专利名称：联合聚风极大功率风力发电机组的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种全新类型的风力发电机组，尤其是以"联合聚风风电技术"为基础形成
的可实现极其巨大单机功率设计的联合聚风风电机组。
背景技术：
发明专利技术方案历经"03年大功率、04年更大功率、05年 超大功率、07年特大功率"合计五年、四项发明专利的创新完善及过程发展，其性能日臻完 美，功率日臻强大，结构日臻简捷，成本日臻低廉，建设日臻方便，适应性日臻广泛，但其 还有更进一步创新完善与性能发展的巨大空间。
可将本发明[联合聚风极大功率风电机组]简单看成是中国发明专利[联合聚风特大功率 风力发电机组][200710065444. 2]的卧式形态，其继承了特大功率机组的作用原理、出力方式、 调控方式、制动方式等全部基本性能与优势，但在结构、设置、建设、应用、效能、成本等 方面又与其有着诸多本质性的不同，从而呈现出诸多全新的效能，对其背景技术"联合聚风 特大功率风力发电机组"主要结构、作用原理与优势功效的概要描述是
1、 工作原理概述
联合聚风特大功率风力发电机组是将多个长菱形"立式形态"设计的"分风式风力发电 机组"[下简称立式分风机组]间隔并列联合设置，因此在其相邻间隔设置的各个长菱形机 组的两侧，均可形成由分风机舱分风与其相互影响聚风所形成的间隔过流通道，在其中形成 聚风效果，而立式双桨轮风轮的桨叶正好并列处于聚风过流通道中，从而使聚集的强大风力 持续切向冲击立式双桨轮风轮的最大力矩处，推动其旋转形成最大出力能力转换。
"立式分风机组"是由立式双桨轮风轮相互齿合联合连动构成，并可通过并列设置的分 风机组形成相互之间的联合连动，从而可使若干个联合并列设置的分风机组实现一体化联合 连动的集中出力态势。可通过< 〉形聚风斜面的双向合并天然构成并列双桨轮风轮内侧的设备 间(分风机舱)；其通过"伞式桨叶伸縮调控系统"的上下简单移动控制可一同准确、快速地 整体地调控立式双桨轮风轮各个桨叶的伸展幅面，从而实现微风启动、随风调频、刹车减力、 台风避让的应用需求调控。
立式分风机舱分风角为正面面对风向的完全固定形态，其对风方法是利用自然界风力路 径来回相对直线运动的特点，通过立式双桨轮风轮正、反旋转方向的调节变化方式适应风力 方向的整体变化。因聚风通道有顺风作用，立式双桨轮风轮对风向又没有特别严格的^力条 件要求，因此在风向小角度左右偏离设置方向主线的情况下，不会对机组运行产生任何影响 (注自然界绝大多数地区风向运动的偏离角度均不会大，在容许的范围内)。
2、 主要创新结构
立式双桨轮风轮
立式双桨轮风轮是联合聚风风电机组乘风转换为出力的主体部件，其由立式双桨轮风轮 相互齿合联合构成，立式桨轮风轮由桨轮辊及在其上设置的若干个伸展桨叶构成。桨叶为可 向桨轮辊内移动收縮的活动形态，可通过"伞式桨叶伸縮调控系统"调控风轮各个桨叶同时 内移縮小幅面，实现减力刹车与随时调频(与叶片转桨顺桨调控作用效果大致相同)。
立式分风机舱
立式分风机舱前后四个聚风斜面是形成联合聚风机组出力能力转换的辅助乘风部件。 从俯视角度看立式分风机舱如同一个长菱形体，其左右两侧各有两个聚风斜面，通过分
风机舱实现前后双方向的分风与在机舱两侧相邻影响形成的相互聚风，分风机舱在实现上述
功效的同时又天然构成立式双桨轮风轮内侧的遮蔽安装间，因此其可同时起到遮挡立式桨轮
风轮半幅旋转弧面体，完成其出力方式作用力需求的多重任务。
由"主风轮轴"延伸连接传动方式与在地面上设置的"多发电机传动系统"配合 其通过将实现联合连动风力机动力集中输出的"主风轮轴"向下延伸的方式，将联合聚
风风力机组产生的连动动力直接传递到地面(或水面安装平台上)，并通过在地面上设置的"多
发电机传动系统"装置完成风力发电与配合调控的目标。 制动方法与制动系统
联合聚风风电机组的制动方法是l.通过縮桨减力实现机组主动减速；2.通过制动器实 现辅助刹车。因此其制动器无需十分强大与复杂，且其制动器是借助联合传动齿轮与机架一 体化设计，无需专门设置制动盘，从而使制动系统结构大幅度简化。
互连横梁、塔架与基础
通过双塔架与基础实现各个立式分风机舱的空中高举安装。通过"互连横粱"进行相邻 联合设置的机组之间实现一体化串联周定，使其形成相互依靠的横向稳定结构体。
与三叶片式风电机组比较，其形成的综合优势群主要表现在以下八个方面 (以下比较均是针对"兆瓦级以上风电机组"而言，不涉及中小风力发电设备)
(1) 使系统部件承重载荷大幅减小
现有巨型三叶片式风电机组对控制系统部件的承重载荷巨大。与之相比，立式桨轮风轮
各个桨叶的中部可设支撑圆环架进行环绕式支撑；奖轮桨叶无需通过桨叶自身形态形成流体 化空气动力出力能力，因此在实现相同风力有效接触面设计的情况下，立式桨轮风轮的自身 重量可十数倍、数十倍地轻于三叶片叶片，伸展直径可数倍^^少，因此可消除叶片巨大力臂 承重载荷引起的超低温脆裂的起因。其加工方式大量简化，可形成流水线作业。
(2) 使机组用风条件和质量大幅提高
因为数十米长的三叶片上下旋转运动方式，使叶片在不同空间高度获得的乘风强度随时
面临较大的差距与频繁交替变化，因此使超长叶片机组容易出现振动问题；与之比较，立式
桨轮风轮的桨叶对风力无分解、无横向扰动、无产生叶尖噪音的条件，而且由于联合聚风风 电机组立式分风机舱的间隔阻隔作用，使联合聚风机组各个气流通道的气流互不影响，桨轮 的出力用风是在相同高度稳定采取，可使风力强度一致，其聚风作用与机组联合连动设置的 结构更有利于削平自然界风力强度频率的瞬间剧烈变化幅度对机组稳定运行产生的影响。
(3) 使结构大幅度简化
联合聚风机组在实现大功率的过程中，无需超长超重的巨型叶片和对其进行的高难度复 杂结构的旋转顺桨调控。
与三叶片风轮比较，在实现相同出力能力的情况下，或是在实现相同风轮表面有效乘风 面积和强度下，立式桨轮风轮的旋转形成面直径将数倍减小，因此其对传动比的设计压力可 大幅度降低，其与立式桨轮风轮一体化同轴大齿轮盘的配合方式又提供了极高的传动比设计 空间，可基本实现由风轮同轴齿轮直接驱动发电机连接小齿轮盘实现一级传动的理想状态， 因此无需设置复杂的高传动比齿轮箱。
联合聚风特大功率机组的立式分风机舱为固定式，无需偏航系统和机舱控制箱等复杂结 构与系统控制需求。
(4) 使出力调控系统与方式简单，可主动消除台风影响
与现有发电机组变桨距调控系统比较，伞式桨叶伸縮调控系统调节控制方式更加简单、 快捷、稳定、有效、耐用、价廉；如果遇到台风、飓风可通过将桨叶全部收縮的操作，有效 消除恶劣风力对机组的伤害。
(5) 出力能力大幅提高
风能通过设施的建设可使其能量在渐进变窄的通道内获得聚集加强，使风能倍增(风速 和功率是三次方的关系)，因而采用聚风机组设计结构，并使聚集的高速风力切向作用在风轮 的在大力矩处，是实现单机大功率风电机组出力能力、适风能力开发设计的有效途径。
菱形分风机舱可使作用在其上的风压获得大幅度分解，可大幅消解风力对机舱的直接冲 击力，并可将负面风力压力转化为机组发电动力；因此在相同投资、相同风能资源的情况下 采用联合聚风机组可大幅提高风电厂的总装机容量，大幅增加投资收益额度，并且大幅度提
升风场的利用率，节约风能资源。
(6) 使单机大功率能力拓展空间巨大
机组形成的有效乘风面积的大小是决定其出力能力的关键影响因素。立式桨轮风轮可实 现直径与高长双向扩展能力，因此机组的设计规格与出力能力将有极大的、轻松的扩展能力 空间，可大幅度地调整变化机组的出力能力设计；
此外，联合聚风风电机组可实现多机组的联合联动一体化出力形态设计，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于地面，这可
为其高出力能力提供出稳定、广泛、多样的发电机安装平台与基础。
(7)使机组形成梯级出力能力设计
其通过大齿轮盘与1-多个发电机配合形成的"多发电机传动系统"可使联合聚风风电机 组拥有梯级巨大出力能力差距设置，这可方便地实现与风力强度变化的及时适应性巨大调控， 这对于超大功率风力发电机组具有特别重要的效益形成作用，其可充分利用微风发电，又可 在强风时间大幅度提高机组的发电能力。
此外，其还可在发电机设置数量所形成的巨大梯级出力能力差距调控范围内，进行桨叶 伸縮的微型调控操作。即当处于上述梯级出力差距交汇处时，风力再大机组不是要进行縮 桨操作，而是要提高发电机的设置数量，并同时进行伸桨操作增加发电能力；反之，风力再 小变化，伸桨己到尽头没有作用，机组可进行减少发电机设置数量的梯级减力调控。 (8)使高精密机械加工部件的设置数量大幅度减少
一台"三叶桨风电机组"所需要的高强材料、精密机械加工部件或部件组成系统众多， 包括顺桨调控系统部件、制动系统部件、偏航系统部件和机舱控制箱系统部件、复杂的齿 轮箱……等。而一台"联合聚风机组"所需要的精密、高强机械加工部件或部件组成系统结 构体可大幅度减少，其主要是"多发电机传动系统"的传动齿轮部分。
对于常年接受高强度冲击、恶劣气候损害的风电机组而言，高精密机械加工部件的设置 需求数量越多，产生损坏的机会也就越大，形成的应用故障数量和频率也越多，日常维护的 花费也就越大，损失的年可发电时间就越长，其也是造成风电机组高制造与维护成本的原因。
但是，"联合聚风特大功率风力发电机组"还有需要进一步创新发展与适应性完善的巨大 空间与应用需求。如上所述其立式双桨轮风轮在相同桨轮风轮直径设计的情况下，如果需 要使其实现更为巨大的单机出力能力设计时，是采用以下两种途径实现的
(1) 联合并列设置更多数量的立式分风机组，并使其形成联合连动的一体化出力。
(2) 使相对少量设置的各个立式双桨轮风轮的长度，向更高的天空延伸发展。
可见，如果过度采用(1)方式将导致对桨轮风轮传动齿轮需求数量的扩大，同时引起多 齿轮连动传动之间所形成的相互摩擦阻力的提高；而过度采用(2)方式将导致对机组稳定支 撑强度设计压力的增加，使建设成本大幅度提高，尤其难于在海上采用。
此外，"联合聚风特大功率风力发电机组"各个立式分风式风电机组"一字联合并列排列 形成相互聚风"的方式是其实现联合聚风出力功效设计原理的核心，而其一字联合并列排列 的方向是"要与自然界风力来回流动行进线路实现完全相互垂直"的规划设置安排。因此， 如果联合聚风特大功率机组安装地点是选择在"非能够实现与上述一致性安排方向原则"的 山脊上，或是设置在其它无法满足与适应上述排列安装方向的地理情况时，将导致机组建设 成本的大幅度增加，、或是导致根本无法正常大量排列建设情况的发生。
此外，当前现有的所有风力发电机组在海上安装的难度与建设的成本均十分巨大(在陆 地安装各个独立的塔架，成本也较高)，这是因为超小功率机组海上安装得不偿失，超大、特 大单机功率机组海上安装的稳定性难于把握；因此，还需有更为新型的联合聚风风电机组设
计形态作为对上述诸多特殊应用方式与更大建设规模需求情况下的应用补充。本发明的目的旨在针对上述问题提出一种"联合聚风极大功率风力发电机组"发明技术 方案，其可全面有效地解决上述各种难题，其出现将使联合聚风风电技术与机组适宜应用的 领域更为广泛、功率更为强大，成本更为低廉，建设与应用方式更为简便，从而实现"使联 合聚风风电技术与机组可适应各种类型应用情况与建设规模需求"的最终理想设计目标。本发明提出的"联合聚风极大功率风力发电机组"是由(一)卧式分风机舱，与(二) 设有桨叶伸縮调控系统的卧式双桨轮风轮形成"卧式分风式风力机"，(三)将相同规格的"卧 式分风式风力机"进行纵向间隔并列联合设置形成"卧式联合聚风风力机组"，(四)在"卧 式联合聚风风力机组"的一侧、或两侧、或在其中部、或下部设置l-多个卧式发电机或是设 置"多发电机传动系统"形成发电机组，并与(五)塔架与基础配合形成本发明技术方案设 计形态，以下对上述五个主要结构功能部分分别具体描述(一) 卧式分风机舱卧式分风式风力机机舱(简称卧式分风机舱；卧式机舱)是通过卧式菱形或卧式长菱 形分风机舱实现前后双方向的上下分风与卧式机舱上下两侧的相邻影响聚风。小型机组采用的卧式机舱还可将其建成菱形形态，中、大、巨型机组及采用更大直径的 桨轮风轮机组则将采用长菱形卧式分风机舱设计形态，或形成其两者的中间形态，并采用将 卧式双桨轮风轮进行非完全交错排列设置的形态(见图示l)，这可大幅度减少大直径桨轮风 轮对机舱建设面积的需求。从与来回风向完全相互垂直设置的卧式菱形分风机舱的侧部观看，其如同一个长菱形体 (见图示l)，其上下两侧各有两个聚风斜面，上下两侧聚风斜面的实际交汇点构成卧式分风 机舱前后两端的分风角；长菱形卧式分风机舱的双桨轮风轮是采用错位的布置设置方式，其 上下联合排列后可使在各个卧式分风机舱外部的两个桨轮风轮相邻并列，并且将其进行相邻 风轮齿轮的连动配合实现联合传动形态，从而形成上下一体化的"联合连动风力机组"的形 态。各个桨轮风轮轴的安装位置是分布设置的"目"字形塔架体上(见图l、 10)。(二) 设有桨叶伸縮调控系统的卧式双桨轮风轮 在卧式分风机舱的中部横向并联设置卧式双桨轮风轮(见示意图1、 2、 3、 4)，卧式分风机舱的聚风斜面或其延伸连接的直面可遮挡住桨轮风轮半部分旋转弧面体，悬空在卧式分 风机舱以外的双桨轮风轮桨叶，可承接卧式分风^l舱上下联合并列设置后形成的横向聚风通 道内的聚集气流，可使其能够按照风向变化来回双向冲击桨轮风轮的外部悬空桨叶，形成双 方向旋转，从而形成最大的出力能力转换。设有桨叶伸縮调控系统的E、卜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、发电机过载、频率超标、脱网、起动时， 可通过风轮縮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，在出现台风、飓风时可采用完全縮桨的操作实现避让保护的目的。其小、中、大、巨型桨轮风轮可有不同的桨叶伸縮方式与设计结构，以适应不同的出力 能力调控与桨轮风轮的规格设计需求。桨轮风轮可分为中心大辊筒型(见示意图6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縮桨结构与縮桨方式。在小、中、大中心辊筒的周边均匀分布设有3-4个、大直径风轮可设置5-8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 进行伸縮调控，在桨轮风轮的纵向中部可间隔均布设置l-多层支撑圆环(或板)。风力发电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"縮桨"，B卩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縮移动，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6、 8、 9)，艮P:将各方面的桨叶 宽幅的绝大部分或是全部收縮进入中心大辊筒内；还可实现"重叠縮桨"操作，即将各个桨叶分为两幅或是三幅，并进行"双叠縮桨" (1/2縮减)，或形成"三叠縮桨"形态(2/3縮桨)；中心中辊筒型结构还可实现"双叠-辊内缩桨"或"辊内-双叠縮桨"操作；其也可采用 相反的"辊内-双叠縮桨"方式，即先使其部分幅面实现辊内縮桨，如果控制系统需要其继 续縮桨，再将外露的桨叶进行辊内双重叠縮桨。上述几种縮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。刹车制动装置与桨轮风轮縮桨减力配合制动，刹车制动系统可与桨轮轮盘与塔架一体化设计对于一些控制制动需求不大的机组来讲，可完全通过縮桨减力实现制动控制，无需设置复杂的机械制动系统装置。风力机机械制动系统一般在塔架上设置，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。实现上述各种"縮桨"调控的系统装置叫做"伞式桨叶伸縮控制系统"(可简称为縮桨 系统；见示意图6、 8、 9)，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水平左右可控制式推拉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縮控 制；其可由发电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。(三) 将相同规格"卧式分风式风力机"进行纵向间隔并列联合设置，形成"卧式联合 聚风风力机组"将上述(一)卧式分风机舱与(二)设有桨叶伸縮调控系统的卧式双桨轮风轮配合形成 "卧式分风式风力机"形态。由各个"卧式分风式风力机"进行上下间隔并列且相同高度间 隔距离联合设置形成"卧式联合聚风风力机组"的形态，使上下相邻机组之间产生相互影响 聚风的效果；联合并列设置的数量可依需求设计，在桨轮风轮相同长度与直径的情况下，联 合并列设置的"卧式分风式风力机"越高、越多，该机组乘风面积也就越大，所形成的单机 出力能力也就越大。(四) 在"卧式联合聚风风力机组"的一侧、或两侧、或在其中部、或下部设置1个-多个卧式发电机，或是设置"多发电机传动系统"形成发电机组形态"卧式联合聚风风力机组"的整体设计形态为其以不同形态、方式、数量连接配合发电机 或"多发电机传动系统"提供了巨大、多样的安置与安装空间。如图所示，其可在"卧式联合聚风风力机组"的一侧、或两侧、或在其中部设置1个_多 个卧式发电机，或是设置"多发电机传动系统"形成发电机组(见示意图2、 3、 4所示)。如示意图(2)表示，"卧式联合聚风风力机组"是将动力由在最下部设置的"主风轮轴" 输出，与设置的"立式多发电机传动系统"连接配合形成发电机组，其"多发电机传动系统" 是由一个与"主风轮轴"同轴设置的大齿轮盘与1-多个配合传动的小齿轮盘一体化配合构成， 该"多发电机传动系统"的平面示意图见(图7)所示。配合设置的各个发电机还可通过直接连接的方式或是通过简单的齿轮箱配合传动，分别 与上下若干个桨轮风轮的动力输出轴连接配合实现，见(图3)所示。或是采用由大齿轮盘将动力输出，并且与在其下部设置的小齿轮盘配合共同形成"多发 电机传动系统"配合实现，见(图4)所示。此外，其也可选择采用由伞式、锥形齿轮组相互形成90度传动角度，再通过长传动轴将 卧式桨轮风轮形成的动力传动到地面，并与在地面(水面平台)上设置的立式发电机或平面 形态"多发电机传动系统"配合实现(即与联合聚风特大功率风电机组传动系统相同)。上述图示与说明的结构与式样可理解为举例性质，可根据实现具体需求，进行不同形态 的交替采用与发电机传动系统设置方式的类型选择。(五) 塔架与基础部分(见示意图1、 2、 3、 4、 10)通过塔架与基础实现"卧式联合聚风风力发电机组"的高 举与各个桨轮风轮、分风机舱、发电机的排列、分布、固定。采用的塔架上部一般为"目"字形为最佳选择(见示意图1、 IO所示)，可在其上方便地 分布固定桨轮风轮、分风机舱、传动系统等机组装置部件，在机组一端、或中部的塔架可与 机组齿轮传动系统的齿轮保护结构实现一体化设置与设计(见示意图2、 3、 4所示)。在一个机组上，"目"字形塔架的平面是顺风向间隔排列设置的，在1个"目"字形塔架 的两侧设置l-多组斜拉钢丝绳形成稳定结构(见图示l、 10中，其表示只设置了一组斜拉钢 丝绳)，采用斜拉钢丝绳可最大限度地减少塔架稳定设施对风力强度的路过干扰，同时可最大 限度地减少建设成本。对于不方便设置斜拉钢丝绳的地点(如个别山顶)也可采用A字形钢 架支撑结构。本发明提出的"联合聚风极大功率风力发电机组"为联合聚风风电技术更低成本、更优 结构实现更大功率发展提供了更为广阔的拓展空间，其可通过将各个联合连动的卧式桨轮风 轮设计长度的超长延长方式，如几十米、几百米、甚至几千米(理论与实际上完全可行)， 实现其单机更为巨大的功率设计，而该设计只需提供一组桨轮风轮传动齿轮即可；而如采用 立式形态设计，高度在百米以上就难与实现，而数百米立式高度设计就更难于实现。与立式联合聚风机组比较，卧式桨轮风轮可为风电机组承接风力方向角度的变化范围提 供了更为广泛的偏差容许空间，即使是在风向经常有较大偏离机组正面迎风垂直角度的情况 下，其对桨轮风轮出力能力基本没有影响(因为自然界风向不会出现上下角度偏离的情况)。与立式并列设置的联合聚风风电机组比较，卧式机组的设置条件更加简单，其可上下独 立成为一个出力单元与设置单元，因此在非风力流动方向垂直一致的山脊上，可采用任意方 向的"/ / /形""\ \ \型"单独分布排列设置的方式实现与地理条件的配合。与立式并列设置的联合聚风风电机组比较，超长联合一体化设置的卧式机组的稳定性大幅 度提高，对其支持稳定性设施与支持材料综^"成本的要求有较大幅度的下降，建设的方便性 大幅度提高，因此其尤其适合在海上、滩涂建设低成本、规模化、超大型风电场采用。总之，"联合聚风极大功率风力发电机组"发明专利技术方案可使联合聚风风电技术在结 构、成本、安装、效能、适应性等方面更进一步优化完善，其将使单机功率轻松超过50-100-150 兆瓦及其以上机组出力能力设计成为现实，尤其适合在海上、滩涂、平地、山顶建设各种规 模、形态的风电场采用，其出现将使风电成为世界上最低建设与运行成本的电源方式，其大 规模推广建设将使风电成为主力电源。
下面结合示意图说明"联合聚风极大功率风力发电机组"基本功能结构及其作用效果。 图1是"联合聚风特大功率风力发电机组"的侧视宏观示意图，图示为菱形卧式分风机 舱与桨轮风轮配合结构的中部横剖面侧视示意图，表示该机组是由多个"卧式分风式风力机" 上下联合并列设置构成"卧式联合聚风风力机组"；图中箭头为风向与桨轮旋转方向。图2是"卧式分风式风力机"与"多发电机传动系统"配合形成的联合聚风极大功率风 力发电机组的主视(迎风面)宏观示意图。
图3是"卧式分风式风力机"与"在一侧且由上下分别与桨轮风轮轴配合设置的发电机"配合形成的联合聚风极大功率风力发电机组的主视宏观示意图。图4是"卧式分风式风力机"与在中部设置的"通过大齿轮盘传动于下部小齿轮盘，通过l-多个小齿轮盘带动发电机"配合形成的联合聚风极大功率风力发电机组的主视示意图。 图5是两桨轮风轮齿轮之间相互咬合实现一体化联动的平面结构示意图。 图6是卧式桨轮风轮辊内縮桨式结构縮桨过程的平面结构示意图。 图7是(图2)所示的"多发电机传动系统"的平面示意图。 图8是伞式桨叶伸縮调控系统"辊内縮桨"形态的风轮径向剖面结构示意图。 图9是(图8)所示的伞式桨叶伸縮调控系统"伸桨"形态的风轮径向剖面示意图。 图10是"目"字形塔架与其钢丝绳斜拉固定结构的示意图。图l中1."目"字形塔架；2.桨轮风轮；3.卧式分风机舱及上下聚风斜面。图2中4.塔架；5.分风机舱； 6.桨轮风轮轴；7.风轮桨叶；8.分解风力；9.桨轮风轮传动齿轮；10.多发电机传动系统大齿轮盘；11.多发电机传动系统小齿轮盘； 12.发电机；13.发电机支撑体与塔架地面基础。图3中14.箭头表示可持续并列延多与其一体化并列联合连动设置的"卧式分风式风力 机"数量；15.多发电机。图4中16.同轴并列设置的两个发电机(也可采用非同轴并列设置)；17.大齿轮盘；18.与传动系统一体化设置的塔架。图5中19.实现相互咬合的粗齿风轮(包括齿轮、轮架、轮轴)。图6中20.桨叶推拉杆滑道；21.缩桨过程中的桨叶；22.中心辊筒。图7中23.滑轨；24.小齿轮盘；25.大齿轮盘。图8中26.桨轮风轮传动齿轮；27.桨叶推拉杆滑道；28.縮入的桨叶；29.中 心大辊筒(剖面)； 30.伞式推拉杆； 31.伞式滑圈；32.伞式系统驱动杆与其驱动 装置(黑条纹箭头表示驱动装置与驱动方向)；33.桨轮风轮轴。图9中34.伞式系统驱动杆驱动方向；35.伸展的桨叶。图10中36."目"字形塔架；37.钢丝绳；38.拉坠重物体；39.塔架基础；40.地面或海底。实施运行方式举例本发明对"联合聚风极大功率风力发电机组"主要创新结构运行方法的描述是将多个"卧式分风式风力机"进行上下间隔并列联合设置，使相邻风力机间悬空于卧式 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"所形成的风力出力，由"主风轮轴"集中传动到一侧或两侧或中部设置的"多发电机传动系统" 或分别上下设置的发电机配合形成发电能力与配合梯级调控。
权利要求
1、一种“联合聚风极大功率风力发电机组”其特征在于其是由(一)卧式分风机舱，与(二)设有桨叶伸缩调控系统的卧式双桨轮风轮形成“卧式分风式风力机”，(三)将相同规格的“卧式分风式风力机”进行纵向间隔并列联合设置形成“卧式联合聚风风力机组”，(四)在“卧式联合聚风风力机组”的一侧、或两侧、或在其中部、或下部设置1-多个卧式发电机或是设置“多发电机传动系统”形成发电机组，并与(五)塔架与基础配合形成本发明技术方案设计形态，对上述(五)具体描述是(一)卧式分风机舱卧式分风式风力机机舱是通过卧式菱形或卧式长菱形分风机舱实现前后双方向的上下分风与卧式机舱上下两侧的相邻影响聚风；卧式分风机舱如同一个菱形或长菱形体，其上下两侧各有两个聚风斜面，上下两侧聚风斜面的实际交汇点构成卧式分风机舱前后两端的分风角；长菱形卧式分风机舱的双桨轮风轮是采用错位的布置设置方式，其上下联合排列后可使在各个卧式分风机舱外部的两个桨轮风轮相邻并列，并且将其进行相邻风轮齿轮的连动配合实现联合传动形态，从而形成上下一体化的“联合连动风力机组”形态；各个桨轮风轮轴的安装位置是分布设置的“目”字形塔架体上；(二)设有桨叶伸缩调控系统的卧式双桨轮风轮在卧式分风机舱的中部横向并联设置设有桨叶伸缩调控系统的卧式双桨轮风轮，卧式分风机舱的聚风斜面或其延伸连接的直面可遮挡住桨轮风轮半部分旋转弧面体，悬空在卧式分风机舱以外的双桨轮风轮桨叶，可承接卧式分风机舱上下联合并列设置后形成的横向聚风通道内的聚集气流，可使其能够按照风向变化来回双向冲击桨轮风轮的外部悬空桨叶，从而形成最大的出力能力转换；其刹车制动系统可与桨轮轮盘与塔架一体化设计；(三)将相同规格“卧式分风式风力机”进行纵向间隔并列联合设置，形成“卧式联合聚风风力机组”将上述(一)卧式分风机舱与(二)设有桨叶伸缩调控系统的卧式双桨轮风轮配合构成“卧式分风式风力机”形态；由各个“卧式分风式风力机”进行上下间隔并列且相同高度距离联合设置形成“卧式联合聚风风力机组”的形态，使上下相邻机组之间产生相互影响聚风的效果；(四)在“卧式联合聚风风力机组”的一侧、或两侧、或在其中部、或下部设置1个-多个卧式发电机，或是设置“多发电机传动系统”形成发电机组形态其可在“卧式联合聚风风力机组”的一侧、或两侧、或在其中部设置1个-多个卧式发电机，或是设置“多发电机传动系统”形成发电机组；其可将动力由在机组最下部设置的“主风轮轴”输出，与设置的“立式多发电机传动系统”连接配合形成发电机组，其“多发电机传动系统”是由一个与“主风轮轴”同轴设置的大齿轮盘与1-多个配合传动的小齿轮盘一体化配合构成；与风力机组配合设置的各个发电机还可通过直接连接的方式或是通过简单的齿轮箱配合传动，分别与上下若干个桨轮风轮的动力输出轴连接配合实现；或是采用由大齿轮盘将动力输出，并且与在其下部设置的小齿轮盘配合共同形成“多发电机传动系统”配合实现；此外，其也可选择采用由伞式、锥形齿轮组相互形成90度传动角度，再通过长传动轴将卧式桨轮风轮形成的动力传动到地面，并与在地面(水面平台)上设置的立式发电机或平面形态“多发电机传动系统”配合实现(即与联合聚风特大功率风电机组传动系统相同)；上述说明的结构与式样可根据实现具体需求进行不同形态的交替采用与发电机传动系统设置方式的类型选择；(五)塔架与基础部分通过塔架与基础实现“卧式联合聚风风力发电机组”的高举与各个桨轮风轮、分风机舱、发电机的排列、分布、固定；采用的塔架上部一般为“目”字形为最佳选择，可在其上方便地分布固定桨轮风轮、分风机舱、传动系统等机组装置，在机组一端、中部的塔架可与齿轮传动系统的齿轮保护结构实现一体化设置与设计；在一个机组上，“目”字形塔架的平面是顺风向间隔排列设置的，在1个“目”字形塔架的两侧设置1-多组斜拉钢丝绳形成稳定结构，一些情况下也可采用A字形钢架支撑结构。
全文摘要
一种“联合聚风极大功率风力发电机组”，其可实现极其巨大的单机出力能力设计；可将其简单理解为是“联合聚风特大功率风力发电机组”的卧式形态，由卧式分风机舱、卧式双桨轮风轮构成卧式分风式风力机，并使其纵向间隔并列联合设置形成卧式联合聚风风力机组，与1-多个卧式发电机或其系统配合形成；其可使联合聚风风电技术在设置、结构、成本、效能、适应性等方面更进一步优化或呈现诸多独特优势，其将使单机功率轻松超过50-100-150兆瓦及其以上机组出力能力设计成为现实，尤其适合在海上、滩涂、平地、山顶建设各种规模形态的风电场采用，其出现将使风电成为世界上最低成本的电源方式，其大规模推广建设将使风电成为主力电源。
文档编号H02K7/18GK101126377SQ200710175590
公开日2008年2月20日 申请日期2007年10月8日 优先权日2007年10月8日
发明者陈晓通 申请人:陈晓通