风电塔的制作方法
【专利摘要】风电塔，包括小型风力发电机、支撑立杆、层间立杆、横杆，以及多功能结构件、钢质专用扣件等构件。其特征是通过多功能结构件将小型风力发电机安装在层间立杆中点上，并以层间立杆的外接点为节点，按照架设塔架的规则将以上构件原素联接起来而形成的一种塔式风力发电设施。风电塔有三角形、方形、方阵形，层数一般为1-5层。风电塔的宗旨是普及风力发电，用无偿能源取代有偿能源，如500W小型风力发电机的效率以40％计，4方阵三层风电塔全年可发47304度电，以此推算，一亩安装有方阵形三层风电塔的农田全年约可发电210000度。
【专利说明】风电塔
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及风力发电设施，尤其是一种将多个小型风力发电机组合在一起的塔式风力发电设施--风电塔，属于电力电子【技术领域】。
【背景技术】
[0002]我国的广大国土上处处都是风力发电资源，我国全境全年的平均风力都在2级以上，并且大多数地区在多数时间里的阵风还能达到3至4级以上，有些“风口 ”地段甚至常年都有7级左右的大风。由此可见,我国发展风力发电是大有可为的,但目前我国的风力发电还主要集中在“风口 ”地区，其它地区除零星可见一些小型风力发电机外，风力发电在我国还没有普遍开展起来，究其原因，主要是因为多数地区的风力普遍较小，单台风力发电机的功率做不大，难以产生最低要求的经济效益。
[0003]风力发电从形式上看是“风车”和“发电机”的结合，两者都是历经了千百年的传统技术，怎样才能使这“古老”的技术重放异彩，尤其是怎样才能使其跨越在风力较小地区难以获得令人满意的效益这道坎，是本实用新型的宗旨。
实用新型内容
[0004]本实用新型的原理是利用风力可以在广度和高度上分区和分层截获的特点，采用一种塔式风力发电设施，该设施由支撑立杆、层间立杆、横杆、钢质专用扣件以及带有轴承和环形扣件的多功能结构件等组合成“塔架”，并将若干台带有风叶、风向舵和发电机芯的数百瓦至I千瓦左右的小型风力发电机分开、分层安装在塔架上，形成“风电塔”，用其截获风力，所得风力为塔架上所有小型风力发电机所截获的风力之和。
[0005]本实用新型的目`的在于提供一种由多台小型风力发电机组成的风力发电设施一风电塔，其所发电量为塔上所有小型风力发电机发电的总和。
[0006]本实用新型的另一目的在于提供一种可以安装于包括楼顶、农田在内的一切地面和水面室外平面上的风电塔。
[0007]本实用新型的再一目的在于提供一种能够源源不断地提供无偿电能并能够产生令人满意的经济和社会效益的风电塔。
[0008]本实用新型的宗旨是普及风力发电，最终用无偿能源取代有偿能源。
[0009]以下将结合附图对风电塔的原理、构造、技术特征等进行详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]附图1为小型风力发电机与风电塔的层间立杆组合结构示意图。
[0011]附图2为三角形三层风电塔构造示意图。
[0012]附图3为正方形三层风电塔构造示意图。
[0013]附图4为方阵形三层风电塔构造示意图。【具体实施方式】
[0014]参见附图1。如图所示为小型风力发电机与风电塔的层间立杆组合结构示意图，图中=(DJll)为小型风力发电机的机芯一发电机；(DJ12)为小型风力发电机的风叶；(DJ15)为小型风力发电机的风向舵；(DJ13)为风电塔的层间立杆，层间立杆是风电塔上小型风力发电机的载体，层间立杆的材料为直径等于或小于50mm的钢管；(DJlO)是为了使小型风力发电机能够与层间立杆组合在一起而设在两者之间的一个多功能结构件，(DJlO)位于小型风力发电机的重心，层间立杆从中穿过，如(DJ16)的圆内所示；(DJlO)的基本作用有三:一是使小型风力发电机如图能够与层间立杆保持垂直和与地面保持平行，二是使小型风力发电机能够在风向舵的引导下，通过(DJlO)所带有的两个相互绝缘轴承(DJ14)围绕层间立杆作360度转动，三是再利用两轴承相互绝缘的特性传输发电机电流，并通过导线从层间立杆中穿出(图中未示出)；(DJ18)为多功能结构件所带的环形扣件，通过它将小型风力发电机扣在层间立杆的中点上；大圆(DJ17)所示为本组合的范围。
[0015]参见附图2。如图所示为三角形三层风电塔的构造示意图，三角形风电塔一般为等边三角形，但也可以根据实际需要设计成直角三角形或不等边三角形。图中:(ST23)为支撑立杆，三角形三层风电塔共有3根支撑立杆，支撑立杆的材料为直径等于或小于50mm的钢管，支撑立杆的长度根据风电塔架设的高度而定，架设在地面一般取IOm左右，架设在楼顶上则可取2m左右；(ST29)为风电塔的层间立杆，层间立杆的材料与支撑立杆相同为直径等于或小于50mm钢管，层间立杆的长度一般取大于或等于小型风力发电机风叶旋转直径的2倍，三角形三层风电塔共有9根层间立杆；风电塔的立杆之所以采取支撑立杆和层间立杆相拼接的结构，主要是为了方便增加或减少风电塔的层数，也即风电塔是可以根据实际需要通过增加或减少安装层数来增减发电量的，另外也为了方便检修；(ST25)为横杆，三角形三层风电塔每层有三根横杆，加上顶层横杆，三角形三层风电塔的横杆共有12根，横杆的材料为直径小于或等于50mm的钢管，横杆的长度一般大于或等于小型风力发电机风叶旋转直径的2倍，横杆在三角形风电塔中的作用有三:一是与立杆组合成为一个三角形立方体，起到稳固风电塔的作用，二是每层横杆都形成一个水平面，起到使立杆与地面保持垂直的作用，三是需要时可兼做布线管；(ST22)为附图1所示的小型风力发电机，三角形三层风电塔每层有3台，三层共有9台，9台并联运行时，所发电量等于9台小型风力发电机之和；(ST26)为三角形三层风电塔的第一层；(ST27)为三角形三层风电塔的第二层；(ST28)为三角形三层风电塔的第三层，如需增加发电量可在第三层上增加层数，但由于三角形风电塔的地面面积小稳固性有限，因此一般不宜超过5层以上；反之如需减少发电量，只需拆除第三层即可；(ST21)为支撑立杆、层间立杆、横杆三者联接的节点一钢质专用扣件，三角形三层风电塔共有12个节点，联接钢管的方式有许多种，为了便于拆装和检修，风电塔的层间立杆与横杆之间均采取统一的钢质专用扣件相联；(ST24)为支撑立杆的底座，底座为钢板材料，其作用是与地面固定、防止支撑立杆陷落以及用作避雷的地线；另外，底座还可以兼有调节高度的功能，但实现该功能的方法和形式很多，且都是围绕底座来完成的，因此本图及以下附图都简略地以“底座”来表示。
[0016]如500W风机的效率以40%计，三角形三层风电塔全年约可发15768度电。
[0017]参见附图3。如图所示为方形三层风电塔的构造示意图，方形风电塔一般为正方形，但也可以根据实际需要设计成长方形或菱形。图中:(FT33)为支撑立杆，方形三层风电塔共有4根支撑立杆，支撑立杆的材料为直径等于或小于50mm的钢管，支撑立杆的长度根据风电塔架设的高度而定，架设在地面一般取IOm左右，架设在楼顶上则可取2m左右；(FT39)为风电塔的层间立杆，层间立杆的材料与支撑立杆相同为直径等于或小于50mm的钢管，层间立杆的长度一般取大于或等于小型风力发电机风叶旋转直径的2倍，方形三层风电塔共有12根层间立杆；风电塔的立杆之所以采取支撑立杆和层间立杆相拼接的结构，主要是为了方便增加或减少风电塔的层数和为了方便检修；(FT35)为横杆，方形三层风电塔每层有4根横杆，加上顶层横杆，方形三层风电塔的横杆共有16根，横杆的材料为直径小于或等于50mm的钢管，横杆的长度一般大于或等于小型风力发电机风叶旋转直径的2倍，横杆在方形风电塔中的作用有三:一是与立杆组合成为一个方形立方体，起到稳固风电塔的作用，二是每层横杆都形成一个水平面，起到使立杆与地面保持垂直的作用，三是需要时可兼做布线管；(FT32)为附图1所示的小型风力发电机，方形风电塔每层有4台，三层共有12台，12台并联运行时，所发电量等于12台小型风力发电机之和；(FT36)为方形三层风电塔的第一层；(FT37)为方形三层风电塔的第二层；(FT38)为方形三层风电塔的第三层，如需增加发电量可在第三层上增加层数，但由于方形风电塔的地面面积小稳固性有限，因此一般不宜超过5层；反之如需减少发电量，只需拆除第三层等即可；(FT31)为支撑立杆、层间立杆、横杆三者联接的节点一钢质专用扣件，方形三层风电塔共有16个节点，联接钢管的方式有许多种，但为了便于拆装和检修，风电塔的层间立杆与横杆之间均采取统一的钢质专用扣件相联；(FT34)为风电塔立杆的底座，底座为钢板材料，其作用是与地面固定、防止支撑立杆陷落以及用作避雷的地线。
[0018]如500W风机的效率以40 %计，方形三层风电塔全年约可发21024度电。
[0019]参见附图4。如图所示为方阵形三层风电塔构造示意图，方阵形风电塔理论上可以包含无数个方阵，但实际上它是有限的，本图只含有4个方阵，因此称它为4方阵三层风电塔。图中:(ZT43)为支撑立杆，4方阵三层风电塔共有9根支撑立杆，支撑立杆的材料为直径等于或小于50mm的钢管，支撑立杆的长度根据风电塔架设的高度而定，架设在地面一般取IOm左右，架设在楼顶上则可取2m左右；(ZT49)为风电塔的层间立杆，层间立杆的材料与支撑立杆相同为直径等于或小于50mm的钢管，层间立杆的长度一般取大于或等于小型风力发电机风叶旋转直径的2倍，4方阵三层风电塔共有27根层间立杆；风电塔的立杆之所以采取支撑立杆和层间立杆相拼接的结构，主要是为了方便增加或减少风电塔的层数，另外也为了方便检修；(ZT45)为横杆，4方阵三层风电塔每层有12根横杆，加上顶层横杆，4方阵三层风电塔的横杆共有48根,横杆的材料为直径小于或等于50mm的钢管,横杆的长度一般大于或等于小型风力发电机风叶旋转直径2倍，横杆在4方阵风电塔中的作用有三:一是与立杆组合成为一个方阵形立方体，起到稳固风电塔的作用，二是每层横杆都形成一个水平面，起到使立杆与地面保持垂直的作用，三是需要时可兼做布线管；(ZT42)为附图1所示的小型风力发电机，4方阵三层风电塔每层有9台，三层共有27台，27台并联运行时，所发电量等于27台小型风力发电机之和；(ZT46)为4方阵三层风电塔的第一层；(ZT47)为4方阵三层风电塔的第二层；(ZT48)为4方阵三层风电塔的第三层，如需增加发电量可在第三层上增加层数，由于4方阵三层风电塔的地面面积较大稳固性较好，因此层数可以适当增加到5层以上；(ZT41)为支撑立杆、层间立杆、横杆三者联接的节点一钢质专用扣件，4方阵三层风电塔共有36个节点，联接钢管的方式虽然有许多种，但为了便于拆装和检修，风电塔的层间立杆与横杆之间均采取统一的钢质专用扣件相联；(5134)为风电塔立杆的底座，底座为钢板材料，其作用是与地面固定、防止支撑立杆陷落以及用作避雷的地线。
[0020]如5001风机的效率以40%计，4方阵三层风电塔全年可发47304度电。以此推算:一亩安装有方阵形三层风电塔的农田全年大约可发210000度电。
[0021]本实用新型风电塔的实施例可以有不同组合和其它实施方式，凡采取等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。
【权利要求】
1.风电塔，一种塔式风力发电设施，它包括:带有风叶、风向舵和发电机芯的小型风力发电机，带有彼此绝缘的两轴承和环形扣件的多功能结构件，一端带有钢板底座的支撑立杆，层间立杆，横杆，钢质专用扣件，其特征是:所述小型风力发电机和所述层间立杆通过所述多功能结构件形成组合，所述多功能结构件位于所述小型风力发电机的重心，所述层间立杆从所述多功能结构件中穿过，所述多功能结构件通过其环形扣件扣在所述层间立杆的中点上，所述层间立杆的两端为上述组合的外接点，所述小型风力发电机通过所述多功能结构件的两轴承以所述层间立杆为轴心可作360度转动，所述小型风力发电机的电流通过所述多功能结构件的彼此绝缘的两轴承由导线从所述层间立杆中引出，所述支撑立杆和所述层间立杆的材料为直径等于或小于50mm的钢管，所述横杆的材料为直径小于或等于50mm的钢管，所述支撑立杆的长度一般取2m-10m，所述层间立杆和所述横杆的长度均为大于或等于所述小型风力发电机风叶旋转直径的两倍，所述支撑立杆垂直于地面并以其钢板底座与地面接触，所述支撑立杆的另一端与所述层间立杆的一个外接点相联接并垂直于地面，若干个所述层间立杆通过外接点两两相联接形成垂直于地面的若干层，以所述层间立杆的外接点为节点，用所述横杆通过所述钢质专用扣件按照架设塔架的规则将节点联接起来形成风电塔。
2.根据权利要求1所述的风电塔，其特征是含有3根支撑立杆的风电塔可形成等边三角形或直角三角形或不等边三角形风电塔。
3.根据权利要求1所述的风电塔，其特征是含有4根支撑立杆的风电塔可形成正方形或长方形或菱形风电塔。
4.根据权利要求3所述的风电塔，其特征是若干个正方形或长方形或菱形风电塔可组合成为含有多根支撑立杆的方阵形风电塔。
【文档编号】F03D11/04GK203627105SQ201320570449
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年9月16日 优先权日:2013年9月16日
【发明者】周符明, 周玉斐 申请人:周符明, 周玉斐