(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710386567.0
(22)申请日 2017.05.26
(71)申请人 赵义山
地址 235025 安徽省淮北市烈山区杨庄村
顺发养殖场院内
(72)发明人 赵义山
(74)专利代理机构 北京高航知识产权代理有限
公司 11530
代理人 李浩
(51)Int.Cl.
F03D 13/20(2016.01)
F03D 1/06(2006.01)
F03D 9/25(2016.01)
(54)发明名称
(57)摘要
本发明公开了一种大型微风发电装置，包括
面下的地下桩，位于地面的塔底座，位于塔底座
上的若干层构成的塔身，以及塔体顶部的顶部工
作面；风轮体包括中心传动轴，与中心传动轴连
接的风轮支架，以及安装在风轮支架上的风轮；
中心传动轴旋转，中心传动轴带动风力发电机组
转动发电，风力发电机组安装在塔身或塔底。本
发明安装施工简单，结构稳固，抗风能力强，风轮
以上微风条件下正常工作，又能在11级风下正常
工作，风能利用率提高25-30%，安装选址不受地
域限制，塔身牢固，安装施工简单，
造价低。权利要求书1页 说明书3页 附图4页CN 107035624 A 2017.08.11
C N 107035624
A
1.一种大型微风发电装置，其特征在于：包括塔体和安装在塔体上的风轮体，所述塔体包括位于地面下的地下桩，位于地面的塔底座，位于塔底座上的若干层构成的塔身，以及塔体顶部的顶部工作面；所述风轮体包括中心传动轴，与中心传动轴连接的风轮支架，以及安装在风轮支架上的风轮；风轮具有若干受力面，受力面在风力推动下带动中心传动轴旋转，中心传动轴带动风力发电机组转动发电，风力发电机组安装在塔身或塔底。
2.根据权利要求1所述的大型微风发电装置，其特征在于：所述塔体至少包含若干根支撑塔柱，塔柱位于地面下的部分为地下柱，在地面上的塔柱以连接梁连接，在塔体顶部的顶部工作面与塔柱之间设置辅助支撑架。
3.根据权利要求2所述的大型微风发电装置，其特征在于：所述塔柱以中心传动轴为圆心布局，由内而外设置至少3层，其中内层为3根塔柱，中层为6根塔柱，外层为12根塔柱，每层内塔柱通过连接梁两两连接；层间塔柱由内向外以内部的一根塔柱对外部相邻的两根塔柱连接，在横截面上形成多个三角形结构。
4.根据权利要求1所述的大型微风发电装置，其特征在于：所述风轮支架至少包含一个与塔体顶部工作面连接的下轴承面，与中心传动轴连接的内护架，与内护架连接的外护架；风轮由若干风轮臂构成，风轮臂连接外护架和内护架并与外护架等高，内护架高于外护架，在高出部分的内护架顶端分别引出与风轮臂悬空端连接的拉梁。
5.根据权利要求4所述的大型微风发电装置，其特征在于：所述内护架与中心传动轴，外护架与内护架之间设置若干根连接梁用于固定连接。
6.根据权利要求4所述的大型微风发电装置，其特征在于：所述风轮臂至少设置四组，四组以圆周均布，组与组之间设置连接。
7.根据权利要求4所述的大型微风发电装置，其特征在于：所述风轮臂由两个位于两端的主支撑臂和位于两个主支撑臂中间的若干与之垂直的竖直臂和若干与之平行的横臂互相连接构成，竖直臂和横臂之间均匀间隔形成构成若干风叶片框架，在每个风叶片框架内安装一片风叶片。
8.根据权利要求4所述的大型微风发电装置，其特征在于：所述风轮臂设置六组，六组以圆周均布，组与组之间至少以钢丝绳连接主支撑臂，风轮臂悬空端与内护架顶端连接的拉梁为钢丝绳，风轮臂的主支撑臂长40～50米。
9.根据权利要求7所述的大型微风发电装置，其特征在于：所述风叶片包括一个直扇片和一个安装在直扇片一端的弧形扇片，在风叶片的1/3处设置与框架的连接轴，在框架与风叶片连接位置的一次设置挡杆，挡杆位于直扇片与弧形扇片连接的，用于限定风叶片只在一个方向旋转。
10.根据权利要求1所述的大型微风发电装置，其特征在于：所述塔身高81米，地下桩长20米，塔身宽31米，顶部工作面宽45米，塔身上下分层，在塔身上设置用于上下的楼梯或电梯，风轮支架高45米，风轮高30米。
权 利 要 求 书1/1页CN 107035624 A
一种大型微风发电装置
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及一种大型微风发电装置，属于新能源技术领域。
背景技术
[0003]风力发电是一种清洁绿的新型能源，不需要任何生物质原料燃烧，而是利用自然风将风能转化为动能发电。现有的风力发电机组主要采用的是丹麦和荷兰的风力发电技术，其技术存在风能利用率低，造价过高，选址要求条件高，安装施工复杂，微风不工作，或超过9-11级风力时自动停止工作，并且其叶片需要风向正确才能工作。
[0004]这些问题都限制了对风能的利用。对风能的利用需要一种在选址上不受地域限制，能利用沙漠、丘陵、海岸、沼泽等地域，对风向无特殊要求，风力大于3级即可实现发电，安装施工简单，造价低，风能利用率高的风力发电设备，但是现有技术中未见报道。
发明内容
[0005]本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种大型微风发电装置，该装置选址不受地域限制，风力在3-11级均能正常发电，安装施工简单，造价低，风能利用率高。[0006]为达到上述目的，本发明所采用的技术手段是：一种大型微风发电装置，包括塔体和安装在塔体上的风轮体，所述塔体包括位于地面下的地下桩，位于地面的塔底座，位于塔底座上的若干层构成的塔身，以及塔体顶部的顶部工作面；所述风轮体包括中心传动轴，与中心传动轴连接的风轮支架，以及安装在风轮支架上的风轮；风轮具有若干受力面，受力面在风力推动下带动中心传动轴旋转，中心传动轴带动风力发电机组转动发电，
风力发电机组安装在塔身或塔底。
[0007]进一步的，所述塔体至少包含若干根支撑塔柱，塔柱位于地面下的部分为地下柱，在地面上的塔柱以连接梁连接，在塔体顶部的顶部工作面与塔柱之间设置辅助支撑架。[0008]更进一步的，所述塔柱以中心传动轴为圆心布局，由内而外设置至少3层，其中内层为3根塔柱，中层为6根塔柱，外层为12根塔柱，每层内塔柱通过连接梁两两连接；层间塔柱由内向外以内部的一根塔柱对外部相邻的两根塔柱连接，在横截面上形成多个三角形结构。
[0009]进一步的，所述风轮支架至少包含一个与塔体顶部工作面连接的下轴承面，与中心传动轴连接的内护架，与内护架连接的外护架；风轮由若干风轮臂构成，风轮臂连接外护架和内护架并与外护架等高，内护架高于外护架，在高出部分的内护架顶端分别引出与风轮臂悬空端连接的拉梁。
[0010]更进一步的，所述内护架与中心传动轴，外护架与内护架之间设置若干根连接梁用于固定连接。
[0011]更进一步的，所述风轮臂至少设置四组，四组以圆周均布，组与组之间设置连接。
[0012]更进一步的，所述风轮臂由两个位于两端的主支撑臂和位于两个主支撑臂中间的若干与之垂直的竖直臂和若干与之平行的横臂互相连接构成，竖直臂和横臂之间均匀间隔形成构成若干风叶片框架，在每个风叶片框架内安装一片风叶片。
[0013]更进一步的，所述风轮臂设置六组，六组以圆周均布，组与组之间至少以钢丝绳连接主支撑臂，风轮臂悬空端与内护架顶端连接的拉梁为钢丝绳，风轮臂的主支撑臂长40～50米。
[0014]更进一步的，所述风叶片包括一个直扇片和一个安装在直扇片一端的弧形扇片，在风叶片的1/3处设置与框架的连接轴，在框架与风叶片连接位置的一次设置挡杆，挡杆位于直扇片与弧形扇片连接的，用于限定风叶片只在一个方向旋转。
[0015]进一步的，所述塔身高81米，地下桩长20米，塔身宽31米，顶部工作面宽45米，塔身上下分层，在塔身上设置用于上下的楼梯或电梯，风轮支架高45米，风轮高30米。
[0016]本发明与现有技术相比，所产生的有益效果是：以内外分层的塔柱设计，安装施工简单，但结构稳固，抗风能力强，而风轮支架采用内外护架，风轮臂以钢丝绳柔性连接，再结合风叶片的结构设计，让本结构能在3级以上微风条件下正常工作，又能在11级风下正常工作，风能利用率比现有技术提高25-30%，安装选址不受地域限制，塔身下部可作为房间使用，塔身设计牢固安全，风阻小，安装施工简单，造价低。
附图说明
[0017]下面结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。
[0018]图1 为本发明的塔体结构示意图；
图2 为本发明的塔体横截面结构示意图；
图3 为本发明的风轮体结构示意图；
图4 为本发明的风轮体局部结构示意图。
[0019]图中：1、地下桩，2、塔底座，3、塔身，4、顶部工作面，5、中心传动轴，6、风轮支架，7、风轮，8、塔柱，9、连接梁，10、辅助支撑架，11、内护架，12、外护架，13、风轮臂，14、拉梁，15、主支撑臂，16、竖直臂，17、横臂，18、风叶片框架，19、风叶片。
具体实施方式
[0020]如图1、2、3、4所示，一种大型微风发电装置，包括塔体和安装在塔体上的风轮体，所述塔体包括位于地面下的地下桩1，位于地面的塔底座2，位于塔底座2上的若干层构成的塔身3，以及塔体顶部的顶部工作面4；所述风轮体包括5，与中心传动轴连接的风轮支架6，以及安装在风轮支架上的7；风轮具有若干受力面，受力面在风力推动下带动中心传动轴5旋转，中心传动轴5带动风力发电机组转动发电，风力发电机组安装在塔身或塔底。[0021]将风力发电机组放置在塔身或塔底，降低了风力体的重量，减轻了塔顶部工作面上的承载，让装置整体安全性增加，并且便于维护修理。
[0022]所述塔体至少包含若干根支撑塔柱8，塔柱8位于地面下的部分为地下柱1，在地面上的塔柱以连接梁9连接，在塔体顶部的顶部工作面4与塔柱之间设置辅助支撑架10。[0023]所述塔柱8以中心传动轴5为圆心布局，由内而外设置至少3层，其中内层为3根塔柱，中层为6根塔柱，外层为12根塔柱，每层内塔柱8通过连接梁9两两连接；层间塔柱由内向
外以内部的一根塔柱对外部相邻的两根塔柱连接，在横截面上形成多个三角形结构。[0024]塔体的此种结构设计，充分利用三角形的稳定性，在层内和层间多处设计三角形结构，层内和层间又辅以连接梁，让架体稳定的同时，又能使强风通过。
[0025]所述风轮支架6至少包含一个与塔体顶部工作面4连接的下轴承面，与中心传动轴5连接的内护架11，与内护架11连接的外护架12；风轮7由若干风轮臂13构成，风轮臂13连接外护架12和内护架11并与外护架12等高，内护架11高于外护架12，在高出部分的内护架11顶端分别引出与风轮臂13悬空端连接的拉梁14。
[0026]所述内护架11与中心传动轴5，外护架12与内护架11之间设置若干根连接梁用于固定连接。
[0027]所述风轮臂13至少设置四组，四组以圆周均布，组与组之间设置连接。
[0028]所述风轮臂13由两个位于两端的主支撑臂15和位于两个主支撑臂中间的若干与之垂直的竖直臂16
和若干与之平行的横臂17互相连接构成，竖直臂16和横臂17之间均匀间隔形成构成若干风叶片框架18，在每个风叶片框架18内安装一片风叶片19。
[0029]所述风轮臂13设置六组，六组以圆周均布，组与组之间至少以钢丝绳连接主支撑臂15，风轮臂悬空端与内护架顶端连接的拉梁14为钢丝绳，风轮臂的主支撑臂15长40～50米。
[0030]所述风叶片19包括一个直扇片和一个安装在直扇片一端的弧形扇片，在风叶片的1/3处设置与框架的连接轴，在框架与风叶片连接位置的一次设置挡杆，挡杆位于直扇片与弧形扇片连接的，用于限定风叶片只在一个方向旋转。
[0031]作为一组优选的尺寸设计，所述塔身高81米，地下桩长20米，塔身宽31米，顶部工作面宽45米，塔身上下分层，在塔身上设置用于上下的楼梯或电梯，风轮支架高45米，风轮高30米。发明人研究发现，塔身的高度不能低于70米，否则由于环境的影响，会导致对风的利用率会降低，而给出的这组数据是在发明人大量研究分析后给出的，在风能利用、设计安全，施工等多种因素融合后的最佳数据。
[0032]本发明与现有技术相比，所产生的有益效果是：以内外分层的塔柱设计，安装施工简单，但结构稳固，抗风能力强，而风轮支架采用内外护架，风轮臂以钢丝绳柔性连接，再结合风叶片的结构设计，让本结构能在3级以上微风条件下正常工作，又能在11级风下正常工作，风能利用率比现有技术提高25-30%，安装选址不受地域限制，塔身下部可作为房间使用，塔身设计牢固安全，风阻小，安装施工简单，
造价低。
[0033]上述给出的实施例和验证实施例只是对本发明技术方案的解释，并不作为对本发明技术方案的限定，在本领域技术人员通过本发明公开后对本发明技术方案的等同变化，均在本发明的保护范围内。
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