專利名稱：一種風力發(fā)電裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種風力發(fā)電裝置，特別涉及一種兜風能力強，能提高風對風槳葉的壓力和空氣密度，適用范圍廣，成本造價低，經濟效率高，可連接成網絡形拉緊固定，穩(wěn)定性能好，架設高度更高撲捉風能更強，風槳葉可在順風方向自動立起，逆風時自動倒下，強風時自動調整立起傾斜度，遇到破壞性大風，臺風時能自動收起，具有防振液壓自控的多種架設方式，如平置多層平轉，平置立轉，立置多層平轉的風力發(fā)電裝置。
背景技術：
人類自古就會利用風能澆灌農田、磨面等，十八世紀出現(xiàn)了發(fā)電技術后，人們就開始利用風能發(fā)電，到現(xiàn)代風能發(fā)電已遍及全球各地，特別是在丹麥、荷蘭、瑞典、德國等國家發(fā)展迅速，我國改革開放后也有較大的發(fā)展。利用風能發(fā)電是不消耗資源，不污染環(huán)境且取之不盡，用之不竭的清潔能源，有些國家風能發(fā)電已占全部能源供給的。目前世界性的能源危機已經顯現(xiàn)，為了搶占能源，有些國家不惜發(fā)動戰(zhàn)爭。世界大部國家的能源供給主要還是以石油、煤等不可再生的能源為主，而水電核電資源也是有限，石油和煤全世界的儲量也只能用不到百年，世界人口在不斷增加，生產能力在不斷提高，能源消耗在不斷增加，而能源儲備在快速減少，而由于燃油和燃煤造成的環(huán)境污染，大氣污染已經到了非常嚴重的地步，如不加以改變，甚至危及到人類的生存，世界各國已把能源儲備作為國家戰(zhàn)略，并關系到各國的經濟發(fā)展，人民生活和國家興衰高度對待。
利用風能來滿足人們日益增強的能源需求，是解決這一矛盾的重要方法之一，風能是一種非常清潔的可再生能源，在地球各地都有廣泛而豐富的分布，具專家分析計算，每年分布在全球各地的風能，其總量之大是用之不竭的。人類如果能撲捉到全球風能的，就相當于全球每年消耗掉的全部能源之和，就是說，人們都在到處找能源，而最好、最清潔可再生的能源就在我們的天上飛過，看你能否撲捉利用。
人們?yōu)槭裁床荒芨行У乩眠@樣好的風力資源呢，這主要是目前現(xiàn)有的技術撲捉風能的能力差、架設風機發(fā)電的區(qū)域小，利用風能發(fā)出的電、每度電費遠遠高出利用燃油和燃煤的電費，不經濟，就很難推廣，雖然有些國家政府拿出錢來補貼，鼓勵風能發(fā)電，但也不能從根本上解決問題。
現(xiàn)有技術中的風力發(fā)電裝置，雖也有很大發(fā)展，如單機容量越來越大，最大的單機容量已大1-3MW，風機的風槳葉也越來越大，有些單個葉片長達50米以上，上下展開直徑可達百米以上，塔高也相應升高，有些大容量的塔高達80米以上，塔基寬度在5-8米，如同修建一座大型佛塔，使得風電基礎投資太大，修建一座宏偉的幾十米高的佛塔狀的塔基，上面只為安裝一臺發(fā)電機，成本高每度電的價格當然很高了。
造成這種結果的原因有以下因素一、現(xiàn)有技術中采用的風電機都是立置立轉的，同時它還要隨著風向的改變而轉動方向，這樣以來50米長的風槳葉掃動使得支撐立柱周圍不能架設水平方向的拉緊鋼索，只能獨立，而強大的風力撲捉又必須有強大的基礎來穩(wěn)定，這樣就不得不修建龐大的塔基。由于地表面的不平整，許多地方的大氣流都距地面以上100-200米高度，這樣的高度常年大部分日子都有好風，有些專家提出，像現(xiàn)有技術中的塔基如每升高10米，撲捉到的風能就可增加10％，但是如若讓現(xiàn)在的龐大的塔基再向上升高，這樣獨立的塔基底座寬度要達到10米以上，這就給基礎建設投資帶來更大的負擔。
二、現(xiàn)有技術中的風槳葉，雖然采用碳纖維，強度高、重量輕的原材料，但風槳葉的寬度達4-5米，單個長度達50米以上，它還是以斜面來迎風，即它的受風面的投影是有效推力面積，而真正用來發(fā)電是這個有效推力面積的扭力方向的分力。所以真正獲得得的扭力并不大。而且斜面迎風，使吹來的空氣從葉面劃過，不能產生很強的風壓，也就是不能兜住風，根據(jù)流體力學原理，象船帆和降落傘，它必須有一個凹面來收集氣流增大風壓和空氣密度，通過計算不同凹面收集到的空氣密度和風壓是平面的幾倍，是斜面的十幾倍。由于現(xiàn)有技術中的風槳葉不能有效收集風力提高風壓，因而造成了象中國的青海和西藏大面積海拔3000-4000米高原上常年都有風速在5-6米/秒的風能，只因海拔高度的原因空氣密度降低而不能得到利用。
三、現(xiàn)有技術中的風槳葉的設計方式不能抵御強風和臺風，而廣大的沿海近海區(qū)域常年都有風速在6米/秒以上的好風，只是每年都有幾次破壞性大風或臺風，一年有300天的好風，只因十天的破壞性大風使得現(xiàn)有技術無法在這樣廣大的好風場架設風機，現(xiàn)有技術的風槳葉架設上去，很難在來臺風時取下來，而這樣的風槳葉無論如何也經不起強臺風的襲擊。
實用新型內容本實用新型的目的在于一、改變現(xiàn)有技術中的立置立轉無法設置平拉斜拉鋼索而必須修建獨立龐大塔基的方式，改用平置平轉，或平置立轉，立置平轉的方式，這樣就不影響各立柱之間相互進行水平方向，鋼索拉緊網絡和地面與立柱間斜向拉緊鋼索的設置，從而不需要修建龐大的塔基，不但穩(wěn)定性能大大提高，基礎費用和成本大大降低，而且立柱的高度也可進一步升高，獲取更好的風能，使每度電的成本大大降低，就可快速普及風力發(fā)電。
二、兜風能力強，能象船帆一樣，風槳葉迎風面呈凹陷形，四周有微微收口，這樣能成倍地提高收風能力，增大風壓和增大風槳葉面處的空氣密度，在同樣風槳葉面積的情況下能成倍提高撲捉風能的能力，提高風電機扭力，不但可使單機容量大大提高，而且可在風速較小的地域和高源地域也能設置。
三、提供一種適用范圍更廣，不但能在小風、大風下使用，而且能在破壞性的超大臺風到來時自動收起風槳葉，只剩下龍骨和拉緊鋼索，不至于遭受臺風破壞。
現(xiàn)有技術中，風機內也設置有隨風向轉動調整的風向舵，但它的隨風能力差，只能左右適量轉動，不能上下轉動。而在世界許多地方，春季刮東南風，秋季刮西北風，山區(qū)大山坡早晨刮上波風，晚上刮下波風，本實用新型要提供一種不但能隨風向自動正面迎風，而且能隨山坡上波風和下波風自動正面迎風，現(xiàn)有技術中風槳葉只能一端支撐固定，另一端游離懸空，這就影響其抗強風能力和撲捉大風的能力，本實用新型還要提供一種風槳葉兩端都有支撐固定，并且中間段也能設置支撐固定桿，遇到太大的破壞性風還能自動卷起槳葉，大大提高適用范圍和撲捉風力的能力。
為達到上述實用新型目的，本實用新型是這樣實現(xiàn)的一種風力發(fā)電裝置，包括風槳葉和支持風槳葉的塔柱、發(fā)電機組及殼體、鎖死器、發(fā)電機轉動齒輪及其遙控啟動電動機、輸電導線及其調控傳輸電纜、控制房及其中的整流變頻器、蓄電池、反向調制器并入電網的傳輸導線，還包括水平和斜向拉緊鋼索，拉緊環(huán)、梁架及其支撐桿，風槳葉起落防震彈片及起落角度液壓調節(jié)器，隨殼體轉動的液壓控制、潤滑液箱及滴灌裝置，避雷裝置；所述的支持風槳葉的塔柱為立柱，立柱上有拉緊環(huán)，此環(huán)為拉緊鋼索相連，在立柱的拉緊環(huán)上面為風槳葉與發(fā)電機殼體相連的裝置，立柱頂端有風槳葉梁架，發(fā)電機殼體內部的發(fā)電機連電纜線至發(fā)電機組控制房，而其控制房通過電纜連電網；所述立柱為數(shù)根，立柱為數(shù)根相距50-100米距離豎立下由水泥基礎支撐，上部分層由鋼索水平成網狀拉緊固定，外圍立柱由斜向地面的鋼索拉緊固定，鋼索有螺旋旋緊器調緊，立柱上段分數(shù)層通過軸承將殼體套裝連接在立柱上，梁架及其支撐桿以平置平轉、平置立轉、立置平轉形成，通過軸承固定在立柱上或通過螺絲固定在殼體上殼上，風槳葉通過軸承固定在梁架的主軸上，風槳葉的上沿和下沿與梁架的上軸和在其背面中下部縱向外側軸之間設置可折疊的防振彈片，防振彈片上還設置有風槳葉豎起角度的液壓調節(jié)器；殼體內通過鋼架設有隨殼體轉動的液壓控制器及其啟動電動機，此液壓控制器通過導管控制風槳葉豎起角度，液壓控制器還控制設置在殼體與立柱軸承之間的液壓雙環(huán)鎖死器，殼體內通過鋼架還設有隨殼體轉動的潤滑液儲箱和潤滑液滴灌控制導管以潤滑殼體與立柱之間的軸承、發(fā)電機齒輪和通過導管潤滑連接在梁架上的各軸承和摩擦付，在殼體內的立柱上通過鋼架連接固定著1-3個發(fā)電機組，發(fā)電機組不隨殼體轉動，它是通過齒輪與殼體內齒輪嚙合，發(fā)電機齒輪與發(fā)電機軸之間設有液壓離合器，此液壓離合器的液壓儲油箱、遙控器和啟動電動機是通過鋼架固定在殼體內的立柱上，發(fā)電機齒輪的軸通過鋼架固定在立柱上。立柱是由水泥管或玻璃鋼管或陶瓷管，鋼制管或鋼架結構，直徑60-120cm，長度為20-40米的數(shù)根通過螺絲或特設的接口，豎直連接，下設水泥基礎，其最上段安裝風電機組及殼體的必須是高質量的鋼管柱，直徑20-40cm，鋼管上端設有絕緣陶瓷管和避雷針及其導線，通過導線與埋設在立柱水泥基礎下面的放電銅板相連，在立柱上還設有拉緊環(huán)，立柱之間的水平鋼索和與地面之間的斜拉鋼索都是通過拉緊環(huán)與立柱連接。拉緊環(huán)與每條鋼索之間還設有螺旋旋緊器進行調緊，在拉緊環(huán)上還設有工作平臺，它是由鋼管制成并有防護網，以供工作人員維修之用。梁架是由直徑50-120mm的鋁合金管制成的，其長度為5-50米，高度為2-5米，寬度為2-4米的三角形梁架結構，其縱向分為下面的較粗的主軸和上面的上軸及外側的外側軸，由數(shù)根橫管、立管和斜管焊接而成，梁架的三根軸的一端通過連接板用螺絲連接在殼體上，而平置立轉和立置平轉型裝配是在梁架的兩端通過支撐桿通過軸承連接在橫軸或立柱上，而立置平轉型裝配，在梁架的外側軸上延伸部分，在不影響風槳葉起落的情況下設置與殼體間的支撐桿相連接，在梁架的支撐桿之間還設置有直形或弧形的加強桿。風槳葉分普通形和抗臺風型，普通型風槳葉是由邊框和葉面組成的凹帆形結構長5-50米，寬2-20米，凹陷深度20-120cm，葉面是由碳纖維或網狀玻璃鋼纖維制成的厚度1-3mm的纖維膜，具有質輕，抗拉力和抗老化能力強的特性，通過粘合、鉚合技術固定在邊框上，邊框是由寬50-150mm，厚20-40mm的扁鋁合金管制成的，邊框分邊框上沿，邊框下沿和兩端的弧形邊框沿及直形的邊框沿及中間的數(shù)根加強格條組成，在兩端的弧形邊框和直形邊框之間也有纖維膜相連，風槳葉背面即凸面的中下部有縱向的數(shù)個軸承外套管，這些軸承外套管是安裝在弧形邊框和中間的弧形格條后下部，將風槳葉分成上、下兩部分，軸承外套管的上部風槳葉面積大于下部風槳葉面積，但上下兩部分的重量相同，使其正面迎風時有一點風力就能立起，而背面迎風時有一點風力即能倒下，風槳葉背面的軸承外套管通過螺絲連接在梁架主軸的數(shù)個相應的軸承上，風槳葉立起時其上部靠在梁架上軸上，平置時風槳葉下部靠在梁架的外側軸上；抗臺風型風槳葉的葉面是可以卷起的，它的邊框是由邊框上沿管、邊框下沿管及兩端的弧形管、直形管和數(shù)根中間部分的增強格組成，下沿管是直徑15-40cm的鋁合金管制成，管上沿有一條縱向的開口，開口寬度3-5mm，下沿管的兩端增粗，內設小型電動機和卷軸、滑輪等，上沿管是由直徑5-15cm的鋁合金管制成，其下沿有一條縱向的開口，開口寬度2-5cm，風槳葉兩側面是空的，不設纖維膜，邊框兩端的弧形管是由直徑3-8cm的鋁合金管彎曲制成，其前方有一縱向開口，開口寬度2-5mm，邊框兩端的直形管是由直徑5-10cm的鋁合金制成，它的上下與邊框上管、邊框下管相連通，在邊框下管一端增粗的管內通過鋼架支撐連接有一小型雙向電動機，它的傳輸導線是通過風槳葉后面的軸承管，再通過梁架主軸內至立柱通過摩擦電碳刷，再通過設在立柱中的導線與發(fā)電機組導線一起，傳達至操作控制房，電動機的軸與邊框下管內的卷軸相連通，另一端通過軸承架設在邊框下管另一端增粗部分的管內，發(fā)電機軸上設一小齒輪通過中間齒輪和另一架設在電動機旁的相同直徑的滑輪、齒輪相嚙合，中部齒輪和滑輪齒輪及滑輪都通過鋼架固定在邊框下管增粗部分內，在邊框上管兩端也設有一滑輪，風槳葉葉面的纖維膜上沿平整連接一直徑10-30mm的鋼管上，稱埋管，纖維膜下沿平整地連接在卷軸上，纖維膜兩側邊將直徑1-3mm的鋼絲包在邊沿內，并套入邊框弧形管內通過弧形管的縱向開口，纖維膜伸出，包纖維膜的鋼絲一端連接在邊框下管的卷軸上，另一端通過上滑輪、直形管卷在下滑輪上，并有一定的余量，在邊框上管內還設有一與邊框上管同軸但比邊框上管直徑小的半弧形管條，稱卡死片，卡死片靠兩端的短軸固定在邊框上管內可圍繞上管軸轉動，當埋管進入邊框上管的開口后，卡死片轉動使埋管不能脫出，當埋管需脫出時卡死片反向轉動，打開開口，埋管方可脫出，控制卡死片左右旋轉的是設在邊框上管兩端的電磁推力器，電磁推力器是一弧形磁棒上繞有線卷，當直流電導通，經過磁棒時，磁棒產生磁力，與磁棒磁極相反的小磁鐵安裝在卡死片的兩側，反向導電時卡死片反向轉動，控制磁棒磁性變化的是設在電動機上的控制芯片來調控。防振彈片是由兩片厚3-5mm，寬5-10cm的彈性鋼片由中間的連接橫桿、彈子軸承相連接，其長度與風槳葉上沿或下沿與梁架上軸或下軸的距離相當，彈片的兩端都設有橫向伸縮軸桿，在橫向伸縮桿內設有轉動小軸承和彈簧，可按壓伸縮，安裝時，按壓此兩端，使其彈入設置在風槳葉邊框上的兩個軸承管內，當風槳葉立起時設置在風槳葉上沿與梁架上軸間的防振彈片背靠背重疊，設置在風槳葉下沿與梁架外側軸之間的防振彈片拉開，風槳葉倒下時則相反，防振彈片還設有液壓調節(jié)控制風槳葉豎起角度的液壓調節(jié)器，它是由兩根外管平行排列在防振彈片中軸兩側，外管下端與防振彈片的中軸相連接，兩外管上端通過一橫向液壓儲管相連接，在兩外管的上端管內有液壓堵頭，液壓堵頭靠液壓推力停留在一定高度，兩液壓內管套裝在外管內，內管下端有一橫管將兩內管連接在一起，使其平行并牢固，兩內管下端伸出部分與梁架中軸上的軸承外管上合，在橫向液壓儲管上有一液壓液導管與隨梁架轉動的液壓遙控調節(jié)器相連，通過遙控調節(jié)液壓管在液壓外管內的運行距離來調節(jié)風槳葉豎起角度。殼體、隨殼體轉動的液壓控制啟動裝置和鎖死器，殼體分上下兩部分，是由厚3-5mm的鋁合金板壓制而成的，其外有厚度6-20mm的加強筋，殼體及其加強筋上有螺孔，通過螺絲將梁架上合在殼體上，殼體上下半部的中間都有孔，通過軸承將殼體套裝在立柱上，殼體上下半部之間也有上合孔，當殼體內部器件裝配完后，通過螺絲和上合孔將下半部連接成一個整體，殼體上部有帶紗網的進氣孔，下部有帶紗網的出氣孔，殼體中部開設有開關門，是通過合頁與鎖環(huán)連接在殼體上，殼體內壁上有一圈內齒輪，用于與發(fā)電機齒輪嚙合傳遞扭力，殼體內上部還有用鋼架連接固定在殼體上，隨殼體一同轉動的潤滑液儲箱和滴灌控制器，并設有導管給立柱與殼體間的上、下軸承及發(fā)電機齒輪潤滑，另有導管分別通向梁架上設置的各軸承和需要潤滑的摩擦付，殼體內上部還有隨殼體轉動的，用鋼架固定在殼體內的液壓遙控器和液壓儲油箱及其啟動小電動機及液壓液導管，導管的一部分通向風槳葉立起角度液壓控制部，導管另一部分通向鎖死器；液壓鎖死器是連接在殼體上部軸承外套內的雙卡環(huán)與立柱間的，液壓液通向那一導管由液壓遙控控制器控制。殼體內的發(fā)電機組及其固定鋼架，發(fā)電機轉動齒輪和液壓離合器及其遙控啟動電動機，殼體內可設置1-3組300KW-2000KW的渦輪風冷變速發(fā)電機，發(fā)電機通過鋼架固定在立柱上，發(fā)電機齒輪是通過軸承連接在齒輪軸上，齒輪軸通過鋼架固定在立柱上，發(fā)電機齒輪與殼體內齒輪相嚙合，發(fā)電機的軸和發(fā)電機齒輪間設有液壓離合器，液壓離合器的上部彈性磨沙片連接在發(fā)電機軸上，下部磨沙片連接在齒輪上，兩部磨沙片之間靠液壓調控來決定貼緊還是分離，液壓離合器的遙控啟動裝置包括液壓儲油箱導管、遙控啟動器和啟動小電動機這些都通過鋼架固定在立柱上。輸電及其調控傳輸電纜、控制房及其中的整流變頻器，蓄電池，反向調制器，并入電網的傳輸導線，輸電導線是將各發(fā)電機發(fā)出的電通過立柱中的管腔并入埋在地下的電纜，而控制風電機上的各電動機的輸電導線也通過此電纜通向各電動機，地埋電纜通入控制房，控制房內設，整流器、變頻器和蓄電池將風電機發(fā)出的變頻電流整流成直流電后儲存于蓄電池，再通過反向調制器將直流電調制成與電網頻率相同的交流電，通過導線傳送至用戶或并入電網內。梁架及其支撐桿以平置平轉、平置立轉、立置平轉形式通過軸承固定在立柱上，平置平轉是風槳葉及其梁架，一端懸空，一端通過螺絲固定在殼體上，平置平轉可在同一立柱上設置多層，為減少振動和氣流的不良影響，上一層如順時針方向轉動，下一層可使其逆時針方向轉動，如將風槳葉梁架的左端都與殼體相連，則此層形成順時針轉動方式，下一層可將風槳葉梁架的右端與殼體相連則形成逆時針方向轉動，平置立轉是立柱以一定間距排成一排，各立柱由一橫軸貫通連接，立柱的兩側設斜拉鋼索與地面拉緊固定，風槳葉及其梁架與平置平轉形相同，只是梁架的兩端通過支撐桿通過軸承連接在橫軸上，殼體和發(fā)電機組平置在一側的立柱上，通過橫軸上的轉動軸承與發(fā)電機之間設置的齒輪將扭力傳遞至發(fā)電機，而平置平轉型設置在殼體內隨殼體轉動的潤滑儲箱和滴灌控制裝置和隨殼體轉動的液壓調控裝置此時是設置在橫軸上的轉動軸承上，也隨梁架一起轉動，各支撐桿之間可設加強桿，立置平轉型是風槳葉和梁架立置的，通過設置在梁架兩端的支撐桿，通過軸承連接在立柱上的殼體上、下部分，梁架的外側軸的延伸部分通過兩根支撐桿連接在殼體上帶動殼體轉動，其余都與平置平轉相同。
與現(xiàn)有技術相比，本實用新型有以下優(yōu)點和積極效果1、經濟性好，以一根立柱替代直徑6-7米的龐大塔架，而且架設方便，基礎開發(fā)費用顯著降低，使每度電的成本大大降低。
2、穩(wěn)定性能強，由于能設置平行的鋼索拉緊網絡和斜向的拉緊鋼索，不論是立單根還是成片，立柱都非常穩(wěn)固而且架設方便，可架的更高。
3、發(fā)電能力明顯增強，由于本實用新型的風槳葉呈凹形，正面迎風，架的更高，大大提高了撲捉風能的能力，使用于發(fā)電的扭力明顯增強，單機容量大大提高。
4、適用范圍廣，由于本實用新型的風槳葉兜風能力強，使表面風壓明顯增大和空氣密度顯著提高，使得以前不能設置風電機的弱風場(風速在3-4米/秒)的平源地帶，或者海拔3000-4000米以上的高原地帶也能設置，由于本實用新型設置了防破壞裝置，和超強和穩(wěn)定性，又使本實用新型能在常出現(xiàn)破壞性超大風的區(qū)域和沿海常出現(xiàn)臺風的區(qū)域也能設置，并且能在山坡地帶適應上坡風和下坡風風場。
5、可以成為扶貧的很好的方式，由于成本低，架設方便適用范圍廣，單機容量大等優(yōu)勢，對于那些遠離電網的城鎮(zhèn)貧困農村地區(qū)，可以成為扶貧、改善落后地區(qū)的經濟面貌，快速提高農民生活水平非常好的途徑和方法。
6、有利于推廣和普及，風能發(fā)電是清潔的可再生的能源，以前因成本高發(fā)電能力差，適用范圍有限等因素，很難推廣普及，而本實用新型具有明顯的經濟性能好，發(fā)電能力強，每度電的電價明顯下降，而且本實用新型具有適用范圍廣，抗破壞能力強等優(yōu)點，不僅又可做為小區(qū)域開展供電扶貧等，也可作為以后大面積并網發(fā)電的重要組成部分，因為適用范圍廣了，應用區(qū)域就廣了，可架設的更高了，使得以前認為不能開展風力發(fā)電的廣大區(qū)域都可利用風能發(fā)電了，不論是日發(fā)電時數(shù)或年發(fā)電日數(shù)明顯提高后，風能發(fā)電可以自行平恒、消化、協(xié)調電網電壓的起伏波動能力強了，大大提高了風電入網的百分比，使這種清潔的可再生的能源真正為人類大面積、全方位利用，造福人類。


圖1是本實用新型各部分連接的結構示意圖；圖2是平置平轉形式的上部三層設置示意圖；圖3是平置平轉單層風槳葉和梁架與殼體連接示意圖；圖4是風槳葉梁架結構示意圖；圖5是風槳葉結構示意圖；圖6是防振彈片與液壓調節(jié)桿示意圖；圖7是殼體外部結構示意圖；圖8是殼體內部發(fā)電機及其它調控裝置布局示意圖；圖9是平置立轉型式的立柱，風槳葉及其梁架、發(fā)電機組、拉緊鋼索的裝配布置示意圖；圖10是立置平轉形式的裝配布置示意圖；圖11是抗強風型風槳葉外部結構示意圖；圖12是抗強風型風槳葉內部結構示意圖；具體實施方式
如圖1所示，立柱4上面有拉緊環(huán)6與拉緊鋼索5相連，拉緊環(huán)6上有風槳葉2，它和發(fā)電機殼體1相連，立柱4頂端有風槳葉2的梁架3，發(fā)電機殼體1的內部發(fā)電機連電纜線7至發(fā)電機組控制房8而控制房8，通過電纜線連到電網9。立柱由幾節(jié)組成，可由直徑60-120cm的水泥管柱，也可為鋼管柱或生鐵、玻璃鋼管柱、陶瓷管柱制成，其下面與水泥基礎相結合，最上面的裝配風機的管柱必須是高質量的鋼管柱。圖中5是在立柱陣列的外圍斜向地面的拉緊鋼索，根據(jù)立柱架設高度及分節(jié)情況，外圍斜拉鋼索可布置幾層，在每條斜拉鋼索上設有螺旋旋緊器，斜拉鋼索下面與地面上的水泥基礎相連，上面與立柱拉緊環(huán)相連。圖中6是立柱拉緊環(huán)，立柱間的水平拉緊鋼索也與此環(huán)相連，水平拉緊鋼索在各立柱間相互成網絡連接，每條水平拉緊鋼索上也設置有螺旋旋緊器。圖中7是每個風力發(fā)電機組的輸電線和控制電機的電線線纜，它由發(fā)電機組通過立柱中管通向地面后，通過地埋管線通向控制房。圖中8是發(fā)電機組控制房，控制房內設整流裝置，儲電器和反向調制器，可將風電機在不同風速狀態(tài)下發(fā)出的變頻電流整流成直流電存儲在大容量儲電池內，再通過反向調制器調制成與電網頻率相同的交流電送入電網或直接送給用戶使用。
如圖2所示，第二層平置平轉的風槳葉2，為了更好地利用立柱和拉緊鋼索網，在同一立柱上根據(jù)不同風力情況可設置數(shù)層平置平轉風機組，為了平衡旋轉時的振動和氣流變化，第二層的旋轉方向可與上面的第一層及下面的第三層的方向相反。在同一風電機的梁架左端與風電機殼體相連，就形成順時針旋轉方式，如右端與殼體相連就形成逆時針旋轉方式。立柱下面的一節(jié)通過螺絲或專設的接口與立柱上一節(jié)相連接。立柱上段4-2，這段立柱是由粗細一致制作嚴格的鋼管制成，直徑為28-48cm，上面可通過軸承裝設數(shù)層殼體及發(fā)電機組。裝配在立柱上端的是絕緣瓷管4-3。裝配在絕緣瓷管中的是避雷針4-4，它通過專用導線與埋在立柱基礎下面的放電銅板相連。設置在立柱上部的鋼索拉緊環(huán)上面的工作平臺為6-1，另由鋼管制成并有防護網，以便于工作人中維修和安裝發(fā)電機組。圖中6-2是設在鋼索拉緊環(huán)周圍的拉緊鋼索連接口和螺旋旋緊器，水平拉緊鋼索或斜向拉緊鋼索都通過此旋緊器相連并調緊。
如圖3所示，是平置平轉單層風槳葉和梁架與殼體連接示意圖；圖中3-2是安裝在梁架3上軸與風槳葉2上沿之間的防振彈片；圖中3-3是安裝在梁架3外側軸與風槳葉2下沿之間的防振彈片；圖中4-2是立柱上段的鋼柱。
如圖4所示，這是風槳葉梁架結構示意圖梁架3是由直徑50-120mm的鋁合金管制成的，其長度為5-50m，高2-5m，底寬2-4m的三角形結構；圖中3-1是梁架的主軸，也代表梁架在三根縱軸中，主軸比其它二根為粗，風槳葉就是通過數(shù)個軸承連接在主軸上。圖中3-4是梁架上軸，風槳葉的上沿上的數(shù)個防振彈片通過軸承連接在上軸上。圖中3-5是梁架外側軸，風槳葉下沿上的數(shù)個防振彈片通過軸承連接在外側軸上。圖中3-6是梁架上軸與外側軸之間的斜向連管，梁架的三根軸之間可根據(jù)梁架的長度、寬度和高度根據(jù)受力強度設置多根橫管、立管和斜管。圖中3-7是梁架的三根軸與殼體間的連接版通過螺絲將梁架固定在殼體外殼的面上和加強筋上。圖中3-8是套裝在梁架主軸上的軸承，軸承的外管通過螺絲與風槳葉中下部的縱管上合，在梁架的三根軸內有供套在軸上的軸承潤滑液的導管，通過軸上的孔，供各軸承潤滑，潤滑液導管的另一端與設置在殼體上部隨殼體轉動的潤滑液儲油箱相連通。圖中3-9是套裝在梁架主軸上的風槳葉升降角度調節(jié)液壓桿連接軸承。
如圖5所示，這是風槳葉結構示意圖；風槳葉的葉面2-1，它是由厚度1-3mm的質輕，抗拉力和抗老化能力強的碳纖維或網狀纖維膜制成的，通過粘合鉚合技術固定在風槳葉邊框上。風槳葉邊框上沿2-2，風槳葉邊框是由寬50-150mm，厚20-40mm的扁鋁合金管制成的，長方凹形結構。圖中2-3是風槳葉邊框中間的加強格條，風槳葉有的可制成長5-52m，寬2-20m凹陷深度20-120cm的風帆狀風槳葉，強大的兜風能力，使其受到大風時，風槳葉表面壓力很大，因此，根據(jù)需要在風槳葉的上下邊框之間可設置數(shù)條加強格條。格條與邊框同樣材質。風槳葉橫檔2-4，其材質與風槳葉膜相同。設置在風槳葉梁架邊框及格條上的軸承外管固定套2-5，它是設置在風槳葉上下間的重力分界線上，即上部與下部兩部分的風槳葉重量相等，但是上部的面積大于下部的面積，在制作風槳葉時，使其下部加厚，重心線偏下，當正面迎風時，由于上部面積大于下部面積，風槳葉立起，當背面即凸面迎風時，風槳葉自動倒下成水平狀，減少逆向阻力。圖中2-6是風槳葉下沿框上安裝防振彈片的軸承套，在風槳葉下側設有防振彈片，防振彈片的一端通過軸承安裝在梁架的外側軸上，另一端就是通過一對軸承管，安裝在風槳葉下沿框上。風槳葉凹面兩端的直扁管2-8，它與風槳葉邊框材質相同。
如圖6所示，是防振彈片與液壓調節(jié)桿示意圖；防振彈片3-2，它是由厚3-5mm，寬5-10cm的兩片弧狀彈性鋼片由中間的連接橫桿，彈子軸承相連接，其長度與風槳葉上沿或下沿與梁架上軸或下軸的距離來決定。當此距離縮小時，兩片彈片背靠背重疊，兩端靠近，中間連接桿下降，在兩端靠近時由弧形彈片的彈性防振，當距離增大時，防振彈片拉開，在拉開的后期靠弧形彈片的弧形彈力來防振。圖中3-10是安裝在兩弧形彈片之間連接橫軸內的彈子軸承。弧形防振彈片兩端部的橫向伸縮軸桿3-11，在軸桿內設轉動小軸承和彈簧，并且兩端可通過按壓伸縮，在安裝時，按壓此兩端后，使其彈入設置在風槳葉邊框上的兩個軸承管內進行連接。防振彈片的液壓調節(jié)桿3-13，兩根液壓調節(jié)桿的外管平行排列，其下端與防振彈片的中軸相連接，其上端通過一橫向液壓儲管3-12相連接，在外管的上端管內有液壓堵頭，液壓堵頭靠液壓推動停留在一定的高度，而液壓內管即圖中的3-14是上下開口不壓氣的管，套在外管內，其下端有一橫管相連，下端通過圖中3-15的上合口上合在梁架的中軸上的軸承外管上。液壓液輸送導管3-16，它一端連接在液壓外管間的上端間的儲管相連通，另一端連接在隨梁架轉動的液壓搖控調節(jié)器的液壓箱內，當風力太大，風電機轉速太快時，通過液壓調節(jié)器中的電動機使液壓箱內的液壓液通過此導管壓入橫向儲管內，擠壓兩外管上端的堵頭停留在一定的位置高度，液壓內管只能在這個高度以下的空間內滑動，從而調節(jié)風槳葉立起的角度，減少受風面積而減低風電機的轉速。
如圖7所示，是風力發(fā)電機組的殼體外部結構示意圖；殼體上半部分1-1，它通過軸承1-4套裝在立柱4-2上，殼體下半部分1-2，它通過軸承1-8套裝在立柱4-2上，在安裝時，將殼體內部的器件安裝完成后，再將殼體的上下兩部分套裝后通過螺孔1-9用螺絲將殼體上下兩部分連接在一起成為一個整體。圖中1-3是殼體外的加強筋，因梁架是通過螺絲連接固定在殼體上，由于梁架很長，其向下的折力很大，殼體外與梁架連接上合處，需有上下方向的加強筋，是在制作殼體時，由厚3-5mm的鋁合金板壓制而成的，加強筋厚6-20mm，殼體的上下部及加強筋上都有螺孔，安裝時通過螺絲將梁架連接固定在殼體和加強筋上。圖中1-5是殼體上部的帶紗網的進氣孔；圖中1-6是殼體下部的帶紗網的出氣孔以利于發(fā)電機氣冷通氣之用。殼體中部的開關門1-7，它是通過合葉與鎖環(huán)連接在殼體上，當發(fā)電機組等器件需維修時，可打開此門以便維修。
如圖8所示，是殼體內部發(fā)電機及其它調控裝置布局示意圖，圖中1-1和1-2分別是殼體的上半部和下半部；圖中1-4和1-8分別是殼體上半部和下半部與立柱間的軸承。圖中1-10和1-18分別是兩個風冷發(fā)電機，它們是通過鋼架結構1-11固定在立柱4-2上，同一殼體內根據(jù)需要可安置1-3個發(fā)電機，圖中的1-12是殼體上部內與殼體連為一體的內齒輪。發(fā)電機齒輪1-3，它通過軸承連接在齒輪軸1-16上，齒輪軸通過鋼架固定在立柱4-2上，發(fā)電機齒輪與殼體內的齒輪相嚙合。液壓離合器1-17的下部與發(fā)電機齒輪相連接，上部與發(fā)電機轉動軸相連接，兩部之間設有彈性磨沙片發(fā)電時，通過液壓控制器使兩磨沙片貼緊，扭力傳遞給發(fā)電機，不發(fā)電時，通過液壓控制使兩磨沙片，分離扭力不能傳遞至發(fā)電機。圖中1-14是液壓控制器及其液壓油箱，液壓液通過導管進入液壓離合器1-17內，液壓控制器是通過鋼架固定的立柱4-2上。液壓控制器搖控電動機1-15。它與液壓控制器連接在一起。潤滑液儲箱和滴灌控制器1-19，它通過鋼架固定在殼體上部，隨殼體轉動，它有導管通過滴灌給立柱與殼體間的上、下軸承及發(fā)電機齒輪滴灌潤滑，另有導管1-20分別通向梁架上設置的各軸承和需要潤滑的摩擦付滴灌潤滑。潤滑液油箱上有自動信號發(fā)生器，當內部滑液用盡時發(fā)出信號，由維修人員補充。圖中1-21是用鋼架連接在殼體上部，隨殼體轉動的液壓搖控器和液壓儲油箱及其啟動小電動機1-22，它的液壓液導管分兩部，一部分1-24通向風槳葉立起角度液壓控制部分，即防振彈片上的液壓儲管以根據(jù)需要控制風槳葉的立起角度，液壓鎖死器1-23，1-24，它是連接在殼體上部軸承外套內，通過液壓雙卡環(huán)與立柱間進行鎖死或放行。其液壓油是來自于液壓控制器的另一控制導管開關。
如圖9所示，這是本實用新型平置立轉型的立柱風槳葉及其梁架、發(fā)電機組、拉緊鋼索的裝配布置方式示意圖；平置立轉布置方式較適用于左右方向風向變化不大而上下方向風向變化比較大的山坡地帶，這些地帶常常為早晨刮上坡風，晚上刮下坡風。圖中4-5是立柱，可用鋼網架立柱數(shù)根為一排，各立柱上通過一橫軸4-6相連接，中部通過鋼索5-1斜向地面拉緊固定。圖中2-1是平置的風槳葉；圖中3-18是連接在梁架的兩端的支撐桿，支撐桿的一端與梁架邊端相連接，另一端通過軸承連接在橫軸上。圖中3-19是三個風槳葉支撐桿間的加強桿，為了更加牢固，三個風槳葉的支撐桿之間可在適當?shù)牟课辉O置直型或弧型的加強桿。圖中3-17是支撐桿與橫軸間的軸承，這樣的軸承左右各一個。圖中1-12是設置在右側軸承上的齒輪及隨軸承轉動的潤滑液儲箱、滴灌裝置和隨軸承轉動的液壓控制鎖死器和液壓控制風槳葉立起角度的裝置。圖中1-1是發(fā)電機組及其殼體，由于平置立轉橫軸是平置的，發(fā)電機組及其殼體也可平置立柱上，通過發(fā)電機齒輪與橫軸軸承上的齒輪相嚙合來傳遞扭力，其余部分與平置平轉型相同。
如圖10所示，是立置平轉形式裝配布置的示意圖；立置平轉由于可在梁架兩端和中間部位設置多根支撐桿，它的穩(wěn)定性更強，適用于風力比較大的地域如海岸和近海區(qū)域，它是將風槳葉立起布置其余都與平置平轉相同。圖中4-7是立柱，可設數(shù)根至數(shù)十根立柱由鋼索分層連接成網狀固定如圖中的6-2、6-3，邊緣可設斜拉鋼索固定。圖中1-1是殼體，內設發(fā)電機組等調節(jié)潤滑液壓控制裝置，如前述的平置平轉，殼體外有連接風槳葉梁架的支撐桿，支撐桿從殼體至梁架后方外側軸的延伸部，以不影響風槳葉起落為宜，如圖中的3-21。圖中的3-22是從梁架兩端的直桿延伸至立柱的支撐桿，通過兩個軸承3-20套裝在立柱殼體的上下兩側，三根支撐桿之間還可設置直形或弧形的加強桿，使風槳葉更加牢固穩(wěn)定，抗大風能力更強。
如圖11所示，是為抵抗破壞性的大風或臺風而設計的能在臺風來臨時自動或人工遙控卷起的一種特制的風槳葉，在一些沿海區(qū)域每年都有300天左右的好風，但只因每年有幾次破壞性的臺風，使這樣的好的風場不能被利用，現(xiàn)有技術中的風槳葉是經不住臺風的破壞，又不能拆下來再裝。為此本實用新型設計了能夠在破壞性大風、臺風來臨時自動或人工搖控卷起的風槳葉，使風槳葉纖膜卷入邊框內，只剩下框架和立柱等，就不怕任何破壞性大風。風槳葉邊框下沿管2-9，它是以直徑15-40cm的鋁合金管制成，管的上沿有一條縱向的開口，開口寬度3-5mm，如圖2-16，下沿管的兩端增粗，內設小形電動機和卷軸、滑輪等，如圖中2-11和2-12。風槳葉邊框上沿管2-10，它是由直徑5-15cm的鋁合金管制成，其下沿有一縱向的開口，開口寬度2-5cm。圖中2-14是風槳葉兩側面，是空的，不設膜。風槳葉膜2-7，其材質是用可卷起的抗老化強度高的網狀纖維膜或碳纖維膜制成的。風槳葉邊框兩端和中間弧形框2-15，是由直徑3-8cm的鋁合金管彎曲制成的，在其背面中下部設置有軸承連接管，與梁架主軸上的軸承相連接。在兩端弧形管前方有一縱向開口，開口寬度2-5mm。風槳葉邊框兩端的直形管2-13，它是由直徑5-10cm鋁合金管制成的，它上下與邊框的上下沿管相連通。風槳葉中間部分的數(shù)根直管2-17，它是由直徑3-6cm鋁合金管制成的，上下連接在邊框上下沿管上。
如圖12所示，是抗強風型風槳葉內部結構示意圖；圖中2-7是風槳葉纖維膜局部。圖中2-10是風槳葉邊框上沿管的開口。通過鋼架固定在風槳葉邊框下沿管一端的小型雙向電動機2-29，它的輸電導線是通過風槳葉后面中下部的軸承管，再通過梁架中軸內，再通過設在立柱上的摩擦碳刷，再通過設在立柱中的導線通過與發(fā)電機組合并在一起的線纜，傳達至操作控制房。圖中2-11是風槳葉邊框下沿管兩端的增粗部分。滑輪齒輪2-26，它與電動機齒輪通過中間相嚙合，此齒輪與安裝在電動機軸上的齒輪直徑相同。支持鋼架2-25，它將電動機和滑輪，滑輪齒輪連接固定在邊框下沿管增粗部分內?；?-24，它是通過軸承與滑輪齒輪套裝在支架軸上。電動機卷軸2-28，它與電動機軸相連通，另一端通過軸承固定在邊框下沿管另一端的增粗部分內，它卷軸通過風槳葉邊框下沿管開口，將纖維膜水平固定在卷軸上，當兩端的電動機以順時針轉動時，通過卷軸將纖維膜卷入邊框下沿管內，直至纖維膜上沿的埋管抵達下沿管開口時自動停機。纖維膜上沿埋管2-20，它是由直徑10-30mm的鋼管將纖維膜上沿平整連接在管上。纖維膜的兩側邊將直徑1-3mm的鋼絲包在邊沿內，并套入邊框兩端弧形管內，通過弧形管的縱向開口2-21，纖維膜伸出。鋼絲2-22，它與纖維膜兩側邊的鋼絲相連通，其弧形部分在弧形管內，通過邊框上管內的滑輪2-23和邊框下管內的滑輪2-24其直管部分是邊框兩端的直管內，其一端同纖維膜連接在卷軸邊端，另一端通過余留部分卷在邊框上管的滑輪上。
當臺風來臨，需要將風槳葉卷起時，電動機順時針方向轉動將纖維膜卷入邊框下管內，與此同時，、邊框下管內的滑輪轉動放松鋼絲，直至鋼絲放凈時發(fā)出指令，電動機停機，當需要升起纖維膜時，電動機逆時針方向轉動，邊框下管滑輪也轉動，將鋼絲卷在滑輪上，鋼絲通過邊框上滑輪牽拉埋管使纖維膜上升。直至埋管進入邊框上管的開口內后，電動機立即停轉，與此同時，設在邊框上管兩端的電磁推力器2-30通電后在電磁場的推動下，設在邊框上管內的半弧形卡死片2-27轉動，將埋管卡死在邊框上管的開口內，使其脫不出，當需要纖維膜卷起時，首先有一電流通過固定在邊框上管兩端的電磁推力器，使其反向推動，半弧形卡死片打開縱形開口后，埋管才可脫出，半弧形卡死片是由兩端的支撐軸固定在邊框上管內，它與邊框上管同圓心，半徑比邊框上管小，使其能在邊框上管內正反轉動一定的角度。
電磁推動器是設在邊框上管兩端的弧形磁棒，其上繞有直流導線，在卡死片相尖的兩側也沒有小磁鐵，控制磁棒磁性改變是由設在電動機上的電子控制芯片控制。
利用直徑50mm-120mm的鋁合金管，縱向上下三根和數(shù)根短鋁合金管焊接成長5-50米，高2-5米，底寬2-4米的三角形梁架結構，梁架的下縱管為主軸管，在主軸管上設置2-8個轉動軸承。轉動軸承與風槳葉背面相應的連接管用螺絲相連接。
風槳葉2是用寬50mm-150mm，厚20-40mm的扁鋁合金管制成的一面凹陷，一面凸的框架，框架內設置厚度為1-3mm的碳纖維或網狀纖維薄膜，使風槳葉呈長5-50米，寬2-20米，凹陷深度為20-120cm，四面微微收口形的迎風面凹陷背風凸起的長方形結構。
在風槳葉2背面即凸面的中下部有縱向排列的2-8個轉動軸承連接管，連接軸承的縱線是風槳葉上下兩部分的重心線，但是其上部的面積大于下部的面積，即下部面積小，但重量與上部相同，使得風槳葉背面受風時繞軸倒下，呈平置，風槳葉的下部靠在梁架的外側軸上，而正面迎風時即可立起，風槳葉的上緣靠在梁架的上軸上，呈直立狀。無論風是從何方吹來，風機的一扇風槳葉總是迎風立轉的，而背向風的風槳葉是倒下呈水平狀的，由于風槳葉立起時的迎風面積遠遠大于轉過來的一倒下的那一扇風槳葉的受風面積，(一般可為1/15-1/5)，再加上迎風立起的面是呈凹狀面，兜風能力強，而平置的是滑面不兜風，與現(xiàn)有技術相比，這樣的裝置可獲得更大的風能，所造成的旋轉扭力遠遠大于現(xiàn)有技術的風槳葉設計。
為了避免風槳葉2立起或倒下時產生的碰撞和振動，本實用新型在風槳葉后面的上部和下部分別設置了2-8個防振拉力弧形彈片，使用厚3-5mm，寬5-10cm的兩片弧狀彈性鋼片，中間有轉軸將兩彈性片相連，其兩片拉開的長度與風槳葉倒下時的上沿與梁架上軸的間距相當，而立起時風槳葉下沿與梁架外側上軸的間距相當。為了提高風電機的適應能力，本實用新型還在兩彈性防振片的中軸上設置了液壓頂桿裝置，這個裝置是靠液壓頂力限制中軸與主軸的間距，當兩彈性防振片合籠時其中軸頂向主軸方向，當兩片彈性防振片拉開時其中軸遠離主軸方向，在風速不高時，風槳葉可立直，全面迎風發(fā)電，當風力過大時，為避免由轉速過高造成發(fā)電機超荷損壞，設在發(fā)電機轉軸上的電子轉速計數(shù)裝置自動啟動液壓控制器，使得液壓頂力限制桿壓力增大而縮短或拉長，使風槳葉立起的角度受到控制，不能完全立起，呈一斜角狀，使迎風風槳葉與逆風風槳葉的受風面積之比發(fā)生變化而調整風機的轉速。
風槳葉2的梁架3可分為幾種；一種是風槳葉平置平轉，梁架可用鋁合金管焊接成三角形型梁架。其一端懸空，另一端通過上合板，用螺絲上合在發(fā)電機外殼體上。另一種是風槳葉平置立轉或立置平轉，梁架就可兩端固定，通過螺絲固定在相應的旋轉桿上，旋轉桿再通過軸承連接在立管或橫軸上。風槳葉平置平轉型安裝一般適應于風速變化不大，沒有破壞性大風的平原地帶，它可隨風的方向自動迎風向，不論是東南風，還是西北風都能自動迎風立起，逆風倒下，平置立轉型安裝一般適用于山坡地帶，上坡風和下坡風變化較大的地帶，現(xiàn)有技術中的風機雖有導航裝置，但不能適應上下風的變化，本實用新型設計的平置立轉型安裝方式就能適用于這種上坡風和下坡風的變風向地帶，而立置平轉型安裝，由于其風槳葉上下都有固定，中間也可連接固定桿，穩(wěn)定性很強，這種安裝適用于沿海強風場。
由于本實用新型設計不影響多個立柱4水平方向網絡狀拉緊鋼繩5，也不影響單個立柱穩(wěn)定性特別是不需要建立龐大的很粗的塔柱。只需以水泥管柱或鋼管柱，鋼網柱做支撐，可以建的很高，可高達100-200米以上的立柱，獲取更大更好的風能，由呈網絡狀的多層水平鋼索拉緊，立柱中下方可向地面設置斜拉鋼繩，不但穩(wěn)定性更強，而且特別經濟，大大減少了基礎投資，大大降低了電價。使總裝機量和每機容量可大大增加，為了運輸方便，立柱可設計成20-40米的多節(jié)，在安裝時通過螺絲或特設的接口連接起來。
本實用新型的發(fā)電裝置包括殼體、殼體軸承、發(fā)電機、發(fā)電機液壓離合器、液壓油儲油箱、轉動增速齒輪裝置、電子轉速計數(shù)器、發(fā)電機軸承和增速齒輪的潤滑液滴灌儲油箱、液壓鎖死器、以及隨著梁架轉動的主軸軸承潤滑液滴灌儲油箱和調節(jié)轉速的液壓儲油箱、液壓電子信號接收器和液壓機起動小電動機。
其中，殼體分為兩種，風槳葉立置平轉和平置平轉型的殼體是通過軸承套在立管上，梁架連接在殼體上，殼體隨梁架的轉動而轉動，殼體分上下部分，上部中間有孔，通過螺絲連接在殼體上部軸承的外管上，下部中間也有孔，通過螺絲連接在下部軸承的外管上，在安裝時，上下殼體通過螺絲連接成圓筒體狀，殼體是由厚3-5mm的鋁合金板壓制而成，在殼體外有上下方向高起的增強筋板6條，厚6-20mm，安裝時，可通過螺絲將梁架與殼體壁和殼體增強筋相上合，上半個殼體的內下部有一圈內齒輪，它與發(fā)電機齒輪相嚙合，殼體的側壁上還有長方形的小門，通過合頁及鎖環(huán)與殼體相連，以便于安裝和維修內部器件，殼體的上面和下面分別設有帶網紗的進氣口和排氣口，以便于發(fā)電機風冷通氣。殼體內設置1-3組300-2000KW的渦輪風冷變速發(fā)電機，發(fā)電機通過鋼架固定的立柱上，發(fā)電機主軸的下方連接有一液壓離合器。液壓離合器是由小電動機通過搖控決定是否使發(fā)電機處于發(fā)電狀態(tài)還是停機狀態(tài)。搖控電動機帶一小形液壓液儲液箱，這些都通過鋼架固定在立柱上，液壓離合器是與發(fā)電機軸下方的齒輪軸相連接，齒輪的軸通過鋼架固定在立管上。在殼體上部設有隨殼體轉動的供風槳葉上的軸承潤滑的潤滑液儲油箱和導管及滴灌控制裝置。在殼體上部還設置有隨殼體轉動的風槳葉起落液壓控制器和小電動機，液壓液儲油箱和相應的導管。在殼體上部與立柱軸承下方還設置鎖死器，鎖死器也是套在立柱上，它是靠液壓制動的，其控制是通過遙感開關與風槳葉液壓控制器同用一套液壓儲油箱和液壓起動電動機。殼體的另一種形式是設置在平置立轉型風電機上時，殼體與發(fā)電機是平置在立架上，風槳葉的連桿不與殼體相連，風槳葉連桿直接通過軸承連接在橫軸上，橫軸上的齒輪與發(fā)電機齒輪相嚙合，前一種設置在殼體上隨殼體轉動的液壓儲箱，液壓啟動控制器，液壓啟動電動機，風槳葉軸承滴灌潤滑液及導管都設置在橫軸上，其余發(fā)電部分與前一種相同。
本實用新型的架設方式有三種，即平置平轉、平置立轉和立置平轉，其中平置平轉主要適用于平原地帶，風力適中，風向是水平方向改變的，如春季刮東南風，秋季刮西北風，平置平轉架設是風槳葉和梁架是水平方向，梁架的一端固定在發(fā)電機殼體上，另一端懸空，平置平轉架設方式可以在同一立柱上設多層發(fā)電機殼體，通過軸承套裝在立柱上，立柱分上面的套裝殼體的鋼管部分和下面的水泥管柱部分，為運輸方便，立柱可分成20-40米的多根，在架設時通過螺絲和專門的銷口連接組裝。
立柱可根據(jù)風場地域情況成大片組合列陣排列，少則幾根，多可達數(shù)百上千，立柱的上方可通過瓷管設置避雷裝置，立柱之間間距可根據(jù)情況在不影響風槳葉轉動和安裝的情況下設50-100米間距，立柱的上方、中間都可通過網絡狀鋼索拉緊，這樣其穩(wěn)定性極強，在立柱陳列的外緣可設置與地面間的斜拉鋼索，鋼索上可設置螺旋上緊調節(jié)絲扣，這樣的架設方式可使立柱高度達到100-200米，達到最佳的風場高度，獲取更強的風能，這樣即可大大減少投資，又可提高電機容量和效率，在我國內蒙和新疆、及河西走廓、東北有許多大面積的強風區(qū)，如成千上萬的大片架起高容量的風電機組陣列，其發(fā)電量可抵的上一個大型水電站。
第二種架設方式是平置立轉，其風槳葉和梁架與上述相同，只是將風槳葉水平設置，梁架的兩端設支撐桿，支撐桿通過軸承連接在水平橫架的橫軸上，橫軸可用直徑16-48cm的鋼管制成，橫軸水平支撐在兩根立柱之間，也可多根立柱相距20-50米排列成行，每兩根立柱間都可設置一組平置立轉式發(fā)電機組，立柱如縱向排列，其橫向方向可設置與地面的斜拉鋼索，這樣的架設方式穩(wěn)定性也很好，在橫軸的一端可通過齒輪將扭力傳遞到固定在這端立柱上的發(fā)電機。這樣架設方式雖不能水平調整迎風方向，但可適用于上坡風、下坡風的改變風向的地區(qū)，這主要分布在廣大山區(qū)。
第三種架設方式是立置平轉，這樣的架設方式主要適用于沿海一帶的風場和每年有幾次破壞性大風的風場，在我國東南沿海的近海廣大區(qū)域，水深10-20米的水域，每年都有300天左右的好風，風速大、風力強，而且距水面不是很高，因海面相對平整，在距海平面30-40米高度常年有較為固定的強風，只因每年總有幾次臺風出現(xiàn)，使得這樣好的風能不能有效利用，在現(xiàn)有技術中的風槳葉無法的抵御臺風的破壞，另一方面，龐大的塔基在海水中很難修建，利用本實用新型的立柱鋼索網絡拉緊固定技術，就保證在沿海架設風電機提高其穩(wěn)定性和經濟性，本實用新型的立置平轉架設方式，可在風槳葉梁架的兩端和中間部分都設置連接固定桿，同時在連桿之間水平方向再加設各種連接桿，使梁架也非常穩(wěn)定牢固，發(fā)電機組象第一種架設方式是套在立柱中，特別是在本實用新型中為適應強風設計了可卷起的風槳葉，這種風槳葉是通過電子感應器遇到破壞性的臺風自動或通過人工遙制，使設置在風槳葉下側的邊框槳管內兩端的小型電動機啟動，通過設置在兩電動機間的軸轉動和設在橫管內的鋼絲及滑輪將風槳葉的纖維膜卷入邊框下管內的軸上。因風槳葉只剩下空的邊框和梁架，在任何強風下都對其產生不了破壞。
纖維膜的另一邊設有一直徑10-30mm的鋼管，稱埋管，埋管與纖維膜平整緊密相連接，纖維膜的兩側有直徑5-8mm的鋼絲緊密相連，在風槳葉的上側邊框是由直徑8-10cm的鋼管制成，在鋼管的下外側有一縱向的寬1-32mm的縱向開口，在邊框的兩側邊是由弧形和直立形兩條直徑4-8cm的鋼管組成，在弧形的鋼管也有一橫向的寬4-6mm的開口，纖維膜兩側的鋼絲就在弧形鋼管內，通過橫向開口，使纖維膜伸出，風槳葉兩外側邊框的弧形管及直形管上面與邊框的上管相連，下面與邊框下管相連，在兩側直管內設有連接鋼絲，與弧形鋼管內鋼絲相連，直管上下設有滑輪，鋼絲通過滑輪成閉合環(huán)。
當需將纖維膜卷起時，邊框下管兩端的電動機啟動，通過纖維膜兩側邊的鋼絲牽拉纖維膜上面的鋼管向下，將纖維膜卷入邊框下管內，當需要纖維膜拉開時，電動機反向轉動，通過滑輪上的鋼絲及纖維膜上邊的埋管，使纖維膜上升，當纖維上鋼管進入邊框上管的長口內后，上邊框管內設有可轉動的卡死半弧形條將纖維膜上埋管縱向卡死，使其能承受大風強力而不能脫出。
權利要求1.一種風力發(fā)電裝置，包括風槳葉和支持風槳葉的塔柱、發(fā)電機組及殼體、鎖死器、發(fā)電機轉動齒輪及其遙控啟動電動機、輸電導線及其調控傳輸電纜、控制房及其中的整流變頻器、蓄電池、反向調制器并入電網的傳輸導線，其特征在于還包括水平和斜向拉緊鋼索，拉緊環(huán)、梁架及其支撐桿，風槳葉起落防震彈片及起落角度液壓調節(jié)器，隨殼體轉動的液壓控制、潤滑液箱及滴灌裝置，避雷裝置；所述的支持風槳葉的塔柱為立柱，立柱上有拉緊環(huán)，此環(huán)與拉緊鋼索相連，在立柱的拉緊環(huán)上面為風槳葉與發(fā)電機殼體相連的裝置，立柱頂端有風槳葉梁架，發(fā)電機殼體內部的發(fā)電機通過連接電纜線傳至發(fā)電機組控制房，而其控制房通過電纜連至電網；所述立柱為數(shù)根，立柱間相距50-100米，立柱下由水泥基礎支撐，立柱上部分層由鋼索水平成網狀拉緊固定，外圍立柱由斜向地面的鋼索拉緊固定，鋼索有螺旋旋緊器調緊，立柱上段分數(shù)層通過軸承將殼體套裝連接在立柱上，梁架及其支撐桿以平置平轉、平置立轉、立置平轉多種方式設置，通過軸承固定在立柱上或通過螺絲固定在殼體外殼上，風槳葉通過軸承固定在梁架的主軸上，風槳葉呈長方形四邊高出絲間凹陷的兜風凹帆狀，長5-50米，寬2-20米，凹陷深度20-120cm，葉面是由碳纖維或網狀玻璃鋼纖維制成的厚1-3的纖維膜固定在風槳葉網架上，根據(jù)適應功能又可分為普通型和抗臺風型，風槳葉的上沿和下沿與梁架的上軸和在其背面中下部縱向外側軸之間設置可折疊的防振彈片，防振彈片上還設置有風槳葉豎起角度的液壓調節(jié)器；殼體內通過鋼架設有隨殼體轉動的液壓控制器及其啟動電動機，此1液壓控制器通過導管控制風槳葉豎起角度，液壓控制器還控制設置在殼體與立柱軸承之間的液壓雙環(huán)鎖死器，殼體內通過鋼架還設有隨殼體轉動的潤滑液儲箱和潤滑液滴灌控制導管以潤滑殼體與立柱之間的軸承、發(fā)電機齒輪和連接在梁架上的各軸承和摩擦付，在殼體內的立柱上通過鋼架連接固定著1-3個發(fā)電機組，發(fā)電機組不隨殼體轉動，它是通過齒輪與殼體內齒輪嚙合，發(fā)電機齒輪與發(fā)電機軸之間設有液壓離合器，此液壓離合器的液壓儲油箱、遙控器和啟動電動機是通過鋼架固定在殼體內的立柱上，發(fā)電機齒輪的軸通過鋼架固定在立柱上。
2.根據(jù)權利要求1中所述的裝置，其特征在于立柱是由水泥管或玻璃鋼管或陶瓷管或鋼制管或鋼架結構，直徑60-120cm，長度為20-40米的數(shù)根通過螺絲或特設的接口，豎直連接，下設水泥基礎，其最上段安裝風電機組及殼體的必須是高質量的鋼管柱，直徑20-40cm，鋼管上端設有絕緣陶瓷管和避雷針及其導線，通過導線與埋設在立柱水泥基礎下面放電銅板相連，在立柱上還設有拉緊環(huán)，立柱之間的水平鋼索和與地面之間的斜拉鋼索都是通過拉緊環(huán)與立柱連接，拉緊環(huán)與每條鋼索之間還設有螺旋旋緊器進行調緊，在拉緊環(huán)上還設有工作平臺，它是由鋼管制成并有防護網。
3.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于梁架是由直徑50-120mm的鋁合金管制成的，其長度為5-50米，高度為2-5米，寬度為2-4米的三角形梁架結構，其縱向分為下面的較粗的主軸和上面的上軸及外側的外側軸，由數(shù)根橫管、立管和斜管焊接而成，梁架的三根軸的一端通過連接板用螺絲連接在殼體上，而平置立轉和立置平轉型裝配是在梁架的兩端通過支撐桿通過軸承連接在橫軸或立柱上，而立置平轉型裝配，在梁架的外側軸上延伸部分，在不影響風槳葉起落的情況下與殼體間的支撐桿相連接，在梁架的支撐桿之間還設置有直形或弧形的加強桿。
4.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于風槳葉分普通形和抗臺風型，普通型風槳葉是由邊框和葉面組成的凹帆形結構長5-50米，寬2-20米，凹陷深度20-120cm，葉面是由碳纖維和網狀玻璃鋼纖維制成的厚度1-3mm的纖維膜，通過粘合、鉚合技術固定在邊框上，邊框是由寬50-150mm，厚20-40mm的扁鋁合金管制成的，邊框分邊框上沿，邊框下沿和兩端的弧形邊框沿及直形的邊框沿及中間的數(shù)根加強格條組成，在兩端的弧形邊框和直形邊框之間也有纖維膜相連，風槳葉背面即凸面的中下部有縱向的數(shù)個軸承外套管，這些軸承外套管是安裝在弧形邊框和中間的弧形格條后下部，將風槳葉分成上、下兩部分，軸承外套管的上部風槳葉面積大于下部風槳葉面積，但上下兩部分的重量相同，風槳葉背面的軸承外套管通過螺絲連接在梁架主軸的數(shù)個相應的軸承上，風槳葉立起時其上部靠在梁架上軸上，平置時風槳葉下部靠在梁架的外側軸上；抗臺風型風槳葉的葉面是可以卷起的，它的邊框是由邊框上沿管、邊框下沿管及兩端的弧形管、直形管和數(shù)根中間部分的增強格組成，下沿管是直徑15-40cm的鋁合金管制成，管上沿有一條縱向的開口，開口寬度3-5mm，下沿管的兩端增粗，內設小型電動機和卷軸、滑輪，上沿管是由直徑5-15cm的鋁合金管制成，其下沿有一條縱向的開口，開口寬度2-5cm，風槳葉兩側面是空的，不設纖維膜，邊框兩端的弧形管是由直徑3-8cm的鋁合金管弟曲制成，其前方有一縱向開口，開口寬度2-5mm，邊框兩端的直形管是由直徑5-10cm的鋁合金制成，它的上下與邊框上管、邊框下管相連通，在邊框下管一端增粗的管內通過鋼架支撐連接有一小型雙向電動機，它的傳輸導線是通過風槳葉后面的軸承管，再通過梁架主軸內至立柱通過摩擦電碳刷，再通過設在立柱中的導線與發(fā)電機組導線一起，傳達至操作控制房，電動機的軸與邊框下管內的卷軸相連通，另一端通過軸承架設在邊框下管另一端增粗部分的管內，發(fā)電機軸上設一小齒輪通過中間齒輪和另一架設在電動機旁的相同直徑的滑輪、齒輪相嚙合，中部齒輪和滑輪齒輪及滑輪都通過鋼架固定在邊框下管增粗部分內，在邊框上管兩端也設有一滑輪，風槳葉葉面的纖維膜上沿平整連接一直徑10-30mm的鋼管上，稱埋管，纖維膜下沿平整地連接在卷軸上，纖維膜兩側邊將直徑1-3mm的鋼絲包在邊沿內，并套入邊框弧形管內通過弧形管的縱向開口，纖維膜伸出，包纖維膜的鋼絲一端連接在邊框下管的卷軸上，另一端通過上滑輪、直形管卷在下滑輪上，并有一定的余量，在邊框上管內還設有一與邊框上管同軸但比邊框上管直徑小的半弧形管條，稱卡死片，卡死片靠兩端的短軸固定在邊框上管內可圍繞上管軸轉動，控制卡死片左右旋轉的是設在邊框上管兩端的電磁推力器，電磁推力器是一弧形磁棒上繞有線卷，與磁棒磁極相反的小磁鐵安裝在卡死片的兩側，在電動機上有控制芯片。
5.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于防振彈片是由兩片厚3-5mm，寬5-10cm的彈性鋼片由中間的連接橫桿、彈子軸承相連接，其長度與風槳葉上沿或下沿與梁架上軸或下軸的距離相當，彈片的兩端都設有橫向伸縮軸桿，在橫向伸縮桿內設有轉動小軸承和彈簧，防振彈片還設有液壓調節(jié)控制風槳葉豎起角度的液壓調節(jié)器，它是由兩根外管平行排列在防振彈片中軸兩側，外管下端與防振彈片的中軸相連接，兩外管上端通過一橫向液壓儲管相連接，在兩外管的上端管內有液壓堵頭，液壓堵頭靠液壓推力停留在一定高度，兩液壓內管套裝在外管內，內管下端有一橫管將兩內管連接在一起，兩內管下端伸出部分與梁架中軸上的軸承外管上合，在橫向液壓儲管上有一液壓導管與隨梁架轉動的液壓遙控調節(jié)器相連。
6.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于殼體分上下兩部分，是由厚3-5mm的鋁合金板壓制而成的，其外有厚度6-20mm的加強筋，殼體及其加強筋上有螺孔，通過螺絲將梁架上合在殼體上，殼體上下半部的中間都有孔，通過軸承將殼體套裝在立柱上，殼體上下半部之間也有上合孔，殼體上部有帶紗網的進氣孔，下部有帶紗網的出氣孔，殼體中部開設有開關門，是通過合頁與鎖環(huán)連接在殼體上，殼體內壁上有一圈內齒輪，殼體內上部還有用鋼架連接固定在殼體上，隨殼體一同轉動的潤滑液儲箱和滴灌控制器和導管，另有導管分別通向梁架上設置的各軸承和需要潤滑的摩擦付，殼體內上部還有隨殼體轉動的，用鋼架固定在殼體內的液壓遙控器和液壓儲油箱及其啟動小電動機及液壓液導管，導管的一部分通向風槳葉立起角度液壓控制部，導管另一部分通向鎖死器；液壓鎖死器是連接在殼體上部軸承外套內的雙卡環(huán)與立柱間的，液壓液通向那一導管由液壓遙控控制器控制。
7.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于殼體內的發(fā)電機組及其固定鋼架，發(fā)電機轉動齒輪和液壓離合器及其遙控啟動電動機，殼體內可設置1-3組300KW-2000KW的渦輪風冷變速發(fā)電機，發(fā)電機通過鋼架固定在立柱上，發(fā)電機齒輪是通過軸承連接在齒輪軸上，齒輪軸通過鋼架固定在立柱上，發(fā)電機齒輪與殼體內齒輪相嚙合，發(fā)電機的軸和發(fā)電機齒輪間設有液壓離合器，液壓離合器的上部彈性磨沙片連接在發(fā)電機軸上，下部磨沙片連接在齒輪上，液壓離合器的遙控啟動裝置包括液壓儲油箱導管，遙控啟動器和啟動小電動機這些都通過鋼架固定在立柱上。
8.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于輸電及其調控傳輸電纜、控制房及其中的整流變頻器，蓄電池，反向調制器，并入電網的傳輸導線，電導線是將各發(fā)電機發(fā)出的電通過立柱中的管腔并入埋在地下的電纜，而控制風電機上的各電動機的輸電導線也通過此電纜通向各電動機，地埋電纜通入控制房，控制房內設整流器、變頻器和蓄電池。
9.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于梁架及其支撐桿以平置平轉、平置立轉、立置平轉形式通過軸承固定在立柱上，平置平轉是風槳葉及其梁架，一端懸空，一端通過螺絲固定在殼體上，平置平轉可在同一立柱上設置多層，上一層如順時針方向轉動，下一層可使其逆時針方向轉動，將風槳葉梁架的左端都與殼體相連，則此層形成順時針轉動方式，下一層可將風槳葉梁架的右端與殼體相連則形成逆時針方向轉動，平置立轉是立柱以一定間距排成一排，各立柱由一橫軸貫通連接，立柱的兩側設斜拉鋼索與地面拉緊固定，風槳葉及其梁架與平置平轉形相同，只是梁架的兩端通過支撐桿通過軸承連接在橫軸上，殼體和發(fā)電機組裝置在一側的立柱上，通過橫軸上的轉動軸承與發(fā)電機之間設置的齒輪將扭力傳遞至發(fā)電機，而平置平轉型設置在殼體內隨殼體轉動的潤滑儲箱和滴灌控制裝置和隨殼體轉動的液壓調控裝置此時是設置在橫軸上的轉動軸承上，也隨梁架一起轉動，各支撐桿之間設加強桿，立置平轉型是風槳葉和梁架立置的，通過設置在梁架兩端的支撐桿，通過軸承連接在立柱上的殼體上、下部分，梁架的外側軸的延伸部分通過兩根支撐桿連接在殼體上帶動殼體轉動，其余都與平置平轉相同。
專利摘要風力發(fā)電裝置，包括立柱及其立柱的拉緊環(huán)，此環(huán)與拉緊鋼索相連，在立柱拉緊環(huán)上面是風槳葉與發(fā)電機殼體連的裝置，立柱頂端有風槳葉梁架，發(fā)電機殼體內部發(fā)電機連電纜線至發(fā)電機組控制房，而其房由電纜連外電網。這種兜風能力強的帆狀風槳葉在梁架上迎風立起，逆向倒下，弱風時即可產生巨大扭力防振自動控制，液壓自動調節(jié)，平置平轉，平置立轉，立置平轉，立柱制成，鋼索不平網格拉緊固定風力發(fā)電裝置，基礎建設投資少，效益高，撲捉風能力強，架設高度高，穩(wěn)定性好，單機容量大，遇臺風時風槳葉可自動卷起，抗破壞能力強，適應范圍廣，強風弱風高原平原山坡海域都能架設發(fā)電，電價低而有利于推廣普通，以提供更多清潔的可再生電能。
文檔編號H02J7/14GK2918780SQ200620004048
公開日2007年7月4日 申請日期2006年2月20日 優(yōu)先權日2006年2月20日
發(fā)明者張志遠, 張昊, 王和平, 柴小英, 張桂琴, 張志進 申請人:張志遠