一种风力发电装置的制造方法
【专利说明】-种风力发电装置 (一） 技术領域
[0001] 一种风力发电装置，特别是利用风力一即利用于地表空间流动之气体的动能来 进行发电的装置，它可以为人类提供大量的、廉价的、"绿色"电力能源。 (二）
【背景技术】
[0002] 目前的风力发电装置，主要的是塔杆与桨叶式风力发电机。该种风力发电机的造 价较高，另外，由于它对气流的任一断层气体能量的利用仅仅地是靠三个浆叶的狭窄表面 来采收和桨叶厚度范囲内的一过性地利用，故而，它对风能的采收和利用的效率很低。另 外，由于塔杆高度以及桨叶根部强度等因素的限制，桨叶的长度不可能无限制地伸长（现 有桨叶的长度一般为20米左右），故而也就限制了它的装机容量。
[0003] 本发明的目的在于：是要提供一种造价低廉然而却能夠较大面积地采收风能、并 能将每一个断层里气体的动能都尽量地"吃干榨净"的风力发电装置，以更有效地利用风能 来为人类提供更多的电力。 (三）
【发明内容】
[0004] 本发明的基本内容是一个风力接收器。该风力接收器是在一个具有一定直径、一 定刚性和适当长度的钢制圆筒（以下简称之为风筒）的二端，通过与风筒二端相对固定的 支架和轴承支撑着一个可以在风筒内囲绕着风筒的轴心线旋转的转子。该转子之中心轴的 中间部位是一个具有一定轴向长度的同轴圆锥台形心毂。该圆锥台形心毂的底径又应适当 地小于风筒的内径；而在圆锥台的侧表面又有数个于其圆周上均布的、具有适当的螺旋角 的螺旋形叶片，且该每一个螺旋叶片都是从圆锥台的頂端一直延伸至圆锥台的底端；而各 螺旋形叶片外沿的迴转直径又都应车削得略小于风筒的内径。如此，便可以形成了一个"基 本的风力接收器"。如果让风从该风力接收器的前端--即其转子心毂的小头端进入，則转 子便可以被风吹动旋转并通过其中心轴输出机械能做功。在该风力接收器中，由于其各螺 旋叶片的轴向投影几乎可以封闭整个风筒的内腔，故而，该风力接收器对进入风筒内腔的 气体能量的采收就不仅仅的是传统三个桨叶宽度的狭窄表面，而是在以转子叶片外沿的迴 转直径为直径的整圆范囲内都可以采收风能。又由于各螺旋形叶片沿着风吹的方向都具有 一定的纵深长度，故而它对气流中的任一个断层内气体能量的利用就不是传统桨叶厚度范 围内的一过性利用，而是在叶片的整个轴向长度范囲内都可以对风能进行采收并利用之。 当然，先期进入风筒的气体由于叶片的阻挡其能量的密度会有所降低，从而会影响到它对 叶片的推动速度，然而，随着气流的继续前进，由于转子之圆锥台形心毂外表面的不断扩撑 作用，会不断地将气体的体积压缩，亦即不断地提高了它们的能量密度，从而使得它们与后 续进入风筒的气体对叶片的推动速度尽量地取得一致。当然，由于加工条件的限制或者为 了安装的方便，一个风筒的直径做得不可能很大，但是，可以将数个基本的风力接收器水平 地并排在一起--此可称之为一排风力接收器；或者再在其垂直的方向上配置数排风力接 收器，如此便形成了 "一组风力接收器"，之后，用前后二个矩形框架分别将该组风力接收器 中的每一个风筒的前端和后端装固起来，便形成了一个"集成风力接收器"。通过装配在每 一个转子中心轴末端的链轮用一条链条将各基本风力接收器的能量都联动起来，便可以扩 大整个装置的采风面积，从而可以大大地提高其装机容量。而为了避免因链条对链轮的包 角太小而影响它们之间传动的可靠性，可以让链条在各链轮的或上、或下、或左、或右地穿 行一此可称之为"链条的蛇样穿行"。而为了使得每一个风力接收器对链条的传动作用方 向一致，各风力接收器之转子叶片的旋向应作好或左旋或右旋的相应配合，也就是讲：有的 风力接收器的转子要做正向旋转；而与之相反方面配接链条的转子則应做与其相反方向的 旋转。而为了避免集成风力接收器之正前来风的流失，可以将各风筒前端外周之间的空洞 以及前矩形框之各边框与各相邻风筒的前端外周之间的空洞用平板密闭补平，或者再配上 导流凸起。而为了让该集成风力接收器更大面积地采收风能，还可以在其前端配置上一个 具有较大喇叭形开口的矩形集风罩。在前、后矩形框架之上边框的上面固装着一个上台板， 在该上台板的上面固装着一个变速箱和一台发电机组。集成风力接收器的链条通过链轮与 变速箱的输入轴相联接，而变速箱的输出轴又通过联轴节与发电机组的输入轴配接。如此， 便构成了一个"基本的风力发电装置"。
[0005] 为了使该风力发电装置随时都可以利用各种不同方向的风来进行发电，可以将该 基本风力发电装置固装在一个可以旋转的底盘之上。该底盘是由数个滚轮支撑在一个水平 的圆形的道轨之上；而该圆形道轨又是固定在一个具有一定高度与强度的砼建（混凝土建 筑）或钢建的平台之上。在平台中，于圆形道轨的中心轴处牢靠地固定着一个具有极好強 度与一定高度的芯管轴。而在底盘的迴转中心处的钢板上有一个圆形通孔，正是该圆形通 孔以第二种动配合的形式套装在芯管轴上的。该芯管轴的上端外周车有螺纹，并通过垫圈 和锁紧螺母来限制底盘的轴向窜动，同时又可以使得底盘托着基本风力发电装置沿着圆形 道轨自由地转动。而为了让该风力发电装置的前端始终能夠自动地迎接来风，可以在其后 矩形框架之上边框的中间部位通过杆件加装上一个具有一定高度与长度的垂直尾翼。在芯 管轴的里面尚配有一根导线管，该导线管向上穿过由风筒之间預留的空间通道并穿越上台 板預留的圆孔之后与一个电极滑环的定环配接；电极滑环的动环则通过一个支架与上台板 固定并与之联动，发电机组的输出电缆正是与该电极滑环之动环中的二极分别连接；在导 线管内有二根独立绝缘的电缆，它们的上端分别与电极滑环之定环中的二极连接，而它们 的下端則是穿出导线管、经地沟引入到地面电力接收设施内。电极滑环的主要功能在于其 动环与定环能夠囲绕着它们的共同心轴相对旋转，而且其动环上的两个电极分别与定环上 的两个电极在任何时候都能夠保持可靠与良好的电连接。而为了安装和检修方便，可以在 该基本风力发电装置前端的上面配置一个卷帘门。该卷帘门可以穿过集风罩上侧板根部的 横向狭窄开口顺着集风罩左、右两边侧板根部的垂直通道落下，封住各个风筒的进风口，切 断各个转子的动力能源，从而使得各转子仃止转动。而卷帘门卷起后可以用一个插销将其 定位或者是由固定在卷帘门心轴上的棘轮与铰接在上台板上的棘爪将其定位，或者是通过 行程开关来控制卷帘门的升降电机。为了调整链条的松紧度和方便于链条的装卸，可以在 一个适当的位置上配装一个链条张紧器。
[0006] 如此，便形成了一个"完整的风力发电装置"。
[0007] 而为了减少链轮与链条的磨損和延长它们的使用寿命或者为了带动较大容量的 发电机组，装在每一个转子中心轴上和变速箱输入轴上的链轮可以是双联或多联链轮，而 与之配套的链条亦应相应地配用双排或多排链条。
[0008] 本发明的优点在于：1.可以大面积地采收风能，并能对其进行深度地开发利用， 亦即对风能的采收效率高，有利于实现较大的装机容量。2.链条与链轮配合的蛇样穿行既 可以使链条与链轮的传动可靠，又可以使整个装置结构紧凑、固定方便。3.适用广泛：既适 用于山巔、荒滩、滨海、滩涂、礁岩、岛屿和海洋，还可以用于由缆绳锚定的船玛、浮桶或退役 的船舰，甚或是装在小高层以上楼頂的平台之上。4.任何时候都不可能做成永动机。然而， 在实践中如果风力确实充沛，利用本装置却可以做成纯天然动力的航船--因为利用本装 置不论在船体顺风、逆风或者侧向受风的情况下都可以进行发电，并用以推动船行。当然， 在实际中为了稳妥起见不会真正地舍弃传统动力；但是，本发电装置起码可以做为航船之 节能与环保的补充能源，或者是在意外無油时而成为宝贵的备用动力能源。该方案尤其是 对于甲板空旷的油轮来讲更为适用。 (四）
【附图说明】
[0009] 图1是本风力发电装置的右侧面投影局部剖視示意图.
[0010] 图2是图1中B-B剖面投影示意图.
[0011] 图3是图1中集风罩8以内部分的A向投影示意图--其中：B、C、D、E、F、G、H、 I、J各圆中的图形皆与A圆内的图案相同，所不同的仅仅是螺旋叶片53的旋向或者与之正 好相反.
[0012] 图4是一个基本风力接收器在只焊装一个螺旋叶片时的纵剖示意图--其中：之 所以暂只焊装一个螺旋叶片是为了避免投影线的混乱.
[0013] 图5是图4中的B向投影图.
[0014] 图6是图1中D向所視各链轮与链条的机动示意图.
[0015] 图7是图1中D向所視各转子之后轴承支架的相位布置示意图. (五）
【具体实施方式】
[0016] 如图1、图2所示，在一个砼建的平台2的上面通过地丁 4固定着一个处于水平状 态的圆形道轨5 ;而在平台2内于圆形道轨5的中心轴处又牢靠地固定着一根具有极好强 度与一定高度的芯管轴3 ;在圆形道轨5的上面通过滚轮6、支架总成7 (含支架、销轴、开 口销）又支撑着一块具有一定刚性的矩形钢板34--可称之为底盘34 ;在底盘34的迴转 中心处有一个与道轨5的中心轴同轴的圆形通孔中|，正是该圆形通孔中，以第二种动配合 的形式套装在芯管轴3的外面；该芯管轴3上端的外周车有螺纹，并通过垫圈9和锁紧螺 母10来限制底盘34的轴向窜动，同时又可以使得底盘34在圆形道轨5的上面自由地转动 (此时定义图中底盘34的左边为前、而其右边为后）；在底盘34的四个拐角处的适当部位 各垂直地固焊着一段定位角铁32并通过前边的两个定位角铁32紧固着一个由槽钢固焊成 的矩形前框11 (以其右边框11代，其体的构成是：由左、右两个立式边框11与一个上边框 14和一个下边框39共同组焊而成）；通过后边的两个定位角铁32紧固着一个与矩形前框 11的尺寸完全相同的矩形后框33 (以其右边框33代，其具体的构成是：由左、右两个立式 边框33与一个上边框30和一个下边框35共同组焊而成）；而各定位角铁32与各立式边