[實用新型]一種支撐立軸風(fēng)力發(fā)電機葉輪的環(huán)形跑道

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920154245.4
• 申請日: 2009-05-15
• 公開（公告）號: CN201507395U
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝永文
• 申請（專利權(quán)）人: 謝永文
• 主分類號: F03D9/00
• 分類號: F03D9/00;F03D3/00
• 代理公司: 北京知本村知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 11039
• 代理人: 周自清

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及風(fēng)力發(fā)電機的重力支撐機構(gòu)。

背景技術(shù)

現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機分兩大類，一類是葉片旋轉(zhuǎn)軸與地面平行的水平軸型，另一類是葉片旋轉(zhuǎn)軸與地面垂直的立軸型。水平軸型風(fēng)力發(fā)電機在實際應(yīng)用中出現(xiàn)一些難以克服的缺點：其調(diào)節(jié)和控制系統(tǒng)復(fù)雜，葉片制作加工困難。還由于其發(fā)電機和調(diào)節(jié)機構(gòu)等均裝置在支撐塔架頂部，受到重量和空間的限制，難以大型化。為此，國內(nèi)外許多研究部門大力開發(fā)適合于裝配大型化機件的立軸型風(fēng)力發(fā)電機，發(fā)電機功率在100-1000千瓦，甚至在1000千瓦以上。立軸型風(fēng)力發(fā)電機的支撐機構(gòu)包括塔架、底座及中心轉(zhuǎn)軸。中心轉(zhuǎn)軸通過軸承支撐在底座上，底座內(nèi)有重錘、剎車盤、發(fā)電機等設(shè)備，中心轉(zhuǎn)軸在與風(fēng)輪構(gòu)成轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)的同時支撐風(fēng)輪重量。

立軸型風(fēng)力發(fā)電機大型化后，其風(fēng)輪直徑可達(dá)幾十米，葉片重量可達(dá)數(shù)十噸。龐大的風(fēng)輪及其巨大的重量，對支撐機構(gòu)提出了很高的要求。如果僅僅采用提高中心轉(zhuǎn)軸和支撐底座強度的方法來解決大型風(fēng)輪的支撐問題，就要大幅度提高機器的制造成本。即使采用強度很高的材料，加粗加厚相關(guān)部件，所能解決的問題也是有限的，很難保證風(fēng)力發(fā)電機在強風(fēng)或超強風(fēng)環(huán)境下安全可靠運行。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種制造成本低廉，運行穩(wěn)定安全可靠的立軸型風(fēng)力發(fā)電機的支撐機構(gòu)。

本實用新型支撐立軸風(fēng)力發(fā)電機葉輪的環(huán)形跑道，適用于裝置單葉片風(fēng)輪的風(fēng)力發(fā)電機和裝置有雙葉片風(fēng)輪的立軸風(fēng)力發(fā)電機。其結(jié)構(gòu)包括，在葉片下方設(shè)置環(huán)形導(dǎo)軌和支撐環(huán)形導(dǎo)軌的環(huán)形支撐架，環(huán)形導(dǎo)軌和環(huán)形支撐架的中心為風(fēng)力發(fā)電機的中心轉(zhuǎn)軸，環(huán)形導(dǎo)軌和環(huán)形支撐架的半徑相當(dāng)于風(fēng)輪的半徑，環(huán)形導(dǎo)軌的高度相當(dāng)于風(fēng)輪與地面的距離，導(dǎo)軌和支架間用墊片和螺栓調(diào)節(jié)導(dǎo)軌的水平度和圓周同心度；在風(fēng)輪葉片的下沿設(shè)置與環(huán)形導(dǎo)軌相適應(yīng)的滑輪，葉片下沿的滑輪與導(dǎo)軌滑動連接。

所述環(huán)形支撐架是以金屬型材固定聯(lián)結(jié)的金屬架構(gòu)，其經(jīng)濟(jì)適宜的高度為3-5米。

作為優(yōu)化，環(huán)形導(dǎo)軌由若干弧形節(jié)段的鋼軌銜接組成，其連接如同鐵路道軌的銜接。相應(yīng)地，環(huán)形支撐架也是由若干弧形節(jié)段組合而成。每節(jié)段的環(huán)形導(dǎo)軌和環(huán)形支撐架都可以獨立安裝、拆卸，方便于安裝施工和維修。

作為優(yōu)化，在所述導(dǎo)軌的圈內(nèi)設(shè)置圓環(huán)形輔助導(dǎo)軌。輔助導(dǎo)軌與主導(dǎo)軌為同心圓，均以塔架中心軸為圓心；輔助導(dǎo)軌的半徑相當(dāng)于主導(dǎo)軌半徑的1/2-4/5；輔助導(dǎo)軌向上與葉片支撐臂形成支撐和滑動聯(lián)接。如此雙跑道結(jié)構(gòu)適用于特大型立軸風(fēng)力發(fā)電機。

作為優(yōu)化，在每組風(fēng)輪葉片與導(dǎo)軌之間分別設(shè)置滑板，滑板上面設(shè)置軸承與軸銷，軸承和軸銷分別與滑板和葉片固定，形成葉片與滑板之間的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)，葉片與滑板連接牢靠，葉片又能沿縱軸轉(zhuǎn)動，可以適應(yīng)葉片所承擔(dān)的葉輪轉(zhuǎn)動速度自動調(diào)節(jié)功能；滑板底面設(shè)置一個或多個滑輪與導(dǎo)軌滑動連接。

導(dǎo)軌與滑輪接觸面的形狀和接觸方式關(guān)乎到風(fēng)輪運行的阻力和穩(wěn)定性，應(yīng)選擇二者兼顧的方式。作為優(yōu)化，通過改變導(dǎo)軌和滑輪輪轂的截面形狀，也可以通過一組中多個滑輪排列位置的改變，使滑輪與導(dǎo)軌形成咬合式或鉗夾式結(jié)構(gòu)。在正常運轉(zhuǎn)時，導(dǎo)軌對葉片是支撐作用；一旦強風(fēng)使風(fēng)輪及塔架有所傾斜時，導(dǎo)軌對葉片起到牽拉作用，防止滑輪出軌及塔架傾覆。

本發(fā)明環(huán)形跑道，有效解決了立軸風(fēng)力發(fā)電機的穩(wěn)定支撐問題，為其大型化發(fā)展提供了保證。裝置于功率在數(shù)百千瓦，甚至在1000千瓦以上，風(fēng)輪直徑近百米的大型立軸風(fēng)力發(fā)電機，也能安全運行，而且其安裝維修簡便。同時，裝置了本發(fā)明支撐機構(gòu)分擔(dān)了支撐塔架的大部分承重，可大大降低對塔架結(jié)構(gòu)強度的要求，減少塔架制造成本。

附圖說明

圖1是本實用新型剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型俯視圖；

圖3是本實用新型一種實施方式結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實用新型安裝有導(dǎo)向滑輪的另一實施方式結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)號所表示的部件或部位為，1-塔架底座；2-主葉片；3-副葉片；4-葉片支撐臂；5-中心轉(zhuǎn)軸；6-導(dǎo)軌；7-導(dǎo)軌支撐架；8-導(dǎo)軌固定螺釘；9-軸銷；10-軸承；11-滑板；12，12a，12b，12c-滑輪；13-墊片。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明。