框11或33的紧固形式如图2所示：是由螺栓37与預埋在立式边框11或33之内側板里面 的垫铁螺母36共同紧固完成的；在矩形前框11和矩形后框33内分别固装着由10个基本 风力接收器平行排列组成的"一组风力接收器"的前端和后尾部，从而形成了一个"集成风 力接收器"。各基本风力接收器在集成风力接收器中的前端面投影如图3所示。各基本风 力接收器的具体构成如下：如图4所示，在一个具有一定直径、一定刚性与适当长度的钢制 圆筒--以下简称之为风筒51的前端（图面中的左端）的轴心处，通过于其前端内周均布 的三个支杆52固焊着一个前轴承座54,在风筒51的后端轴心处又通过四个成"十"字交 叉状态的支杆57支承着一个后轴承座58。而支杆57的远端又都是通过弹性垫圈60、螺栓 61和固焊在风筒51上的螺母62与风筒51配合的。在前轴承座54和后轴承座58内通过 前轴承56和后轴承59支承着一个中心轴55。在中心轴55的中间部位固焊着一个具有一 定轴向长度的同轴圆锥台形心毂63。该圆锥台形心毂63前端的直径应尽量地接近于前轴 承座54的外径；而其后端的直径又应适当地小于风筒51的内径。在圆锥台形心毂63的外 侧表面有数个于其圆周均布的、又具有适当的螺旋角的螺旋叶片53,且该每一个螺旋叶片 53又都是从圆锥台形心毂63的前端一直延伸到其后端；而各螺旋叶片53之外沿的迴转直 径又都应车削得略小于风筒51的内径。如此，便形成了一个基本的风力接收器。如果让风 从其前端进入，則整个转子便可以被风推动旋转，之后，通过固装在中心轴55末端的链轮 31将能量输出做功或发电。该基本风力接收器前端面的投影如图5所示。在该风力接收 器中，由于其各螺旋叶片53的轴向投影几乎可以封闭整个风筒51的内腔，故而，该风力接 收器对进入风筒51内的气流能量的采收就不仅仅是三个桨叶的狭窄宽度范囲，而是在以 各螺旋叶片53之外沿的迴转直径为直径的整圆范囲内都可以采收风能；又由于各螺旋叶 片53都具有一定的轴向长度，故而，它对气流中每一个断层内气体能量的利用就不仅仅是 桨叶厚度范囲内的一过性的利用，而是在螺旋叶片53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，如图4所示：先期进入风筒51内A区的气体办1/--（取断层 处L为研究对象），由于叶片53的阻挡在它离开A区时其能量密度会有所降低，从而会影响 到它对螺旋叶片53的推动速度；然而当它顺序前进到B - C - D区的时候，由于圆锥台形 心毂63侧表面的不断扩撑作用，气体&L的体积会不断地被压缩，亦即不断地提高它的能量 密度，从而使得它与后序进入风筒51内的气体对螺旋叶片53的推动速度尽量地取得一致。 另外，如图1所示：在芯管轴3的内部事先还配有一根导线管1。在前矩形框11之上边框 14与后矩形框33之上边框30的上面还固焊着一个上台板16,该上台板16之对应于导线 管1的部位开有一个较大的圆形通孔中3。导线管1的上端正是在穿越该圆形通孔中 ￡之 后而与电极滑环之定环18连接的；电极滑环之动环19通过支架17固定在上台板16上并 与之联动。在上台板16的适当位置配装有发电机组20和变速箱23 ;而发电机组20的输 入轴21与变速箱23的输出轴24又是通过联轴节22联接；变速箱23的输入轴25上固装 着链轮26。通过链条29将各基本风力接收器之中心轴55末端上的链轮31以及变速箱23 之输入轴25上的链轮26都联动起来，便形成了一个"基本的集成风力发电装置"。其中：发 电机组20的输出电缆19. 5与电极滑环之动环19中的两个电极分别连接；而地面接收电缆 则可以经地沟并穿过导线管1之后与电极滑环之定环18中的两个电极分别连接。链条29 与各链轮26或31之间的联动关系如图6所示。而为了调整链条的松紧度和便于链条的装 卸可以在一个适当的位置上配装一个链条张紧轮71 (如图6所示）。各基本风力接收器的 后轴承支架57的相互相位配置如图7所示。如图1所示：为了更大面积地采集风源，可以 在前矩形框11的前端固装上一个具有较大喇叭形开口的矩形集风罩8。而为了避免进入 集风罩8内的风能无效地流失，可以用平板40将A、B、C、D、E、F、G、H、I、J各风筒51的前 端外周之间的空洞以及它们与前矩形框11之各边框11、14、39之间的空洞密闭补平。而为 了使本装置的集风罩8随时都能自动地迎接来风，可以在后矩形框33之上边框30的中间 部位通过杆件28固装着一个尾翼27。而为了安装和检修方便，可以在上台板16的前端处 配置一个卷帘门15,该卷帘门15可以穿过集风罩8之上侧板根部的横向狭窄开口 12并顺 着集风罩8左、右两侧侧板根部的垂直通道38落下，将风筒51的前口封闭--从而切断风 源，达到各转子仃转的目的；卷帘门15卷起后可以用插销13将其定位。
[0017] 如此，便形成了一个完整的风力发电装置：如有来风，在尾翼27的带动下，道轨5 以上的部分便会囲绕着心管轴3来旋转，并使得集风罩8的开口正对着来风，气流就会冲入 各风筒51内，并通过螺旋叶片53推动中心轴55转动；各中心轴55上的链轮31通过链条 29以及变速箱23输入轴上的链轮26带动变速箱23,继而带动发电机组20进行发电；该电 能通过发电机组20的输出电缆19. 5、电极滑环之动环19与定环18中的两个电极以及导线 管1内的两根各自独立绝缘的地面接收电缆引送到地面变电站。
[0018] 当然，为了减少链轮31、26与链条29的磨损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20,可以将装在每一个中心轴55上的链轮31和装在变速箱23之输 入轴25上的链轮26配用为双联或多联链轮，而与之配套的链条29亦应相应地配用双排或 多排链条。
【主权项】
1. 一种风力发电装置，它是在一个具有一定高度与足夠强度的平台（2)的上面水平 地固定着一个圆形道轨（5)，在该圆形道轨（5)的轴心处牢靠地固定着一个具有一定高度 与足夠强度的心管轴（3)，在圆形道轨（5)的上面通过滚轮（6)支承着一个矩形钢板底盘 (34)，在该底盘（34)的回转中心处有一个圆形通孔（中丨），正是该圆形通孔（中1)以第二 种动配合的形式套装在芯管轴（3)的外面，并通过垫圈（9)和锁紧螺母（10)限制着底盘 (34)的轴窜动；在底盘（34)的上面通过定位角铁（32)紧固着一个由数个基本风力接收器 组成的集成风力接收器；在该集成风力接收器的上面固焊着一个上台板（16)，在该上台板 (16)之对应于心管轴（3)的部位有一个较大的圆形通孔（中 ￡)，心管轴（3)中的导线管 (1)的上端穿过此圆形通孔（中2)而与一个电极滑环之定环（18)连接，而电极滑环之动 环（19)则是通过支架（17)固定在上台板（16)的上面；在上台板（16)的上面还固装着一 个发电机组（20)和一个变速箱（23);由链条（29)通过"蛇样穿行的形式"联动集成风力接 收器中之各基本风力接收器中心轴（55)末端的链轮（31)以及变速箱（23)之输入轴（25) 上的链轮（26)，将风能传递给变速箱（23)，继而带动发电机组（20)发电。发电机组的输出 电缆（19.5)分别与电极滑环之动环（19)中的两个电极连接，地面接收电缆则是穿过导线 管（1)之后与电极滑环之定环（18)中的两个电极分别连接。在集成风力接收器的前端配有 一个广集风源的集风罩（8)和用于切断风源的卷帘门（15);在集成风力接收器的后端又配 有一个可以使集风罩（8)随时都能迎接来风的尾翼板（27)。其中，各基本风力接收器的构 成如下：在一个具有一定长度与刚性的风筒（51)的两端，通过与之相对固定的支架（52)、 (57)和轴承（56)、（59)支承着一个中心轴（55)，在中心轴（55)的中间部位有一个具有一 定轴向长度的同轴圆锥台形心毂（63)，在圆锥台形心毂（63)的侧表面又有数个于其圆周 均布的具有一定螺旋角度的螺旋叶片（53)，在中心轴（55)的末端固装着一个链轮（31)。其 特征在于：在各基本风力接收器之中心轴（55)的中间部位有一个具有一定轴向长度的同 轴圆锥台形心毂（63)，而在该圆锥台形心毂（63)的侧表面又有数个于其圆周均布的、具有 一定轴向长度又有适当螺旋角度的螺旋形叶片（53)。2. 如权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于：其集成风力接收器是由数个基本 风力接收器组成的。3. 如权利要求1、2所述的风力发电装置，其特征在于：链条（29)是以蛇样穿行的形式 与各个链轮配合并联动的。4. 如权利要求1、2所述的风力发电装置，其特征在于：水平圆形道轨（5)以上的部分 可以围绕着心管轴（3)自由地旋转。5. 如权利要求1、2所述的风力发电装置，其特征在于：在集成风力接收器的前端有一 个开口较大的集风罩（8)。6. 如权利要求1、2所述的风力发电装置，其特征在于：在集成风力接收器的后端有一 个随时都可以导引集风罩（8)迎接来风的尾翼（27)。7. 如权利要求1、2所述的风力发电装置，其特征在于：在集成风力接收器的前端有一 个可以切断风源的卷帘门（15)。
【专利摘要】一种利用于风能来进行发电的装置，它可以由多个基本风力接收器组成，其中每个基本风力接收器都是由一个具有一定直径与长度的风筒和一个可以在风筒内旋转的转子组成，且该转子之中心轴的中间部位都有一个具有一定高度的圆锥台形心毂；而在该心毂的外侧又都有于其圆周均布的数个螺旋形叶片；心轴的末端又都均有一个输出链轮，且由一根链条通过蛇样穿行的配合形式将各链轮联动并输出发电；而该装置又可以随时地、自动地迎接来风。
【IPC分类】F03D11/04, F03D11/02, F03D1/06, F03D1/04, F03D9/00
【公开号】CN104912737
【申请号】CN201410374280
【发明人】沙同家
【申请人】沙同家
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2014年7月26日