一種雙用風(fēng)力發(fā)電機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)電機，具體涉及一種能充分接受與利用風(fēng)能，并在不同時間段為用戶提供所需能源的雙用風(fēng)力發(fā)電機。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)力發(fā)電機是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能的動力機械，由于風(fēng)能是一種可再生的，無污染的自然能源，因此在各個國家得到大力推廣。在現(xiàn)有技術(shù)中，風(fēng)輪部分的風(fēng)輪一般采用螺旋槳式，這種風(fēng)輪的設(shè)計與制造工藝復(fù)雜，對制作材料要求高，而且風(fēng)能接受率(Dp)低，存在葉片失速問題；而儲能式發(fā)電部分的工作方式普遍是風(fēng)輪接受風(fēng)能后，通過變速箱直接拖動發(fā)電機，然后經(jīng)整流，逆變，升壓后饋入電網(wǎng)，這種風(fēng)力發(fā)電機還需要安裝復(fù)雜的逆變系統(tǒng)，使得整個發(fā)電系統(tǒng)造價昂貴。另外一些企業(yè)還需用到大量的氣源，而這種風(fēng)力發(fā)電機只能用于輸出電能，其功能較為單一，無法滿足用氣大戶的用氣需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明創(chuàng)新提供了一種結(jié)構(gòu)合理，造價低廉，能充分捕獲與利用風(fēng)能，并在不同時間段為用戶提供所需能源的雙用風(fēng)力發(fā)電機，該雙用風(fēng)力發(fā)電機包括有風(fēng)輪機構(gòu)、主軸、機箱以及安裝在機箱內(nèi)的發(fā)電機，其特征在于:所述機箱安裝于儲氣塔上，所述儲氣塔上設(shè)有氣源出口，所述機箱內(nèi)安裝有空壓機，所述空壓機通過管道與儲氣塔連通，所述管道上安裝有單向閥，所述空壓機與發(fā)電機之間安裝有傳動切換機構(gòu)，所述傳動切換機構(gòu)可切換風(fēng)輪機構(gòu)與空壓機傳動連接或與發(fā)電機傳動連接，所述傳動切換機構(gòu)的切換由PLC控制器控制。
[0004]所述主軸穿過機箱垂直固定安裝于儲氣塔上，所述發(fā)電機與空壓機上下對應(yīng)安裝于機箱內(nèi)主軸的一側(cè)，所述發(fā)電機與空壓機對應(yīng)的輸入軸上分別設(shè)有齒輪，所述傳動切換機構(gòu)包括有位于發(fā)電機與空壓機之間的大齒輪以及控制大齒輪上下動作的氣缸，所述氣缸安裝于機箱內(nèi)主軸的另一側(cè)，所述氣缸的伸縮桿與撥叉固定連接，所述大齒輪處在撥叉的夾口內(nèi)，所述氣缸由PLC控制器控制,所述大齒輪套設(shè)于旋轉(zhuǎn)套外,所述旋轉(zhuǎn)套活動套于主軸外，所述大齒輪通過花鍵與旋轉(zhuǎn)套傳動連接，所述旋轉(zhuǎn)套由風(fēng)輪機構(gòu)帶動轉(zhuǎn)動。
[0005]所述風(fēng)輪機構(gòu)包括有兩個或者四個沿圓周均勻排列的輪葉單元，所述輪葉單元包括有若干個擋板以及左右豎桿，所述擋板橫向安裝于左右豎桿之間，所述左右豎桿安裝于上下橫桿之間的外段，所述上橫桿的里端固定于軸承座上，所述軸承座設(shè)于主軸上，所述下橫桿的里端與旋轉(zhuǎn)套固定連接。
[0006]上下相鄰兩擋板之間的間距相等，相鄰兩擋板之間安裝有捕風(fēng)板，所述捕風(fēng)板的上側(cè)鉸接于左右豎桿之間，交接點位于鄰近的擋板背風(fēng)的一側(cè)，所述捕風(fēng)板的下側(cè)可靠在鄰近的擋板上，或者靠在同樣安裝于左右豎桿之間的限位擋板上并使捕風(fēng)板保持豎直。
[0007]所述左右豎桿可滑動地安裝于上下橫桿上，所述主軸上安裝有輪葉推動機構(gòu)，所述輪葉推動機構(gòu)包括有推動電機、螺桿與螺母，所述螺母固定安裝在豎桿上，所述螺母與螺桿螺紋連接，所述螺桿里端連接有從動傘齒輪，所述主軸上固定安裝有安裝支架，所述推動電機與螺桿安裝于安裝支架上，所述主軸上套設(shè)有皮帶輪，所述推動電機通過皮帶與皮帶輪傳動連接，所述皮帶輪下方一體連接有主動傘齒輪，所述主動傘齒輪與從動傘齒輪傳動連接。
[0008]所述擋板可以為“V”型、圓弧型或者直板型，所述限位擋板也可以為“V”型、圓弧型或者直板型。
[0009]相鄰兩輪葉單元的上橫桿或者下橫桿之間固定安裝有加強連桿，所述輪葉單元上下橫桿之間的最外端安裝有加強豎桿。
[0010]所述主軸外還固定套設(shè)有吸風(fēng)豎管，所述吸風(fēng)豎管上下開口，所述吸風(fēng)豎管上部罩有旋轉(zhuǎn)罩，所述旋轉(zhuǎn)罩頂部與上橫桿固定連接，所述旋轉(zhuǎn)罩罩壁上安裝有吸風(fēng)管道，所述吸風(fēng)管道的端部彎曲，端部處的出風(fēng)口朝向風(fēng)輪機構(gòu)轉(zhuǎn)動的反方向。
[0011]所述機箱上還安裝有制動機構(gòu)，所述制動機構(gòu)包括有上夾臂與下夾臂，所述上夾臂與下夾臂通過鉸接部交叉，一側(cè)用于夾住固定安裝于旋轉(zhuǎn)套上的制動盤，另一側(cè)的具有一把手。
[0012]所述儲氣塔內(nèi)設(shè)有壓力傳感器，所述壓力傳感器與PLC控制器電聯(lián)接
本發(fā)明的風(fēng)輪機構(gòu)采用垂直軸式，其具有如下優(yōu)點:1、設(shè)計及制作工藝都大為簡化，降低了生產(chǎn)成本；2、重量是同功率螺旋槳葉片的1/4，由于重量較輕，風(fēng)力能更好地帶動風(fēng)輪轉(zhuǎn)動；3、由于風(fēng)輪一側(cè)受力，因此風(fēng)輪可以獲得較大的扭矩；4、對制作材料要求低，大功率機可選用玻纖、碳纖復(fù)合材料，IMW以下機型可用玻璃鋼或金屬材料。另外，按照本發(fā)明提供的雙用風(fēng)力發(fā)電機，除了能充分接受風(fēng)能外，還能充分利用風(fēng)能，并在不同的時間段給用戶帶去所需的能源。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為機箱內(nèi)部的結(jié)構(gòu)意圖；
圖3為圖1中A處的放大圖；
圖4為風(fēng)輪機構(gòu)的俯視圖；
圖5為輪葉推動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為PLC控制器的控制線路圖。
【具體實施方式】
[0014]通過風(fēng)力的作用，風(fēng)輪機構(gòu)3驅(qū)使旋轉(zhuǎn)套5轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)套5又帶動空壓機22或者發(fā)電機20工作，從而在不同的時間段產(chǎn)生不同形式的能源，為企業(yè)用戶提供所需。如圖1與圖2所示，該雙用風(fēng)力發(fā)電機除了風(fēng)輪機構(gòu)3外，還包括主軸4、機箱2以及具有氣源出口10的儲氣塔1，機箱2安裝于儲氣塔I上，主軸4穿過機箱2垂直固定安裝于儲氣塔I上；機箱2內(nèi)安裝有空壓機22與發(fā)電機20，兩者上下對應(yīng)安裝于機箱2內(nèi)主軸4的一側(cè)，空壓機22通過管道23與儲氣塔I連通，在管道23上安裝有單向閥24?？諌簷C22工作，壓縮氣體，氣體被壓縮后通過管道23存入儲氣塔I內(nèi)，用戶需要用氣時，只需通過管道給用氣單位供氣即可；而發(fā)電機20工作，產(chǎn)生電能，可以直接為企業(yè)用戶供電，或者直接供給電網(wǎng)。
[0015]發(fā)電機20與空壓機22切換工作是通過傳動切換機構(gòu)的來回切換實現(xiàn)的。發(fā)電機20與空壓機22相對應(yīng)的輸入軸上分別安裝有齒輪21，在上下齒輪21之間安裝有可與齒輪21嚙合的大齒輪27，該大齒輪27是傳動切換機構(gòu)的一部件，為了讓大齒輪27上下移動，傳動切換機構(gòu)還包括有氣缸25，通過氣缸25的推動，大齒輪27就能切換與發(fā)電機20的輸入軸或者空壓機22的輸入軸傳動連接，由于發(fā)電機20與空壓機22位于機箱2內(nèi)的一側(cè),那么氣缸25就安裝于機箱2內(nèi)的另一側(cè)，該氣缸25的動作也是由PLC控制；另外需要說明的是，由于大齒輪27是處于轉(zhuǎn)動狀態(tài)，氣缸25是不能直接作用于大齒輪27上的，而是通過推動框住大齒輪27的撥叉26來推動大齒輪27上下移動。
[0016]大齒輪27的轉(zhuǎn)動是靠旋轉(zhuǎn)套5帶動的(具體是在兩者之間通過花鍵28實現(xiàn)傳動連接)，而旋轉(zhuǎn)套5的轉(zhuǎn)動是依靠風(fēng)輪機構(gòu)3的驅(qū)動而實現(xiàn)。風(fēng)輪機構(gòu)3包括有兩個或者四個沿圓周均勻分布的輪葉單元30，每個輪葉單元30包括有若干個擋板302以及用于安置擋板302的上下橫桿31、32，為了使條形擋板302水平安置于上下橫桿31、32之間，本發(fā)明在上下橫桿31、32之間的外段位置固定安裝有左右豎桿301，若干個擋板302就上下排列、各個水平安裝在左右豎桿301之間，然后將上橫桿31的里端固定于軸承座33上(軸承座33設(shè)于主軸4上)，再將下橫桿32的里端與旋轉(zhuǎn)套5固定連接，這樣風(fēng)吹向擋板，擋板以及上下橫桿就能帶著旋轉(zhuǎn)套轉(zhuǎn)動了。
[0017]按照上述的風(fēng)輪結(jié)構(gòu)，風(fēng)輪機構(gòu)3已能夠借助風(fēng)的力量轉(zhuǎn)動，然而這種風(fēng)輪機構(gòu)3的輪葉單元30左右對稱，形成一個面，當(dāng)風(fēng)一個方向吹來時，風(fēng)力既作用于左側(cè)的輪葉單元30上，又會作用于右側(cè)的輪葉單元30上，由于左右兩側(cè)輪葉單元30受到同一個方向的風(fēng)力，那么風(fēng)輪機構(gòu)3的轉(zhuǎn)速將大打折扣，只有一側(cè)輪葉單元30受力，另一側(cè)的輪葉單元30受到反向的推力，風(fēng)輪機構(gòu)3才能獲得最大的扭矩，然而這種現(xiàn)象是違背自然規(guī)律的，在符合自然規(guī)律的情況下，唯一的辦法是讓一側(cè)的輪葉單元30受風(fēng)的推力，另一側(cè)則不受力，或者嚴(yán)格意義上說是最大限度的減少那一側(cè)的風(fēng)的推力，從而使風(fēng)輪機構(gòu)3獲得最快的轉(zhuǎn)速。
[0018]為此，本發(fā)明在上下相鄰兩擋板302之間留出一定的間距，在兩上下相鄰兩擋板302之間安裝有捕風(fēng)板303，捕風(fēng)板303的上側(cè)鉸接于左右豎桿301之間，其鉸接點位于鄰近的擋板302的背風(fēng)側(cè)，即位于捕風(fēng)板303上方的擋板302的背風(fēng)面，而捕風(fēng)板303的下側(cè)為自由端，它可以靠在下方的擋板302上(上下方的擋板302是指與單個捕風(fēng)板鄰近的上下?lián)醢?02)，即下方的擋板302可以擋住捕風(fēng)板303擺動。通過這種結(jié)構(gòu)，當(dāng)風(fēng)從某個方向吹來時，其中一個迎著風(fēng)的輪葉單元30其捕風(fēng)板303的下側(cè)就靠在下方的擋板302上，由于捕風(fēng)板303被擋板302擋住，上下?lián)醢?02之間就形成了一個封閉的阻擋面，風(fēng)作用于該阻擋面上時，這側(cè)的輪葉單元30就獲得推力；與此相反，與該輪葉單元30處于同一平面的另一側(cè)輪葉單元30其捕風(fēng)板則被吹起，由于鉸接點306位于鄰近的擋板302的背風(fēng)側(cè)，捕風(fēng)板303就被卡住，形成一個開放的空間，就像一扇打開的門，風(fēng)就從這扇門穿過，因此這一側(cè)的輪葉單元30就能最大限度地減少風(fēng)的阻力，從而使風(fēng)輪機構(gòu)3獲得最大的扭矩；為了讓上下橫桿31、32固定，本發(fā)明將上橫桿31的里端固定于軸承座33上，該軸承座33設(shè)于主軸4上，而下橫桿32的里端就與旋轉(zhuǎn)套5固定連接，上下橫桿31、32以及捕風(fēng)板303轉(zhuǎn)動就能帶動旋轉(zhuǎn)套5轉(zhuǎn)動，當(dāng)然，旋轉(zhuǎn)套5是套設(shè)在主軸4上的。
[0019]上述的風(fēng)輪機構(gòu)3已經(jīng)能使風(fēng)輪獲得較大的扭矩，但是由于擋板302是上下垂直排列的，而捕風(fēng)板303的上端又鉸接于上擋板302的一側(cè)，因此捕風(fēng)板303靠在下?lián)醢鍟r，實際上是不垂直的，而是具有一定的斜角，由此造成的不足便是捕風(fēng)板受到的風(fēng)力將打折扣。因此，為了讓捕風(fēng)板303在關(guān)閉時保持垂直狀態(tài)，在左右豎桿之間還安裝有限位擋板305，如圖3所示，該限位擋板305與擋板302不處于同一垂直線上，而是與下?lián)醢?02錯開，既捕風(fēng)板303下端不是靠在下?lián)醢?02上，而是靠在與下?lián)醢?02錯開的限位擋板305上，這樣捕風(fēng)板303在關(guān)閉時將一直處于垂直狀態(tài),處于垂直狀態(tài)的捕風(fēng)板303便能正面面對風(fēng)的推力，從而使輪葉單元30獲得最大的推力；另外，值得說明的是，限位擋板305與擋板302可以為“V”型、圓弧型或者直板型，三者都能起到阻擋捕風(fēng)板303的作用，其中“V”型的擋板302相對來說捕風(fēng)的效果最好，因為“V”型擋板敞開的一端可以很好地捕風(fēng)風(fēng)力，而尖頭的一端則能很