专利名称：多风轮机械聚能风力发电机组的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种全新形态与类型的风力发电机组，其通过机械传动的方式汇集众多排列 的小风轮所形成的动力，从而实现机组单机巨大功率发电能力的目标。
技术背景水平轴叶桨迎风旋转式风力发电机组是当今全球风电设备中应用最为广泛、规格型号最 为齐全的机型形态，其采用的风轮直径最初较小，小型叶桨风轮具有选材、制造、安装、应 用简单方便，叶片设计安装形态多种多样(如三叶片型、多叶片型、叶片自行支撑安装型、 在叶片支撑架上分布安装超薄叶片型等)；小风轮旋转速度很快，风轮的乘风能力、乘风的出 力转换能力均很强，风轮转头对风方式灵活，旋转结构简单。但是，随着风电机组大功率应用需求的推进与发展，风轮的直径正在逐步加大，当前国 外较大型的风轮旋面直径已达126米。然而实践数据与应用结果确实证明，当风轮旋转直径 放大到超出一定区域范围限制的情况下，其经济、性能、应用等各项指标均会共同出现急剧 变差的发展状况。如超长直径风轮所能增加的有效乘风面积与其所需占用的活动空间面积的比值在急速 下降，而所增加的绝大多数旋转活动空间确是处于极其低效与无效的存在状态中，从而导致 自然界提供的有限优质风场及其优质风能资源的有效利用程度的大幅度降低；如果采用在相 同风场风力流动路径上层层叠加设置上述相同形态的风电机组，试图减少其无效活动空间所 造成的风能流失损失程度，又将导致该风场整体建设成本的更大幅度增加，况且前后紧密层 层叠加设置的风机与塔架将会形成气流阻力的相互干扰与影响，使各个风场风机所能够承接 的风压强度普遍下降，这在风力强度不是很大的情况下会表现的尤其显著，这又将导致该风 场所有风机运行效率的普遍下降，使该风场整体投入与产出的效益比值大幅度下降。此外，随着风轮直径的超限放大，希望叶片增加的乘风能力与叶片配合增加的重量、叶 片配合增加的抗折断强度指标的比值在急速下降，从而导致叶片的材料成本、制造成本、运 输成本、安装成本的大幅提高；微弱风力无法驱动巨型风叶又将导致自然界风能的有效利用 时间、范围与程度的大幅下降；因为超长超大功率风轮叶片的很大部分叶径截面形态近乎于圆形，因此导致其转桨式调 频调控方式的成效极其有限，且调控结构十分复杂，因此超长叶片还难于避免高强度台风的 冲击与摇晃；其形成的叶尖噪音逐渐增大乃至十分严重；随着叶片直径的超限放大，风轮转 速加剧下降导致需要配合的齿轮箱传动比值急剧攀升，从而导致齿轮箱设计加工难度与体积 的大幅增加；……等，而上述各项列举指标均是随着风轮直径的持续超限放大呈现出几何级数加剧恶化的态势。因此，超过5兆瓦级及其以上单机出力能力设计的风电机组，均建议采用07年最新发明 专利技术"联合聚风特大功率、联合聚风极大功率及其旋转型极大功率风力发电机组"三大 适合于单机超大、特大功率出力能力设计的风力机机型形态，其可轻松地实现超过2…20… 40兆瓦及其以上单机功率出力能力的设计目标，并可方便地使其形成与不同风力强度相适应 的梯级出力能力设计及其梯级出力能力之间的方便调控转换，可带来成本、效益、应用等多 方面的系列综合优势。然而，小型"叶桨迎风旋转式风力机"具有的前述诸多综合优势是"联合聚风三大创新 机型"难于替代的，尤其是在中小应用领域、分散灵活安装应用领域、风向变化频繁的地区 应用的情况下更是如此，因此对其具有的弱点需要进行改造，使其加强以满足上述需求。分析中小型叶桨风电机组的应用、功效、效益形成能力不足的主要产生原因有四点(1) 单个小风轮所能形成的出力能力极其有限，单机难于产生高效能电力强度。(2) 如果采用群体式分别安装单个小风轮型风电机组的规划建设形成，就需要用户分别对 众多个分散设置的小型发电机同时进行有效调频、调控、并网的操作控制，这是极其麻烦与 困难的事情，即使是在自动调控的情况下，因此导致其形成的电力质量较差，有些还会影响 电网的平和稳定运行，致使一些电网部门难于积极接纳。(3) 中小型旋转风轮所能形成的有效乘风高程范围很小，因此如果只是采用在相同水平高 度单层叠加排列设置的规划建设形式，将导致自然界提供的有限优质风场与高质量风能资源 利用程度的极大幅度减低，那将导致更为巨大的不可再生资源的长期占用性损失。(4) 小型发电机的能量转换效率一般只有60%—70%，而大功率发电机组可以达到93%以上。 为了解决上述四大问题，2007年由本发明专利相同申请人提出了一种"多风轮聚能风力发电机组及系统"[中国发明专利号200710177693. l]的全新类型风力发电机组机型设计方 案，因为其是通过液压传动的方式实现集中聚能巨大功率发电能力目标的，因此也可将其称 为多风轮液压聚能风力发电机组，其是采用"多压点桨轮式水(液)轮机"将在多个或众 多个中小风轮上形成的分散风力出力与能量通过流体液压泵的压力转换方式及其与液压输送 管路配合的输送方式实现液压汇集集中、统一释放，实现增加风电机组单机出力能力的目标，， 从而实现单机巨大功率发电能力的全新效果。多风轮液压聚能风力发电机组的主体结构是由l.由多组分散设置的风轮与液压泵前后 一体化连接配合形成其动力输出结构；2.由储液、输液、调压、调控系统装置配合构成其液 压传动结构；3.由封闭型多压点桨轮式水(液)轮机与发电机配合构成其动力输出驱动发电 的结构，以上共同构成其主体功能结构；该主体功能结构还可设计成为上下多层梯级串联设 置，并实现由上下多层"多压点桨轮式水(液)轮机"同轴串联实现一体化联合聚能出力的设计形态，从而致使该系统上的众多风轮可同时实现横向与纵向的广泛分布排列，这就可使 由较低层到极高层广泛空间范围内的风能资源均得到均匀的、充分的开发利用，同时也使该 机组形成更为巨大的单机聚能出力能力的设计目标，而其采用的上下同轴串联联动聚能的机 构已是机械聚能方式了。但是，上述"多风轮液压聚能风力发电机组"的液压系统结构具有一定的复杂性，且一 个中小型的多压点桨轮式水(液)轮机就可以承接转换"数十个乃至数百个"由各个分散设 置的中小型风力机上形成的液压汇集流量，因此其同样适合超大、特大单机出力能力需求的 用户采用；而对于一般中小出力能力需求的用户和灵活安装的用户来讲，采用液压传动式聚 能机组的设计方案在规划、建设、安装、应用等方面难于得心应手，而从成本、效益、效率 等方面看也显得不太经济，难于完美地适应与满足该方面用户的应用需求。，因此，为了使更为广泛的用户可以享受到"多风轮聚能风力发电"全新风电开发方式所 带来的诸多独特优势功效与形成利益，同时使其适应性与适用性更为广泛，还需提出更加轻 型的、方便的、高效的全新形态与类型的机型设计。 ， 发明内容本发明的目的旨在针对现有技术存在的上述描述问题及用户对聚能风电技术更为广泛 与普遍的应用前景需求，提出一种"多风轮机械聚能风力发电机组"的技术方案，其可使机 组的乘风出力转换方式及其传动结构与调控结构更加轻型化、高效化、多样化、方便化，使 旋转对风能力、方式、结构更加简捷化，使设备整体设计结构更加紧凑，使规划、建设、安 装、维护、使用、成本等各个方面的性能指标全面优化，尤其符合一般性单机出力能力和满 足灵活安装需求的用户采用，因为其迎风结构的设计面积可极大程度的放大，因此其更可在 主力风电场建设中作为主力机型应用。本发明提出的"多风轮机械聚能风力发电机组"技术方案包括(一)多风轮一体化排 列分散出力与聚能机械传动结构配合实现动力集中输送，并与单个或多个发电机配合形成单 级、梯级发电能力的功能结构；(二)旋转框架及其配合形成的"调控变化风轮乘风条件" 的功能结构；(三)旋转塔架及其驱动制动的功能结构，由上述三大主体功能结构相互配合 共同形成本发明机组全部结构，以下分别对其结构与功效进行具体描述(一)多风轮一体化排列分散出力与聚能机械传动结构配合实现动力集中输送，并与 单个或多个发电机配合形成单级、梯级发电能力的功能结构部分-该结构部分是本发明机组的主体结构，由A、多风轮及其传动齿轮；B、传动齿轮与传动 杆；C、单个或多个发电机形成单级、梯级发电能力三大结构配合构成，该主体结构全部设在 旋转框架内(见示意图l、 2)，并与旋转框架的诸多功能结构形成多重相互紧密的协调配合。A、多风轮及其传动结构本发明机械聚能风电机组采用横纵向一体化共同排列设置多个到众多个单个小风轮(1)，该风轮采用二叶片或多叶片(四、五、六、七、八叶片)的设计 形态，叶片自行支撑安装型(见示意图l、 2、 3)或采用在叶片安装支架(2)上分布安装多 个超薄叶片(3)的安装型(见示意图5)等不同的设计方式与选择；在各个风轮叶轮的中部 设有风轮轴(4)，风轮轴的前端与风轮叶片或叶片安装架形成固定连接，后端与伞形或锥形 风轮传动齿轮(5)形成固定连接，为了使在风轮叶片的后面不再增加其它交差物体支撑结构 设置(以防止更多交差物体支撑结构阻挡风力、影响美观)的情况下使风轮安装固定，在各 个风轮(1)的背后均设有与分传动杆(6)形成平行重合的风轮支撑杆(7)(见示意图3)， 通过风轮支撑杆(7)的作用可将风轮(1)的重量直接传递到在各个风轮周边设置的旋转框 架间隔隔板(8)上，通过间隔隔板(8)形成对风轮的固定支撑；因各个分传动杆采用纵向 设置，风轮支撑杆(7)也为纵向设置，从正面观看其两者即为一线式平行重合结构(见示意 图l、 2)。以上平行重合设置方式为理想状态，如果一定要形成十字交差设置形态也可以。设置的风轮可依照需要选择采用不同规格、叶片形态、排列数量的设计。此外，在旋转 框架的中部，旋转框架背后与塔架配合的部位可不排列分布风轮(见示意图1的中部)。B、传动齿轮与传动杆各个传动齿轮与各个传动杆配合可将各个排列风轮产生的分散 动力进行串联汇集与集中传输。与各个分布排列的风轮传动齿轮(5)形成相互对应配合的、且分布串联固定于各个分 传动杆(6)上的各个齿轮称为传杆风轮齿轮(9)，通过传杆风轮齿轮(9)的承接传导和分 传动杆(6)的配合传输，将各个风轮(1)上形成的分散动力进行汇集并且实现纵向长距离 的传输；在各个纵向排列的分传动杆(6)的下端设置的齿轮称为分传动齿轮(10)，其通过 与之形成形成相互齿合的、并串联固定在总传动杆(11)上的各个总传动齿轮(12)的共同 作用，将各个分传动杆(6)上的初级汇集动力再进行横向的长距离传输，通过横向设置的 总传动杆(11)与1个-2个-多个发电机(13)共同配合形成单级或多级梯级发电能力(见 示意图1、 2)。上述相互配合的各个"风轮传动齿轮与传杆风轮齿轮"、"分传动齿轮与总传动齿轮"之 间在进行传动配合设计时，均可一同完成两次传动比的设计，因为小风轮的转速很快，因此 配合形成传动比的齿轮体积不会大；在上述各个配合传动齿轮组的外部均设有齿轮保护盒 (14)，其可促使两个相互配合的齿轮形成紧密齿合，并可通过其进行齿轮的密闭保护与进 出润滑油路的配合设置，其可采用统一的润滑油进出管路输送系统实现一同统一润滑。C、单发电机或双发电机形成梯级发电能力如上已述，各个分传动杆(6)采用纵向分 布排列设置，通过横向设置的总传动杆(11)动力汇集后与1-2-多个卧式发电机配合。小的 风力发电机组可配合设置一台发电机，大中型的可配合设置两台发电机或更多台发电机形成 梯级出力能力与发电能力；总传动杆(11)与发电机(13)的配合方式可采用同轴串联的方式(见示意图l、 2);其发电机的设置位置均在旋转框架内部的中下部，其安装位置可方便 地与旋转塔架结构体形成"凹字形"稳定的旋转配合结构，安装发电机部位的旋转框架架体 可以从其下部前后向外突出(见示意图6、 7、 8的旋转框架下部)。各个分传动杆、总传动杆的一或两端均与旋转框架配合并且由其支撑。 (二)旋转框架及其配合形成的"调控变化风轮乘风条件"的功能结构 本发明旋转框架具有众多作用，可分为以下三类1、 承担主体结构、与塔架配合、围绕塔架旋转对风旋转框架(15)承担了上述(一)部分机组主体结构的全部机械装置结构与重量，并且通过在旋转框架底部与上部设置的滑轨(或滑轮)(19)与其驱动制动装置(20)与旋转塔架 上的滑轮(或滑轨)形成相互配合，通过驱动制动装置可驱动旋转框架围绕旋转塔架进行Z 360°的旋转，从而使无法实现各个单独对风的机械传动式风轮一同实现随时的整体方便旋转 对风。2、 通过调控"间隔聚风板"辅助高效调控风轮的乘风出力条件在紧密排列设置在旋转框架(15)内的各个排列风轮(1〉，在其边沿的两个相互并列的 风轮及中部的四个相临风轮的中间部分均有没有被风轮叶片旋转范围所覆盖的间隔空隙面积 存在，本发明在其间隔空隙面积上设置了可通过伸缩折叠(见示意图4)或角度垂直翻转等 简单操作方式调控操作的风轮间隔聚风板(16),本发明可通过调控间隔聚风板(16)的展开 与收縮，实现间隔聚风板存在状态与消失状态的完全变化与逐步变化方式，达到一同调控在 旋转框架上设置的各个风轮的乘风条件和其出力能力的目的，即可在风力强大的时刻，通 过将间隔聚风板(16)进行收縮与折叠的操作控制，实现提高旋转框架(15)的整体过风能 力，从而整体减少旋转框架能够形成的整体风力阻力，实现在强大风力时间或是在台风时刻 减少对"旋转框架"的冲击效应；而在微弱风力的时段，可通过将间隔聚风板(16)进行完全迎风伸展的控制操作，实现 旋转框架整体过风能力的减少，影响与增大自然界微弱风力对风轮旋转控制空间的汇集冲击 强度，从而实现通过非乘风部件的调控，影响与调控机组乘风部件风力作用强度的独特设计 工效与形成效果，其可使本发明机组大幅度、方便、高效地实现对风轮叶片出力能力的间接 辅助调控(见示意图1、 2)的变化。3、 平衡风力、间隔影响、支撑传动杆、贴附润滑油路、安装控制间隔聚风板 本发明在旋转框架(15)内的各个设置的风轮之间均设有间隔隔板(8)，其可使旋转框架内部形成网状方格(见示意图l、 2、 3),其作用有五①通过其可实现平衡归顺自然界风 力进入各个风轮旋转空间的方向和强度，并可形成一定程度的聚风效应；②可通过间隔隔板 的间隔作用，消除以十分紧密排列方式设置的各个风轮之间形成的旋转气流的相互干扰影响；③ 通过其可实现对各个传动杆中部的均匀间隔分布支撑，即无论旋转框架设计面积有多巨 大，均可通过间隔隔板的分布支撑使各个传动杆实现超长距离设置与直线稳定安装与旋转；④ 通过间隔隔板可以支撑各个齿轮盒润滑油路的广泛分布；⑤通过其可实现对间隔聚风板 (16)的配合一体化连接设置与其开闭控制装置结构的分布安装。在旋转框架(15)下部的设备安装间内的适当位置，设有润滑油路驱动马达，间隔聚风 板控制马达等零星部件。(三)旋转塔架及其驱动与制动结构功能部分本发明旋转塔架选择采用两种类型的设计形态 一是梯形圆柱体配合支撑平台的塔架结 构形态(见示意图7); —是锥形圆柱体配合支撑平台的塔架结构形态(见示意图8)。在锥形或梯形圆柱体塔架(17)的中部安装有圆柱型的支撑平台(18)，在支撑平台(18) 的上部和圆柱体塔架的顶部设有环绕于圆柱体塔架的滑轨(或滑轮)(19)，该滑轨与在旋转 框架(15)上下边框设置的滑轨(或滑轮)及其驱动制动装置形成一体化相互配合，可使旋 转框架于旋转塔架的一侧稳定设置，其滑轨与滑轮的具体结构可依照需要多样化设计。在旋转框架上设置的或是在立式塔架圆形安装平台上设置驱动制动装置(20)，与风向 标形成信号配合调控，可实现随时自动调控旋转框架的设置方向与位置的控制操作，使其始 终正面面向自然界风力方向，实现对旋转框架自动对风方向目标的驱动，并且方便随时围绕 旋转塔架进行Z36(T的旋转运动与位置随时固定的制动调控操纵(见示意图6)。对本发明"多风轮机械聚能风力发电机组"基本运行方法的描述是可依据用户需求选择不同规格、叶片数量、排列方式、安装形式的多个或众多个风轮(1) 于旋转框架(15)内，形成对旋转框架的长度、高度的设计，通过风向标与旋转驱动制动装 置(20)的配合，随时驱动旋转框架始终正面迎风面对自然界的风力方向，通过迎风风力的 作用推动各个安装风轮一同同方向旋转，带动风轮轴(4)及其后端设置的伞形或锥形风轮传 动齿轮(5)旋转，通过各个风轮传动齿轮共同带动传杆风轮齿轮(9)与分传动杆(6)旋转， 再通过各个分传动杆下部的分传动齿轮(10)与总传动齿轮(12)形成的垂直传动配合将全 部动力与能量集中传递聚集于总传动杆(ll)上，通过总传动杆与1个-2个-多个发电机(13) 配合形成1级或多级梯级出力能力与发电能力。当自然界风力强度发生变化时，1、可通过操作各个风轮之间的间隔聚风板(16)进行伸 展与折叠的控制操作大幅度地影响迎风风力对各个风轮的作用强度，从而实现调控凤轮出力 能力与避免台风破坏的目标；2、其还可通过调控设置的2个以上发电机形成机组的梯级出力 能力，从而实现对不同风力强度进行适应性调控的目的，并且可通过上述两种调控方式配合 的方式对其进行形成价值更大的调控。其价值更大的调控即是当自然界风力变大时，首先进行增加发电机设置数量的方式进10行调控，如果风力再大再通过开启风轮间隔聚风板(15)的方式进行不同强度的泻风调控；当自然界风力变小时，首先通过关闭风轮间隔聚风板(16)的方式进行增加聚风作用的 调控；如果风力再小，再进行减少发电机设置数量的方式进行调控。在机组启动时可采用"全 部关闭风轮间隔聚风板+以最低数量发电机设置"的方式进行调控。本发明提出的"多风轮机械聚能风力发电机组"具有以下八大特别重大与独特的优势1、 力学结构特别优异本发明机组旋转框架始终以偏心悬挂式方式设置在塔架迎风面 的一边，而其向迎风方向自然下坠的重力力量可大致平衡抵消迎风风力冲击旋转框架所形成 的对塔架向后折断的力量，从而实现自然力量造成的力量平衡。2、 旋转框架结构发挥关键与多重作用。通过旋转框架可实现本发明固定式机械聚能整 体结构各个主体部件的一同排列、 一同支撑、 一同悬挂、 一同旋转对风的等众多独特效果。3、 影响乘风方式独创、乘风调控方式独特小型风轮难于分别采用旋转变化桨叶的随风调控方式，而本发明采用对非乘风结构的调控，可极大影响与改变机组乘风结构的出力能力 与整体乘风用风环境，并且调控方式与结构十分简单，因为间隔聚风板所占面积十分广大，因此该影响的效果是十分显著；通过该调控结构可基本消除台风等恶劣风力对机组的破坏。4、 机组的结构与形态完全创新，旋转框架可实现高度、宽大的大幅度拓展设计，从而 实现小风轮、大用风、高用风、广用风的作用，并可成比例地增加机组出力能力。5、 在实现机械传动的同时可一同解决传动比的设计需求问题，无需专门巨大的齿轮箱。6、 与液压传动式聚能风电机组比较，采用机械传动方式的动力转换效率更高，结构、 体积、重量更加符合理想要求。7、 机械聚能机组可使乘风出力转换方式及其传动结构与调控结构和整体结构全面轻型 化、高效化、多样化、方便化，使旋转对风能力与方式和结构更加简捷化。8、 机械聚能机组可使规划、建设、安装、维护、使用、成本等各个方面的应用性能指 标全面优化，尤其符合一般性单机出力能力需求的用户采用，更可在主力风电场建设中作为 主力机型应用。由此可见，本发明完美地实现了前面发明目的所确立的多项高效能苛刻指标，也因如此， "多风轮机械聚能风力发电机组"的出现将对风力发电产业技术基础及其未来发展方向产生 根本性的影响。
图1是在微弱风力状态下的本发明机械聚能机组的主体结构的主视示意图。 图2是强大风力状态下的本发明机械聚能机组的主体结构的主视示意图。 图3是在各个间隔隔板中的风轮的安装结构纵向剖面侧视示意图。 图4是机组间隔聚风板伸展(上)与收縮(下)纵向剖面侧视结构示意图。图5是采用在叶片支架上分布安装多个超薄叶片安装型风轮的侧视结构示意图。 图6是多风轮机械聚能风电机组宏观俯视视结构示意图。 图7是梯形圆柱体塔架与旋转框架配合的侧视示意图。 图8是锥形圆柱体塔架与旋转框架配合的侧视示意图。图9是多风轮机械聚能风电机组三大功能结构部分的连接配合与工作过程的演示图示。 图中标记总揽(1)风轮；(2)叶片安装支架；(3)超薄叶片；(4)风轮轴；(5)风轮传动 齿轮；(6)分传动杆；(7)风轮支撑杆；(8)间隔隔板；(9)传杆风轮齿轮；(10) 分传动齿轮；(11)总传动杆；(12)总传动齿轮；(13)发电机；(14)齿轮盒； (15)旋转框架；(16)间隔聚风板；(17)圆柱体塔架；(18)支撑平台；(19)滑 动轨道；(20)旋转驱动制动装置。实施举例对本发明多风轮机械聚能风力发电机组最简捷实施方式的通俗语言描述是通过旋转框 架(15)正面迎风方向设置，使自然界风力进入各个网格状的间隔隔板(8)内，共同正面冲 击各个风轮(1)，使其产生分散动力，通过风轮轴(4)及风轮传动齿轮(5)分别与传杆风 轮齿轮(9)配合传动，从而带动分传动杆(6)转动，通过各个分传动杆下端设置的分传动 齿轮(10)与总传动齿轮(12)配合将动力集中传递到总传动杆(11)上，再通过总传动杆 与1-多个发电机配合形成梯级发电能力；当风力发生变化时，可通过调整间隔聚风板(16) 伸展与收縮的操作控制风力对旋转框架过流能力，实现对各个风轮出力能力的变化与影响； 其还可采用价值更大的调控方式。当风力发生变化的时候可通过风向标的控制调整旋转驱动制动装置(20)实现对旋转框 架的随时旋转对风操作，其过程演绎图示见示意图(图9)所示。各个图示中的箭头表示风力方向或标示部件的旋转方向。
权利要求
1、一种“多风轮机械聚能风力发电机组”，其特征在于其是由(一)多风轮一体化排列分散出力与聚能机械传动结构配合实现动力集中输送，并与单个或多个发电机配合形成单级、梯级发电能力的功能结构；(二)旋转框架及其配合形成的“调控变化风轮乘风条件”的功能结构；(三)旋转塔架及其驱动制动的功能结构三大主体功能结构相互配合共同形成其全部功能结构(一)多风轮一体化排列分散出力与聚能机械传动结构配合实现动力集中输送，并与单个或多个发电机配合形成单级、梯级发电能力的功能结构部分其是机组的主体结构，由A、多风轮及其传动齿轮；B、传动齿轮与传动杆；C、单个或多个发电机形成单级、梯级发电能力三大结构配合构成，该主体结构全部设在旋转框架内，并与旋转框架的诸多功能结构形成多重相互紧密的协调配合；A、多风轮及其传动结构其采用横纵向一体化共同排列设置多个到众多个单个小风轮(1)，风轮采用三叶片或多叶片，叶片自行支撑安装型或在叶片安装支架(2)上分布安装多个超薄叶片(3)的安装型；在各个风轮叶轮的中部设有风轮轴(4)，其前端与风轮叶片或叶片安装架固定连接，其后端与伞形或锥形风轮传动齿轮(5)形成固定连接；在各个风轮的背后均设有与分传动杆平行的风轮支撑杆(7)；B、传动齿轮与传动杆各个传动齿轮与各个传动杆配合可将各个排列风轮产生的分散动力进行串联汇集与集中传递传输；传杆风轮齿轮(9)与各个分布排列的风轮传动齿轮(5)形成相互对应配合的、且分布串联固定于各个分传动杆(6)上；通过传杆风轮齿轮的传导和分传动杆的配合传输，将各个风轮(1)上形成的分散动力进行汇集并且进行纵向长距离的传输；分传动齿轮(10)在各个纵向排列的分传动杆(6)的下端设置，其通过与之形成形成相互齿合的、并串联固定在总传动杆(11)上的各个总传动齿轮(12)的共同作用，将各个分传动杆(6)上的初步汇集动力进行横向长距离传输，再通过横向设置的总传动杆(11)与1-多个发电机(13)共同配合形成单级或多级梯级发电能力；各个“风轮传动齿轮与传杆风轮齿轮”、“分传动齿轮与总传动齿轮”之间在进行传动配合设计时，均可一同完成两次传动比的设计；各个传动齿轮组的外部均配合设置齿轮保护盒(14)，可通过其进行齿轮的密闭保护与进出润滑油路的配合设置，其可采用统一的润滑油进出管路输送系统实现各个齿轮一同润滑；C、单发电机或双发电机形成梯级发电能力各个分传动杆(6)采用纵向分布排列设置，通过横向设置的总传动杆(11)将动力汇集后与1-2-多个卧式发电机配合；小的风力发电机组可配合设置一台发电机，大中型的可配合设置两台发电机或更多台发电机形成梯级出力能力与发电能力；总传动杆(11)与发电机(13)的配合方式一般采用同轴串联的方式；其发电机的设置位置均在旋转框架的中下部设备间内，其发电机形成的安装位置形态可方便地与旋转塔架结构形成“凹字形”稳定的旋转配合结构；各个分传动杆、总传动杆的一或两端均与旋转框架配合并且由其支撑。(二)旋转框架及其配合形成的“调控变化风轮乘风条件”的功能结构[1]承担主体结构、与塔架配合、围绕塔架旋转对风旋转框架承担机组主体结构的全部机械装置与重量，并且通过在旋转框架底部与上部设置的滑轨(或滑轮)(19)与其驱动制动装置(20)与旋转塔架上的滑轮(或滑轨)形成相互配合，通过驱动制动装置可驱动旋转框架围绕旋转塔架进行∠360°的旋转；[2]通过调控“间隔聚风板”辅助高效调控风轮的乘风出力条件在旋转框架内的各个排列风轮间隔空隙面积上，设置可通过伸缩折叠或角度翻转操作方式调控操作的风轮间隔聚风板(16)，可通过调控其存在状态与消失状态的完全变化与逐步变化方式达到一同调控在旋转框架上设置的各个风轮的乘风条件和其出力能力的目的；[3]平衡风力、间隔影响、支撑传动杆、贴附润滑油路、安装控制间隔聚风板在旋转框架内的各个设置的风轮之间均设有间隔隔板(8)使旋转框架内部形成网状方格，其具有①通过其可实现平衡归顺自然界风力进入各个风轮旋转空间的方向和强度，并可形成一定程度的聚风效应；②可通过其的间隔作用，消除以十分紧密排列方式设置的各个风轮之间形成的旋转气流的相互干扰影响；③通过其可实现对各个传动杆中部的均匀间隔分布支撑；④通过间隔隔板可以支撑各个齿轮盒润滑油路的广泛分布；⑤通过其可实现对间隔聚风板(16)的配合一体化连接设置与其开闭控制装置结构的分布安装；(三)旋转塔架及其驱动与制动结构功能部分旋转塔架选择梯形圆柱体配合支撑平台的塔架结构形态或锥形圆柱体配合支撑平台的塔架结构形态；在锥形或梯形圆柱体塔架(17)的中部安装有圆柱型的支撑平台(18)，在支撑平台(18)的上部和圆柱体塔架的顶部设有环绕于圆柱体塔架的滑轨(19)，该滑轨与在旋转框架(15)上下边框设置的滑轨及其驱动制动装置形成一体化相互配合，可使旋转框架于旋转塔架的一侧稳定设置；在旋转框架上或是立式塔架圆形安装平台上设置驱动制动装置(20)，其与风向标配合调控可实现随时自动调控旋转框架的设置方向与位置，使其始终正面面向自然界风力方向实现对旋转框架自动对风目标方向的驱动，并且方便随时围绕旋转塔架进行∠360°的旋转运动与随时位置固定的制动调控操纵。
2、 一种"多风轮机械聚能风力发电机组"的基本运行方法，其特征在于可依据用户需 求选择不同规格、叶片数量、排列方式、安装形式的多个或众多个风轮(1)于旋转框架(15) 内，形成对旋转框架的长度、高度的设计，通过风向标与旋转驱动制动装置(20)的配合， 随时驱动旋转框架始终正面迎风面对自然界的风力方向，通过迎风风力的作用推动各个安装风轮一同同方向旋转，带动风轮轴(4)及其后端设置的伞形或锥形风轮传动齿轮(5)旋转， 通过各个风轮传动齿轮共同带动传杆风轮齿轮(9)与分传动杆(6)旋转，再通过各个分传 动杆下部的分传动齿轮(10)与总传动齿轮(12)形成的垂直传动配合将全部动力与能量集 中传递聚集于总传动杆(11)上，通过总传动杆与1-2-多个发电机(13)配合形成1级或多 级梯级出力能力与发电能力；当自然界风力强度发生变化时，1、可通过操作各个风轮之间的间隔聚风板(l&)进行伸展与折叠的控制操作大幅度地影响迎风风力对各个风轮的作用强度，从而实现调控凤轮出力能力与避免台风破坏的目标；2、其还可通过调控设置的2个以上发电机形成机组的梯级出力能力，从而实现对不同风力强度进行适应性调控的目的，并且可通过 上述两种调控方式配合的方式对其进行形成上述两种方式的配合调控。
全文摘要
一种“多风轮机械聚能风力发电机组”，其是将多个小风轮横纵排列共同设置在旋转框架内，用机械传动方式实现集中聚能发电，并可使旋转框架∠360°旋转对风。其通过旋转框架可实现机组主体部件一同排列、一同支撑、一同悬挂、一同旋转对风的独特应用功效；其旋转框架可实现高度、宽大的大幅度拓展设计，从而实现小风轮、大用风、高用风、广用风的优势作用；其采用对各个风轮“间隔聚风板”存在与消失的调控，极大影响与改变风轮乘风出力能力与整体乘风环境的调控方式十分独特，其在传动设计可一同解决传动比的设计；机组的结构与形态完全创新，结构简捷、优势全面、适应广泛，其出现将对风电产业技术基础与发展方向产生根本性的影响。
文档编号F03D1/02GK101270726SQ20071017929
公开日2008年9月24日 申请日期2007年12月12日 优先权日2007年12月12日
发明者陈晓通 申请人:陈晓通