的电能通过输电缆26送到地面， 输电缆26可由一 电缆巻筒27收放。电能的传输也可以通过微波转换装置实现。 采用高压"交一直一交"方式进行电力整流输变电。
请参考图l、图2及图4，本实用新型的自升塔架导流体风力发电设备还包括塔架纤绳31a和31b、巻扬机30，塔架纤绳一端固定自升塔架16另一段 通过设置在地面的巻扬机30收放并固定在地面上，自升降式塔架16的顶端通 过多条塔架纤绳相应连接至多个巻扬机30，以加强塔架的稳定性，其中，31a 为处于高位的塔架纤绳，31b为处于低位的塔架纤绳。自升塔架16是由多个 塔架段组装而成，该自升塔架导流体风力发电设备还包括设置于自升塔架底 部地面的基础机房17、该基础机房17内设置有实现自升塔架组装/拆卸的顶升 设备和输变电控制设备。顶升设备包括柱塞油缸21、垂直导向滑道24、弹 性导向柱头23、液力抽插托销25，该垂直导向滑道24固定在地面工作平台 18的支架上，所述柱塞油缸21设置在垂直导向滑道24内的底部，所述弹性 导向柱头23设置在该柱塞油缸21顶部；该液力抽插托销25穿设于工作平台 的支架上。
自升塔架16是分段组装的，在基础机房17内可放置若干备用塔架段35， 每段组装/拆卸后的塔架升降通过设置在基础机房17内顶升设备实现，其中垂 直导向滑道24用于在垂直方向上放置并导向塔架段；柱塞油缸21设置在垂直 导向滑道24内的底部，并通过弹性导向柱头23顶靠塔架段；液力抽插托销 25用于锁定组装上的塔架段。柱塞油缸21具有上自位调心球头20和下自位 调心球头22，其中，上自位调心球头20设置在柱塞油缸21与弹性导向柱头 23之间；下自位调心球头22设置在柱塞油缸21底端。柱塞油缸21通过弹性 导向柱头23顶升塔架，使塔架被顶升面受力均衡，将待安装/拆卸塔架段19 安装/拆卸。
参考图2，其中15a为处于高空工作状态的风力发电设备，15b为处于低 空待避状态的风力发电设备。本实用新型设置了塔架锚定绳索28和外导流体 锚定绳索29，在设备安装和维修以及应对飓风等超极限风载荷时利用塔架锚 定绳索28和外导流体锚定绳索29将塔架和外导流体5固定。为在离地低位进 行设备安装和维修以及应对飓风等超极限风载荷提供了可能条件。同时这也给 自升降塔架导流体风力发电设备设置到飓风经常出现的风能丰富区，建设单机 容量大的大型发电站提供了可能条件。
虽然本实用新型已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用 新型，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员 当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都 应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
权利要求1、自升塔架导流体风力发电设备，其特征是，包括风力发电装置、外导流体及自升塔架，该自升塔架分段组装而成，该外导流体固定在自升塔架的顶端，该风力发明装置设置于该外导流体内部。
2、 根据权利要求1所述的自升塔架导流体风力发电设备，其特征是，所 述外导流体的外形为流线型薄壳轻体结构，内层为内悬吊辐条支撑结构，该外 流体通过内悬吊辐条支撑结构与内部的收縮导流进气管、直线导流管、扩散导 流排气管连接成一轻体的整体结构，其中风力发电装置设置在该直线导流进气 管内，位于该外导流体的中心位置。
3、 根据权利要求l所述的自升塔架导流体风力发电设备，其特征是，还 包括设置于自升塔架底部地面的基础机房，该基础机房内设置有实现自升塔架 组装/拆卸的顶升设备、地面工作平台和输变电控制设备。
4、 根据权利要求3所述垂直所述自升塔架导流体风力发电设备，其特征 是，所述顶升设备包括柱塞油缸、垂直导向滑道、弹性导向柱头、液力抽插 托销，该垂直导向滑道固定在该地面工作平台的支架上，所述柱塞油缸设置在 垂直导向滑道内的底部，所述弹性导向柱头设置在该柱塞油缸顶部；该液力抽 插托销穿设于该地面工作平台的支架上。
5、 根据权利要求1所述的自升塔架导流体风力发电设备，其特征是，所 述风力发电装置为涡轮风力发电装置，该涡轮风力发电装置包括前端的头部导 流体，后端的尾部导流体以及中间依次固定连接在涡轮轴上的涡轮盘体和发电 机，所述涡轮盘体周边有多个涡轮叶片。
6、 根据权利要求l所述的自升塔架导流体风力发电设备，其特征是，在 所述扩散导流排气管的上设有排气孔，所述外导流体设有尾翼。
7、 根据权利要求l所述的自升塔架导流体风力发电设备，其特征是，所 述外导流体的下方，自升塔架的顶端设置有用于随风向调整外导流体方位的滚 道迴转装置。
8、 根据权利要求5所述的自升塔架导流体风力发电设备，其特征是，在 所述发电机与所述涡轮盘体之间还设置有液力耦合器。
9、 根据权利要求8所述的自升塔架导流体风力发电设备，其特征是，在 所述自升塔架顶部还设置有一工作平台，所述滚道迴转装置设置在该工作平台 上。
10、 根据权利要求l所述的自升塔架导流体风力发电设备，其特征是，还 包括多条稳定自升塔架的塔架纤绳，该塔架纤绳通过巻扬机收放。
专利摘要本实用新型涉及风力发电技术领域，提供了一种自升塔架导流体风力发电设备，包括风力发电装置、外导流体及自升塔架，该自升塔架分段组装而成，该外导流体固定在自升塔架的顶端，该风力发明装置设置于该外导流体内部。其采用自升塔架导流体风力发电设备，取代了固定塔架和体积庞大的螺旋桨风力发电设备，能有效克服高度限制，充分利用风能。
文档编号F03D9/00GK201326514SQ200820123189
公开日2009年10月14日 申请日期2008年10月27日 优先权日2008年10月27日
发明者李时清, 李泉洞, 李越峰, 李越秀, 杨乃桥, 杨家桂, 林文滋, 林明琼, 王崇熙, 石宏元, 覃辛华 申请人:李泉洞;李越秀