一體式氣風風力發(fā)電裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一體式氣風風力發(fā)電裝置，既可最大限度利用風能資源，又可持續(xù)穩(wěn)定提供電能，同時顯著降低風電場綜合造價；采用的技術(shù)方案為：一體式氣風風力發(fā)電裝置，導向彎頭的上端設置有捕風口，導向彎頭的下端連接在連接直管的上端，連接直管的下端連接在加速變徑管的上端，加速變徑管的下端連接在發(fā)電裝置生根套管的上端，發(fā)電裝置生根套管的下端連接有出口擴散管，風力發(fā)電單元能繞中心柱自由轉(zhuǎn)動，一體式發(fā)電裝置和壓縮空氣沖轉(zhuǎn)裝置均設置在發(fā)電裝置生根套管內(nèi)，壓縮空氣通過管路與一體式發(fā)電裝置連通；本發(fā)明可廣泛應用于風力發(fā)電領域。
【專利說明】
一體式氣風風力發(fā)電裝置
技術(shù)領域
[0001]本發(fā)明一體式氣風風力發(fā)電裝置，屬于風力發(fā)電技術(shù)領域。
【背景技術(shù)】
[0002]風電是一種清潔、綠色的可再生能源。發(fā)展風力發(fā)電對于解決能源危機、減輕環(huán)境污染、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)等方面都有著非常重要的意義。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)的風力發(fā)電裝置的風機的啟動風速是3m/s，風速到約10.0m/s的時候就能滿負荷發(fā)電量，如果風速再增大，會先靠槳葉的變化減慢轉(zhuǎn)速，然后機械剎車，所以造成風能資源很大的浪費。
[0004]還有就是現(xiàn)在的電網(wǎng)還是需要有全天候運轉(zhuǎn)的火電廠作為基本保障，因為它能給用戶提供持續(xù)的電能，而風力變化卻很難預測，風力發(fā)電有時產(chǎn)量不足，有時產(chǎn)量過剩，造成現(xiàn)階段風力發(fā)電難擔當穩(wěn)定電網(wǎng)的重任。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一體式氣風風力發(fā)電裝置，既可最大限度利用風能資源，又可持續(xù)穩(wěn)定提供電能，同時顯著降低風電場綜合造價。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一體式氣風風力發(fā)電裝置，包括捕風口、導向彎頭、連接直管、加速變徑管、發(fā)電裝置生根套管、一體式發(fā)電裝置、壓縮空氣沖轉(zhuǎn)裝置、出口擴散管和中心柱，所述導向彎頭的上端設置有捕風口，所述導向彎頭的下端連接在連接直管的上端，所述連接直管的下端連接在加速變徑管的上端，所述加速變徑管的下端連接在發(fā)電裝置生根套管的上端，所述發(fā)電裝置生根套管的下端連接有出口擴散管，所述捕風口、導向彎頭、連接直管、加速變徑管、發(fā)電裝置生根套管和出口擴散管連接成一體的風力發(fā)電單元后活動設置在所述中心柱上，且所述風力發(fā)電單元能繞中心柱自由轉(zhuǎn)動，所述一體式發(fā)電裝置和壓縮空氣沖轉(zhuǎn)裝置均設置在發(fā)電裝置生根套管內(nèi)，且一體式發(fā)電裝置位于壓縮空氣沖轉(zhuǎn)裝置的上方，所述一體式發(fā)電裝置用于接受加速變徑管下端出口的風力發(fā)電，所述壓縮空氣沖轉(zhuǎn)裝置用于將超過一體式發(fā)電裝置載荷的風能轉(zhuǎn)化成壓縮空氣儲存，所述壓縮空氣通過管路與一體式發(fā)電裝置連通，在加速變徑管下端出口風量載荷不足時起補充風量的作用，所述一體式發(fā)電裝置上設置有發(fā)電機支撐裝置。
[0007]所述風力發(fā)電單元為兩個，三個或四個，所述風力發(fā)電單元環(huán)繞中心柱設置，每個所述風力發(fā)電單元內(nèi)均設置有一體式發(fā)電裝置和壓縮空氣沖轉(zhuǎn)裝置。
[0008]所述一體式發(fā)電裝置包括葉片、渦輪葉片和發(fā)電機裝置，所述葉片和渦輪葉片均與發(fā)電機裝置連接，且所述葉片和渦輪葉片通過轉(zhuǎn)動均能驅(qū)動發(fā)電機裝置發(fā)電。
[0009]所述風力發(fā)電單元的外側(cè)設置有外部支撐圓筒，所述外部支撐圓筒將風力發(fā)電單元和中心柱圍擋住，所述外部支撐圓筒的內(nèi)側(cè)壁上設置有環(huán)形軌道，所述中心柱、外部支撐圓筒之間設置有用于支撐風力發(fā)電單元的風筒支撐裝置，所述風筒支撐裝置通過支撐滾輪對應設置在外部支撐圓筒上。
[0010]所述環(huán)形軌道通過風筒軌道支撐裝置固定設置在外部支撐圓筒上。
[0011]所述中心柱上套裝有偏航齒輪，所述偏航齒輪與外部支撐圓筒之間設置有偏航銷齒，所述偏航銷齒通過與偏航齒輪和外部支撐圓筒之間的相互嚙合，將偏航齒輪的動力傳遞到外部支撐圓筒上。
[0012]所述外部支撐圓筒上沿縱向設置有多個風筒加強筋，所述中心柱上在對應風筒加強筋的位置上設置有回轉(zhuǎn)軸承，所述風筒加強筋上設置有限位裝置，所述風筒加強筋通過限位裝置與回轉(zhuǎn)軸承卡接。
[0013]所述外部支撐圓筒上設置有多個用于檢修設備的檢修平臺。
[0014]所述檢修平臺的底部設置有環(huán)形拖線裝置，所述環(huán)形拖線裝置用于向外界輸出電會K。
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果是:相同容量的風電場在采用本發(fā)明后可顯著減低風電場的初投資;米用風力發(fā)電系統(tǒng)與壓縮空氣發(fā)電系統(tǒng)合二為一的氣風風力發(fā)電裝置方式，可持續(xù)穩(wěn)定的向電網(wǎng)或用戶提供電能。
【附圖說明】
[0016]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的說明。
[0017]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，亦即單套風力發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖的側(cè)視圖。
[0018]圖2為本發(fā)明中四套風力發(fā)電裝置集束布置的整體結(jié)構(gòu)示意圖的正視圖。
[0019]圖3為本發(fā)明中四套風力發(fā)電裝置集束布置的整體結(jié)構(gòu)示意圖的側(cè)視圖。
[0020]圖4為本發(fā)明中四套風力發(fā)電裝置集束布置的俯視圖。
[0021]圖5為本發(fā)明中兩套風力發(fā)電裝置(前后式)的結(jié)構(gòu)示意圖的側(cè)視圖。
[0022]圖6為本發(fā)明中兩套風力發(fā)電裝置(左右式)的結(jié)構(gòu)示意圖的正視圖。
[0023]圖中:I為捕風口、2為導向彎頭、3為連接直管、4為加速變徑管、5為發(fā)電裝置生根套管、6為一體式發(fā)電裝置、7為壓縮空氣沖轉(zhuǎn)裝置、8為出口擴散管、9為中心柱、10為外部支撐圓筒、11為風筒加強筋、12為限位裝置、13為回轉(zhuǎn)軸承、14為風筒支撐裝置、15為支撐滾輪、16為風筒軌道支撐裝置、17為偏航齒輪、18為檢修平臺、19為環(huán)形拖線裝置、20為發(fā)電機支撐裝置、21為渦輪葉片、22為葉片、23為發(fā)電機裝置、24為偏航銷齒。
【具體實施方式】
[0024]如圖1?圖6所示，本發(fā)明一體式氣風風力發(fā)電裝置，包括捕風口1、導向彎頭2、連接直管3、加速變徑管4、發(fā)電裝置生根套管5、一體式發(fā)電裝置6、壓縮空氣沖轉(zhuǎn)裝置7、出口擴散管8和中心柱9，所述導向彎頭2的上端設置有捕風口 I，所述導向彎頭2的下端連接在連接直管3的上端，所述連接直管3的下端連接在加速變徑管4的上端，所述加速變徑管4的下端連接在發(fā)電裝置生根套管5的上端，所述發(fā)電裝置生根套管5的下端連接有出口擴散管8，所述捕風口 1、導向彎頭2、連接直管3、加速變徑管4、發(fā)電裝置生根套管5和出口擴散管8連接成一體的風力發(fā)電單元后活動設置在所述中心柱9上，且所述風力發(fā)電單元能繞中心柱9自由轉(zhuǎn)動，所述一體式發(fā)電裝置6和壓縮空氣沖轉(zhuǎn)裝置7均設置在發(fā)電裝置生根套管5內(nèi)，且一體式發(fā)電裝置6位于壓縮空氣沖轉(zhuǎn)裝置7的上方，所述一體式發(fā)電裝置6用于接受加速變徑管4下端出口的風力發(fā)電，所述壓縮空氣沖轉(zhuǎn)裝置7用于將超過一體式發(fā)電裝置6載荷的風能轉(zhuǎn)化成壓縮空氣儲存，所述壓縮空氣通過管路與一體式發(fā)電裝置6連通，在加速變徑管4下端出口風量載荷不足時起補充風量的作用，所述一體式發(fā)電裝置6上設置有發(fā)電機支撐裝置20。
[0025]所述風力發(fā)電單元為兩個，三個或四個，所述風力發(fā)電單元環(huán)繞中心柱9設置，每個所述風力發(fā)電單元內(nèi)均設置有一體式發(fā)電裝置6和壓縮空氣沖轉(zhuǎn)裝置7。
[0026]所述一體式發(fā)電裝置6包括葉片22、渦輪葉片21和發(fā)電機裝置23，所述葉片22和渦輪葉片21均與發(fā)電機裝置23連接，且所述葉片22和渦輪葉片21通過轉(zhuǎn)動均能驅(qū)動發(fā)電機裝置23發(fā)電。
[0027]所述風力發(fā)電單元的外側(cè)設置有外部支撐圓筒10，所述外部支撐圓筒10將風力發(fā)電單元和中心柱9圍擋住，所述外部支撐圓筒10的內(nèi)側(cè)壁上設置有環(huán)形軌道，所述中心柱9、外部支撐圓筒10之間設置有用于支撐風力發(fā)電單元的風筒支撐裝置14，所述風筒支撐裝置14通過支撐滾輪15對應設置在外部支撐圓筒10上。
[0028]所述環(huán)形軌道通過風筒軌道支撐裝置16固定設置在外部支撐圓筒10上。
[0029]所述中心柱9上套裝有偏航齒輪17，所述偏航齒輪17與外部支撐圓筒10之間設置有偏航銷齒24，所述偏航銷齒24通過與偏航齒輪17和外部支撐圓筒10之間的相互嚙合，將偏航齒輪17的動力傳遞到外部支撐圓筒10上。
[0030]所述外部支撐圓筒10上沿縱向設置有多個風筒加強筋11，所述中心柱9上在對應風筒加強筋11的位置上設置有回轉(zhuǎn)軸承13，所述風筒加強筋11上設置有限位裝置12，所述風筒加強筋11通過限位裝置12與回轉(zhuǎn)軸承13卡接。
[0031]所述外部支撐圓筒10上設置有多個用于檢修設備的檢修平臺18。
[0032]所述檢修平臺18的底部設置有環(huán)形拖線裝置19，所述環(huán)形拖線裝置19用于向外界輸出電能。
[0033]本發(fā)明的工作過程:所述捕風口I捕獲空氣經(jīng)過導向彎頭2和連接直管3后，進入加速變徑管4中進行加速，加速后的空氣向?qū)拥囊惑w式發(fā)電裝置6送風，通過所述管道中的風，控制一體式發(fā)電裝置6中的自然風發(fā)電用葉片22轉(zhuǎn)動，葉片的轉(zhuǎn)動可驅(qū)動發(fā)電機裝置23發(fā)電，發(fā)過電后的風經(jīng)過出口擴散管8回到大自然。由于所述的風力發(fā)電裝置在風能資源持續(xù)波動，發(fā)電頻率不穩(wěn)定，會對電網(wǎng)造成沖擊或電網(wǎng)暫不允許并網(wǎng)時，所產(chǎn)生電能供應給配套空壓機系統(tǒng)，空壓機生產(chǎn)的壓縮空氣存儲于壓縮空氣儲罐中，待電網(wǎng)恢復需求，或風資源條件不適合發(fā)電時，可用存儲于壓縮空氣儲罐中的壓縮空氣經(jīng)過相關管路及控制系統(tǒng)經(jīng)過壓縮空氣沖轉(zhuǎn)裝置7，控制一體式發(fā)電裝置6中的壓縮空氣發(fā)電用渦輪葉片21轉(zhuǎn)動，渦輪葉片21的轉(zhuǎn)動可驅(qū)動發(fā)電機裝置23發(fā)電，發(fā)過電后的壓縮空氣經(jīng)過出口擴散管8回到大自然。
[0034]本發(fā)明采用集束式的布置方式，能更好的利用公共設備，減低同等風場規(guī)模的單位投資水平。
[0035]本發(fā)明中四套一體式氣風風力發(fā)電裝置沿圓周方向90°集束布置在中心柱9四周。也可以是由兩套一體式氣風風力發(fā)電裝置沿圓周方向180°布置在中心柱9四周。
[0036]本發(fā)明中氣風風力發(fā)電裝置群通過風筒支撐裝置14、支撐滾輪15支撐于外部支撐圓筒10的環(huán)形軌道上，環(huán)形軌道通過風筒軌道支撐裝置16生根在外部支撐圓筒10上，當風向變化時，氣風風力發(fā)電裝置群可通過變頻電機帶動偏航銷齒24轉(zhuǎn)動，通過偏航銷齒24與偏航齒輪17的嚙合傳動，從而驅(qū)動整個氣風風力發(fā)電裝置群隨風向?qū)崿F(xiàn)偏航功能。為保證整個氣風風力發(fā)電裝置群的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，在上部及下部區(qū)域各設置一套限位裝置，風筒通過風筒加強筋11、限位裝置12和回轉(zhuǎn)軸承13，使得氣風風力發(fā)電裝置群只能圍繞中心柱9轉(zhuǎn)動。所述風力發(fā)電裝置群通過環(huán)形拖線裝置19用以給風力發(fā)電裝置供電和把風力發(fā)電裝置所產(chǎn)生的電量送出。
[0037]本發(fā)明集束一體式氣風風力發(fā)電裝置可顯著減低風電場的初投資;采用風力發(fā)電系統(tǒng)與壓縮空氣發(fā)電系統(tǒng)合二為一的氣風互補風力發(fā)電裝置方式，可持續(xù)穩(wěn)定的向電網(wǎng)或用戶提供電能。
[0038]本發(fā)明風力發(fā)電裝置及其系統(tǒng)，是由四套沿圓周方向90°集束布置的風力發(fā)電裝置群及壓縮空氣發(fā)電裝置組成。
[0039]本發(fā)明中風力發(fā)電裝置群在風能資源穩(wěn)定、電網(wǎng)允許并網(wǎng)時持續(xù)穩(wěn)定的向電網(wǎng)提供電能；在風能資源持續(xù)波動，發(fā)電頻率不穩(wěn)定，會對電網(wǎng)造成沖擊或電網(wǎng)暫不允許并網(wǎng)時，所產(chǎn)生電能供應給配套空壓機系統(tǒng)，空壓機生產(chǎn)的壓縮空氣存儲于壓縮空氣儲罐中，待電網(wǎng)恢復需求，可用存儲于壓縮空氣儲罐中的壓縮空氣帶動渦輪機發(fā)電。
[0040]本發(fā)明中風力發(fā)電裝置也可是由兩套沿圓周方向180°集束布置的風力發(fā)電裝置群組成。風力發(fā)電裝置也可以僅設置一套，風力發(fā)電裝置群以中心柱為圓心等角度布置于中心柱四周，風力發(fā)電裝置群整體支撐于布置于中心柱上的回轉(zhuǎn)支撐軸承上，風力發(fā)電裝置群整體也可通過數(shù)個滾輪支撐于外部支撐圓筒的內(nèi)壁上。
[0041]本發(fā)明中風力發(fā)電裝置群在中部設置四臺(或兩臺)偏航電機，偏航電機通過銷齒傳動的方式實現(xiàn)偏航功能。風力發(fā)電裝置群可整體隨風向變化以中心柱為圓心轉(zhuǎn)動。風力發(fā)電裝置群在上部、中部及下部共設置三套限位裝置與固定在中心柱上的回轉(zhuǎn)軸承連接。風力發(fā)電裝置群在合適位置設置三處檢修維護平臺。風力發(fā)電裝置群在中間檢修維護平臺下方設置環(huán)形拖線裝置，用以給風力發(fā)電裝置供電和把風力發(fā)電裝置所產(chǎn)生的電量送出。
[0042]本發(fā)明中發(fā)電裝置生根套管為雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)層為自然風流道，外層為壓縮空氣裝置布置空間。一體式發(fā)電裝置的葉片為分級葉片結(jié)構(gòu)，內(nèi)級葉片為普通風力發(fā)電機組所用葉片，自然風通過驅(qū)動此級葉片帶動風力發(fā)電裝置發(fā)電。一體式發(fā)電裝置的葉片為分級葉片結(jié)構(gòu)，外級葉片為渦輪形葉片，壓縮空氣通過驅(qū)動此級葉片帶動風力發(fā)電裝置發(fā)電。壓縮空氣發(fā)電裝置包括空氣壓縮機、數(shù)套壓縮空氣儲罐及相應管路系統(tǒng)及閥門系統(tǒng)。
[0043]上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作了詳細說明，但是本發(fā)明并不限于上述實施例，在本領域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。
【主權(quán)項】
1.一體式氣風風力發(fā)電裝置，其特征在于:包括捕風口(I)、導向彎頭(2)、連接直管(3)、加速變徑管(4)、發(fā)電裝置生根套管(5)、一體式發(fā)電裝置(6)、壓縮空氣沖轉(zhuǎn)裝置(7)、出口擴散管(8)和中心柱(9)，所述導向彎頭(2)的上端設置有捕風口(1)，所述導向彎頭(2)的下端連接在連接直管(3)的上端，所述連接直管(3)的下端連接在加速變徑管(4)的上端，所述加速變徑管(4)的下端連接在發(fā)電裝置生根套管(5)的上端，所述發(fā)電裝置生根套管(5)的下端連接有出口擴散管(8)，所述捕風口(1)、導向彎頭(2)、連接直管(3)、加速變徑管(4)、發(fā)電裝置生根套管(5)和出口擴散管(8)連接成一體的風力發(fā)電單元后活動設置在所述中心柱(9)上，且所述風力發(fā)電單元能繞中心柱(9)自由轉(zhuǎn)動，所述一體式發(fā)電裝置(6)和壓縮空氣沖轉(zhuǎn)裝置(7)均設置在發(fā)電裝置生根套管(5)內(nèi)，且一體式發(fā)電裝置(6)位于壓縮空氣沖轉(zhuǎn)裝置(7)的上方，所述一體式發(fā)電裝置(6)用于接受加速變徑管(4)下端出口的風力發(fā)電，所述壓縮空氣沖轉(zhuǎn)裝置(7)用于將超過一體式發(fā)電裝置(6)載荷的風能轉(zhuǎn)化成壓縮空氣儲存，所述壓縮空氣通過管路與一體式發(fā)電裝置(6)連通，在加速變徑管(4)下端出口風量載荷不足時起補充風量的作用，所述一體式發(fā)電裝置(6)上設置有發(fā)電機支撐裝置(20)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式氣風風力發(fā)電裝置，其特征在于:所述風力發(fā)電單元為兩個，三個或四個，所述風力發(fā)電單元環(huán)繞中心柱(9)設置，每個所述風力發(fā)電單元內(nèi)均設置有一體式發(fā)電裝置(6)和壓縮空氣沖轉(zhuǎn)裝置(7)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一體式氣風風力發(fā)電裝置，其特征在于:所述一體式發(fā)電裝置(6)包括葉片(22)、渦輪葉片(21)和發(fā)電機裝置(23)，所述葉片(22)和渦輪葉片(21)均與發(fā)電機裝置(23)連接，且所述葉片(22)和渦輪葉片(21)通過轉(zhuǎn)動均能驅(qū)動發(fā)電機裝置(23)發(fā)電。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一體式氣風風力發(fā)電裝置，其特征在于:所述風力發(fā)電單元的外側(cè)設置有外部支撐圓筒(10)，所述外部支撐圓筒(10)將風力發(fā)電單元和中心柱(9)圍擋住，所述外部支撐圓筒(10)的內(nèi)側(cè)壁上設置有環(huán)形軌道，所述中心柱(9)、外部支撐圓筒(10)之間設置有用于支撐風力發(fā)電單元的風筒支撐裝置(14)，所述風筒支撐裝置(14)通過支撐滾輪(15)對應設置在外部支撐圓筒(10)上。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一體式氣風風力發(fā)電裝置，其特征在于:所述環(huán)形軌道通過風筒軌道支撐裝置(16)固定設置在外部支撐圓筒(10)上。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一體式氣風風力發(fā)電裝置，其特征在于:所述中心柱(9)上套裝有偏航齒輪(17)，所述偏航齒輪(17)與外部支撐圓筒(10)之間設置有偏航銷齒(24)，所述偏航銷齒(24)通過與偏航齒輪(17)和外部支撐圓筒(10)之間的相互嚙合，將偏航齒輪(17)的動力傳遞到外部支撐圓筒(10)上。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一體式氣風風力發(fā)電裝置，其特征在于:所述外部支撐圓筒(10)上沿縱向設置有多個風筒加強筋(11)，所述中心柱(9)上在對應風筒加強筋(11)的位置上設置有回轉(zhuǎn)軸承(13)，所述風筒加強筋(11)上設置有限位裝置(12)，所述風筒加強筋(11)通過限位裝置(12)與回轉(zhuǎn)軸承(13)卡接。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一體式氣風風力發(fā)電裝置，其特征在于:所述外部支撐圓筒(10)上設置有多個用于檢修設備的檢修平臺(18)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一體式氣風風力發(fā)電裝置，其特征在于:所述檢修平臺(18)的 底部設置有環(huán)形拖線裝置(19)，所述環(huán)形拖線裝置(19)用于向外界輸出電能。
【文檔編號】F03D1/04GK105927475SQ201610484300
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月28日
【發(fā)明人】黃寶祝, 郭俊
【申請人】黃寶祝