一种立式风力发电机的制作方法

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1.本实用新型涉及风力发电领域，具体涉及一种立式风力发电机。


背景技术：

2.风力发电是指把风的动能转为电能。风能是一种清洁无公害的可再生能源能源，很早就被人们利用，在我国大力发展可再生能源，努力实现“碳达峰、碳中和”的宏伟目标下，我国广大科技工作者正积极努力，为实现这个宏伟目标做贡献，利用风力发电非常环保，且风能蕴量巨大，因此日益受到世界各国的重视。
3.现在我国普遍采用的三页片式大型风力发电机，具有占地面积小，噪音低，对环境友好的优势，但是，该种风力发电机造价太高，现在每台售价在一千万元左右，由此按使用年限加上运营修理费等计算下来，每年每度电的成本在0.6元左右，高于燃煤发电和太阳能发电，不具有竞争优势，另外，现有三页片式大型风力发电机存在风叶受风面积小，风力利用率低，存在前翼面风阻大，风力利用率低，并网冲击大，在高风速区和低风速区工作能力差、工作风区范围小，在大风环境下不能工作，其稳定性差，暴风时易吹倒折断损坏，严重影响发电效率与电网安全等问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种造价成本低廉、吃风面积大、风力利用率高、度电成本低、稳定性好的一种立式风力发电机。
5.本实用新型由如下技术方案实施：一种立式风力发电机，其包括底座、叶轮轴、变速箱、发电机、聚风导向装置；在所述底座上竖直转动设有所述叶轮轴，在所述叶轮轴底部同轴设有齿轮，所述齿轮与所述变速箱的输入轴传动连接，所述变速箱的输出轴与所述发电机的电机轴传动连接；在所述叶轮轴顶部设有顶部轴承，在所述顶部轴承上固定设有钢索拉盘；在所述底座四周均匀设有三根以上的立柱，所述立柱顶端与所述钢索拉盘之间设有拉紧钢索；在所述顶部轴承与所述齿轮之间的所述叶轮轴上设有弧形叶片；在所述弧形叶片与所述齿轮之间的所述叶轮轴上设有底部轴承；在所述弧形叶片与所述立柱之间设有以所述叶轮轴为轴心旋转的所述聚风导向装置，所述聚风导向装置包括聚风导向装置架盘、风向测定仪、控制器、圆环形铁板、行走轮组；所述聚风导向装置架盘为内部中空、水平相对面开口的台体；所述聚风导向装置的出风口朝向叶轮轴，进风口朝向立柱，进风口口径大于出风口口径；所述顶部轴承、所述底部轴承各沿水平方向引出一根水平杆与所述聚风导向装置架盘连接；在所述聚风导向装置架盘外壁顶部设有所述风向测定仪；在所述聚风导向装置架盘上设有所述控制器；与所述叶轮轴同心设置的所述圆环形铁板固定在所述立柱上；在所述聚风导向装置架盘的远轴端设置有两组以上的所述行走轮组；每组所述行走轮组的两个液压行走轮的轮面分别延所述圆环形铁板的两侧板面滚动；所述风向测定仪输出端与所述控制器的输入端电连接，所述控制器的输出端与驱动所述行走轮组的液压泵电连接。
6.优选的，所述立柱包括竖直设置的立杆，在所述立杆上设有倾斜设置的斜杆和斜拉钢索。
7.优选的，所述弧形叶片包括弧形叶片骨架，所述弧形叶片骨架包括弧形叶片框架，在所述弧形叶片框架内均匀排列设有横向设置的支撑骨架；在所述弧形叶片骨架上设有弧形面板(所述弧形叶片骨架置于所述弧形面板的背风面)。
8.优选的，每个所述行走轮组为两个轮面相对设置的所述液压行走轮。
9.优选的，在所述聚风导向装置内竖直设有转轴，在所述转轴上转动设有分流导向架盘；在所述聚风导向装置内腔侧壁活动设有液压油缸，所述液压油缸的缸体与所述聚风导向装置内腔侧壁铰接；所述液压油缸的活塞杆顶端与所述分流导向架盘活动铰接；在所述聚风导向装置外壁顶部设有与所述控制器电连接的风速测定仪；所述控制器与驱动所述液压油缸的所述液压泵电连接。
10.本实用新型的优点：本实用新型立式风力发电机，吃风面积大，风的压缩行程长，进风风压高，风力发电机单机风扇叶轮叶片面积大且密集，所以在叶片之间空跑过的风量小，风力利用率高，且立式风力发电机单机越大，度电成本越低，可以同时提高空间利用率、降低发电成本；通过在发电机四周设置立柱和拉紧钢索，增强抗击风力的能力，提高发电机的稳定性。
附图说明：
11.图1为本实用新型实施例的结构示意图。
12.图2为本实用新型的弧形叶片局部放大图。
13.图3为本实用新型的聚风导向装置连接图。
14.图4为本实用新型的聚风导向装置局部放大图。
15.图5为本实用新型的风速测定仪、风向测定仪局部放大图。
16.图6为本实用新型的系统控制图。
17.附图标记：底座1、叶轮轴2、变速箱3、发电机4、聚风导向装置5、聚风导向装置架盘51、风向测定仪52、控制器53、圆环形铁板54、液压行走轮组55、齿轮6、顶部轴承7、钢索拉盘8、拉紧钢索81、立柱9、立杆91、斜杆92、斜拉钢索93、弧形叶片10、弧形叶片骨架101、弧形叶片框架102、支撑骨架103、弧形面板104、底部轴承11、水平杆12、分流导向装置13、转轴131、分流导向架盘132、液压油缸133、液压杆134、风速测定仪135、液压泵136。
具体实施方式：
18.实施例：
19.如图1所示，一种立式风力发电机，其包括底座1、叶轮轴2、变速箱3、发电机4、聚风导向装置5；在底座1上竖直转动设有叶轮轴2，在叶轮轴2底部同轴设有齿轮6，齿轮6与变速箱3的输入轴传动连接，变速箱3的输出轴与发电机4的电机轴传动连接，通过叶轮轴2转动将动能传动给变速箱3进而传动给发电机4，以此将风的动能转为电能，实现风力发电；在叶轮轴2顶部套设有顶部轴承7，在顶部轴承7上固定设有钢索拉盘8；在底座1四周均匀设有三根以上的立柱9，立柱9包括竖直设置的立杆91，在立杆91上设有倾斜设置的斜杆92和斜拉钢索93，增强受力强度，而且风阻小，立柱9顶端与钢索拉盘8之间设有拉紧钢索81，以此实
现风力发电机的固定，防止风力过大导致风力发电机倾倒，提高风力发电机的稳定性。
20.如图2所示，在顶部轴承7与齿轮6之间的叶轮轴2上设有弧形叶片10；弧形叶片10包括弧形叶片骨架101，弧形叶片骨架101包括弧形叶片框架102，在弧形叶片框架102内均匀排列设有横向设置的支撑骨架103，以支撑弧形叶片10，增强抗击风力的能力；在弧形叶片骨架101上设有弧形面板104，弧形叶片骨架101置于弧形叶片10的背风面。
21.如图3-图6所示，弧形叶片10与齿轮6之间的叶轮轴2上设有底部轴承11；弧形叶片10与立柱9之间设有以叶轮轴2为轴心旋转的聚风导向装置5，聚风导向装置5包括聚风导向装置架盘51、风向测定仪52、控制器53、圆环形铁板54、液压行走轮组55；聚风导向装置架盘51为内部中空、水平相对面开口的台体，顶部轴承7、底部轴承11各沿水平方向引出一根水平杆12与聚风导向装置架盘51连接；聚风导向装置5的出风口朝向叶轮轴2，进风口朝向立柱9，进风口口径大于出风口口径，出风口的一面侧板出风口边正对叶轮轴2的轴线，使得出风口的风全部吹向顺风向旋转的叶片；自然风经聚风导向装置5后被加速，进而带动弧形叶片10转动；风向测定仪52设置于聚风导向装置架盘51的外壁顶部，用于实时监测风向，并将信号传输到控制器53；圆环形铁板54与叶轮轴2同心设置并固定在立柱9上；聚风导向装置架盘51远离叶轮轴2的一端设有两组液压行走轮组55，控制器53的输出端与驱动液压行走轮组55的液压泵136电连接。每组液压行走轮组55的两个液压行走轮的轮面在液压泵136驱动下分别沿圆环形铁板54的两侧板面滚动，保证进风口始终正对风向。
22.在聚风导向装置5内设有分流导向装置13，分流导向装置13包括转轴131、分流导向架盘132，分流导向架盘132通过竖直转轴131转动设置在聚风导向装置架盘51内；分流导向装置13还包括液压油缸133、液压杆134、风速测定仪135、液压泵136；液压油缸133的缸体与聚风导向装置5内腔侧壁铰接，液压油缸133的液压杆134顶端与分流导向架盘132活动铰接；风速测定仪135设置在聚风导向装置5外壁顶部，用于测定风速信息，并将信号传输到控制器53，控制器53输出端与驱动液压油缸133的液压泵136电连接，从而控制液压杆134伸缩变化，当液压杆134长度变化时，分流导向架盘132随之发生偏转，进而调整进风口、出风口的风量。
23.工作原理：
24.自然风从聚风导向装置5的大进风口进入，小出风口吹出从而被加速，被加速的风吹动弧形叶片10带动叶轮轴2转动，叶轮轴2带动齿轮6转动，通过变速箱3的传动，将动能传动给发电机4，以此将风的动能转为电能，实现风力发电。叶轮轴2四周的立柱9将拉紧钢索81拉紧固定，进而起到固定风力发电机叶轮轴2的作用，防止风力发电机叶轮轴2发生偏移，增强风力发电机抗击风力的能力。
25.风向测定仪52、风速测定仪135实时对风向、风速进行监测，当风向、风速发生变化时，控制器53控制液压系统的液压泵136开始工作；对于聚风导向装置5，液压泵136驱动液压行走轮组55旋转，使得每组液压行走轮组55的两个液压行走轮的轮面沿圆环形铁板54的两个板面滚动，使得大进风口始终正对风向；对于分流导向装置13，液压泵136驱动液压油缸133工作，通过控制进入液压油缸133的油量多少，实现液压杆134伸缩变化及分流导向架盘132偏转，当分流导向架盘132偏转时，分流导向架盘132的迎风面阻挡水平进入大风口的风量，同时，其背风面出现空隙使得部分风分流到小进风口外面，从而实现对风速的控制。