专利名称：高低速风轮共塔架的制作方法
高低速风轮共塔架 本发明属于高速、低速风轮发电领域。改变一下高速超级大风轮 和低速大风轮的一些结构，使它们变得适合共一个塔架来提高风能利 用，和节省另建塔架的开支。1、 现有技术低速风轮只用来提水等用途，因转速太低不能用作发电。在2007年11月29日，本人申请的《低速风轮发电》和12 月4日申请的《大风轮单级齿轮发电》是利用附在风轮上的大齿圈直 接与发电机齿轮啮合发电，这如齿条(无限大的齿轮)可以驱动齿轮同理。2、 现有技术中追求高速风轮的叶尖速度，充分发挥机翼升力效应。3、 塔架追求高度来提高捕捉风能，例如在50m高度捕捉风能 要比30m高处多20。/。，塔架高度在100m处的风的湍流强度低，风 力机疲劳载荷少，使用年限延长。4、 现有技术的风速仪安装在机舱尾(别无他处可安装)，所以变 桨距滞后于遭受变化的风速。綜上所述①高速风轮超大型化，力求获取高的叶尖速度，本发 明目的超大型风轮并不意味必须有超长风叶片，现有技术的超长叶片 的叶根部位只能够做得很厚重，所以在风轮轴芯处的①30-040的风 轮性能、对超大风轮而言"有它不如无"，它仅仅起了支撑叶稍的作 用外，负面影响是厚重、低速。本发明把它省掉，并让位给可以直接发电的低速风轮。②高速超大风轮由于风轮直径大，势必有很高的塔 架。现在，把可发电的低速风轮趁便也装在大风轮塔架上，让它发挥 高空的新效益。③超大风轮的每一叶片分为同轴两级，内叶长、外叶 短，内叶变形时会提高外叶变形刚度，外叶尖不用张拉线，更方便于 同步变桨距。④有了轮撑，才能让大风轮叶片更好地伸向高叶尖速区 域，并使叶片轻型化，以及低速风轮发电机组趁便就位于高空富风能区域；更重要的是轮撑架稳了大齿圈(三点决定一圆)，省掉了主轴 转动、增速齿轮箱、机舱。⑤锥管设置张拉线，强化大风轮；锥管 前尖中心设置风速仪，此处的风速没有受任何干扰；它起到提前指令 变桨距，疲劳载荷减到最小。图1，这种三叶大风轮特点轮毂1上铸有毂耳la，每排2个(在 轴向视图中)共三排，互隔120° ，是用作粘接复合树脂增强纤维制 成的轮撑2，轮撑2的形状略像一把竹椅的侧面，两脚粘固在两个毂 耳la上，在三排毂耳之间用复合树脂环状箍似毛竹竹节般的凸起， 强化粘接；在2a处安装第一级叶片A的叶根，和拉杆L，在2a的右 端粘接大(圆环)齿圈2C (用它截面图表示，以及圆环用双点划线 表示)，2C直接与发电机G的小齿轮啮合驱动发电。2b是第二级叶片B的轴座(轴座盖可卸下)，叶片A与B同轴。 轮毂1的左端，用法兰联接的锥管Z，张拉线(高强度钢圆条) Zl和Z2，另外Z3和Z4分别张拉在互隔120°的三排轮撑2的2a间 和2b间，保证各排轮撑2与2之间，互相强化固定，大齿圈2C也起 到各排轮撑2的位置固定。主轴3是固定不转的，只给,毂l和低速风轮的轮毂ll起定芯 作用。低速风轮的轮毂11上也用张拉线X拉住大齿圈y，大齿圈y也 是内圈多叶片yl和外圈多叶片y2的共轭圈轴座，多叶片可以同步变 桨距。大齿圈y与发电机G1的小齿轮啮合驱动发电。塔架上用双点划线椭圆和圆表示各段的截面;超大风轮的塔架也 很大，若用圆锥筒，易造成叶片尾流的冲击而震颤风叶轮。偏航装置P是大圆盘，上面的塔架是偏椭圆，所以椭圆短轴两端 有很大余地，可用作起重机安装点，还有塔顶固定主轴3的前后两个 驼峰似的F的中间凹平处也可作起吊设备安装点。Pl表示张拉设施。图中cpa二238m， Ob = 158m， Oc=46m, Od=43m。优点①利用轮撑和空间张拉结构，不再使大风轮的长叶片和轮 毂处的应力集中，而改用两级同轴的较短叶片获得很大轮径和叶尖速 度;②利用轮撑使架固在风轮上的大齿圈直接驱动发电机的小齿轮发 电，省去了沉长的传动链系统和机舱；③大风轮的风轮中心部分的叶 片叶根轴很厚重、而线速度低，改掉这种累赘，使较轻的叶片向高速 叶尖区域伸展，并留出空位让位于低速风轮；④低速风轮由于起动风 速小，实度大，趁大风轮之便登上"高空"的风能优势，使得几乎能 够长年运转；加上风轮叶上也有大(圆圈)齿圈y直接与发电机Gl 的小齿轮啮合发电。达到一塔架两风轮，低风速时也能发电。
只用一张图，是高低速风轮共塔架的侧面图。
权利要求
1、一种高低速风轮共塔架，包括共用一根不转动的主轴，共用一座塔架，利用高速大风轮中心区域无风叶的空间后面，布置了可用作发电的低速风轮；在上风向的锥管前尖中心点设置风速仪，使能预先指令变桨距；高低风轮上都设置大齿圈，直接与发电机的小齿轮啮合驱动发电。
2、 根据权利要求1所述的高低速风轮共塔架，特征是风轮背后 的塔架呈椭圆截面。
3、 根据权利要求1或2所述的高低速风轮共塔架，特征是风轮 上有大齿圈直接与发电机小齿轮啮合驱动发电。
4、 根据权利要求1或3所述的高低速风轮共塔架，特征是不用 现有技术的增速齿轮箱，主轴也不转动，没有机舱。
5、 根据权利要求1或4所述的高低速风轮共塔架，特征是上风 向的锥管前尖端中心点设置风速仪。
全文摘要
一种高低速风轮共塔架，是将高速风轮轮径Φ＞200m的特大风轮，在轮毂1的外周辐射方向，用高强纤维树脂复合材料制成的三架互间120°的轮撑2、及2a、2b；把A、B(同轴)的叶片，安装在轴座2a和轴座2b中，使用不很长的A与B两级叶片达到很大的风轮直径，获得很高的圆周线速度——达到叶尖高速度。同时轮撑2架固了大齿圈2C，由2C与发电机G的小齿轮啮合驱动发电。与此类似方法，在低速风轮上设置大齿圈Y与发电机G1的小齿轮啮合驱动发电。锥管Z用作张拉结构件外，在锥管左尖端中心点上安装风速仪，使能够预先发出变桨距指令，使风轮疲劳载荷减少到最低。优点利用大风轮中心部位无风叶的空间后面，安装了能发电的低速风轮，充分利用各种风速的高空风能优势，节省了另造塔架费用。
文档编号F03D9/00GK101235794SQ200710164770
公开日2008年8月6日 申请日期2007年12月17日 优先权日2007年12月17日
发明者黄金伦 申请人:黄金伦