[发明专利]塔式涡轮风电装置

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种能广泛适用在各类风域生产风电及防治风害(灾)的塔式涡轮风电装置。

背景技术

目前，开发这种天然、清洁可再生风能资源不仅是世界各国的共识，简直是人类的渴求，天赐风能的可开采储量十分巨大，若能有效开发其中的1％，则全世界的能源结构就会发生很大变化，煤炭、石油这些不可再生资源将不再主要用于发电、动力机具的燃料，生态环境中碳排放量也将大幅度减少，在这种急需的大环境中风电生产与日俱增，如公知的投入实用的旋桨式风电装置，由于整体结构只适于在风能资源丰富、风速、风向符合设计要求，无突发性大风的风域组建大型、超大型风电机群采集风电，旋桨转动时产生的噪音远远超标，不得不远离城镇，不能防御风害及适应风速变化大时发电量也随之变化的要求，使得在各类风域开发风电的广泛性上存在不足。

发明内容

本发明提供的塔式涡轮风电装置是一种不受风速、风向影响，一塔配置多台直流发电机适应风速变化时发电量也相应的随之变化，可在各类风域组建大型、超大型风电体系，分4级，A小型，涡轮直径8米，最大设计塔高32米，机房内对称配置两组共4台直流发电机，最大总装机容量500KW，阵列布置在有流动沙害前沿阻挡风力降低近地层风速起“防沙林”作用；B中型，涡轮直径16米，最大设计塔高64米，机房内对称配置两组4台直流发电机，最大总装机容量5000KW，塔高设定为32米时可御时速100KM以上的大风，适于在各类风域中开发风电资源；上述两种均是按模数化设计中心柱及风动涡轮标准段部件组装的，塔高可随气象资料作设计调整，可搬迁；C大型，涡轮直径32米，D超大型，涡轮直径64米以上，因系统复杂，不适在本文中论述。

本发明的目的是这样实现的，一种塔式涡轮风电装置，在中心柱外套设同心风动涡轮套轴，轴末端设45°伞齿轮盘及4个从动伞形齿轮分别经轴承座、离合器、变速箱与直流发电机联接，完成将风动能(E＝1/2MV²)转换为机械能、电能经变配电系统输出的流程；风动涡轮的同心套轴及顶盖是联为一体的旋转体在塔顶由滚球体支撑与中心柱的间隙为80～100毫米，套轴末端45°伞齿轮盘设置在可调节涡轮旋转体重力荷载的基座滚柱轴承装置上与滚球体共同承担重力荷载；涡轮轮叶是半圆柱形变断面中空弧形叶板与套轴联接成三个首尾相联的圆柱面流线形空腔构成永远同一方向绕中心柱旋转的涡轮，这样三等分圆柱面转动力矩大、噪音小、结构简捷。轮叶内外壳板面构成的三角壳体与套轴整合成一个力学结构十分稳定的涡轮整体，叶壳中设加强肋并充填高强度聚酯发泡物使涡轮旋转体更严密牢固；对称的两组4个轴承座是所属从动伞齿轮传动的支撑及固定主动伞齿轮盘的“卡具”固定点，离合器受计算机控制，风力强度3～4级时联接一台直流发电机工作，，5～7级时使其对称的一组两台机工作，8～12级时两组4台直流发电机全部投入运转，适应在风速变化时发电量也随之变化；采用阵列、矩阵等集群式布防在有风害地区抗御风灾的机理是用“能量守恒定律”“动能公式”等物理力学方法计算出经阻挡后保护区内近地层风速的下降值，当其小于灾害风速时就达到了减灾的目的。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明

图1是本发明的安装配置图

图2是图1的I-I剖视图

图1、图2中风动涡轮1、中心柱2、连接盘3、连接螺栓4、涡轮套轴5、轴基连接盘及螺栓6、翼端连接盘及螺栓7、翼端托滚座8、安装平台9、钢柱10、离合器11、伞齿轮箱12、变速箱13、直流发电机14、轴承座15、从动伞齿轮16、主动伞齿轮盘及套轴17、基座滚柱轴承装置18、计算机19、变配电系统20、基础锚杆21、基础22、爬梯23、通道24、机房建筑25、涡轮套轴基底连接盘及螺栓26、中心柱内联接螺栓27、润滑剂灌注管28、抗侯防腐涂料29、托座30、滚球瓦31、滚球体32、避雷设施33、顶座34、顶盖35、螺栓36。

具体实施方式