專利名稱：提水搞風小水電的立軸升力直翼多效活翅風力機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種提水搞風小水電的立軸升力直翼多效活翅風力機的新構造和新設置。
背景技術：
小水電因規模小、投資省、見效快、效益好，沒有淹沒損失及移民麻煩，在我國得到了快速和充分的大發展，據《水電能資源開發利用》第183頁介紹，至2003年，總裝機容量和年發電量占到全國水電的40%左右，但因它利用的流水落差是江河上游中小支流和小河小溪，它大部分分布在大電網難以覆蓋的山區。據有關資料介紹據水利部的估計，全國小水電開發50年來，剩下可供開發的好站址已不多，而大風電卻又價高、風區受限、并網受限、 風電存蓄難、棄風量大五大缺陷，我國當前大風電總裝機容量已超過美國，已是全球風電大國。但因它的五大缺陷不能突破，我國卻不是風電強國。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種結構簡單、價廉的用于提水搞風小水電的立軸升力直翼多效活翅風力機，解決小水電不能向內地大發展、大風電大發展不能成為風電強國的問題。為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是提水搞風小水電的立軸升力直翼多效活翅風力機，包括風力提水裝置和發電裝置；風力提水裝置包括通過塔架連接支撐的風機立軸，風機立軸上端通過雙橫臂連接有葉片，葉片中部的活翅末端設有多效活翅尾，風機立軸下端與新型水車連接，新型水車的提水筒上設有上空大氣加壓增揚程器，所述新型水車提水入蓄水池；發電裝置包括帶有尾水管的水輪機及發電組；所述蓄水池與水輪機進水管連接，蓄水通過進水管、尾水管下放形成循環，它要用農田、機井或江河兩岸連通水井提水。所述活翅前端與所述葉片中部鉸接，活翅末端鉸接有多效活翅尾；所述葉片上鉸接有葉片連接插頭，葉片連接插頭與橫臂可拆卸連接；所述葉片連接插頭上設有葉片攻角控制爪。所述新型水車包括水車立軸，水車立軸上端通過安全聯軸器與風機立軸套接，水車立軸下端通過傘齒輪與水平軸上的提水鏈輪傳動連接，提水鏈輪為活固定的不同齒數輪，與提水鏈輪與提水鏈條傳動連接，提水鏈條深入機井內，所述水車的提水筒位于井內，所述提水鏈條穿設于提水筒內，提水鏈條上設有提水盤。所述提水筒外壁間隔設有上空大氣加壓增揚程器，增揚程器包括套設于提水筒外壁且全封閉的外套筒，外套筒上端封閉平面上設有閥門，外套筒內底部的提水筒上設有連通孔。所述水車上設有活止動杠裝置，活止動杠裝置位于水車頭上，其包括套設于水車立軸上的止動杠外套，止動杠外套與止動杠活動連接，止動杠與塔架配合使用；所述塔架下部設有塔架橫梁，塔架橫梁上固定安裝水車架，所述提水鏈輪通過水平軸及傘齒輪固定安裝于水車架上。所述水輪機上設有尾水管，尾水管與機井下水面連通；所述位于蓄水池內的進水管端部設有濾網；所述機井-提水筒-蓄水池-進水管-水輪機-尾水管-機井形成蓄水循環。本實用新型的有益效果是I.本實用新型采用立軸式風力機，其結構簡單，具有如下特點(1)葉片采用升力直翼，通過雙橫臂與立軸連接，比水平軸葉片在軸上的單結點受風力彎矩小；(2)葉片水平轉向相比水平軸立面轉向，沒有了上下風速差的疲勞彎矩，不需要水平軸價高復雜的輪轂構造；(3)葉片采用多效活翅結構，易取材、易制作，能適應各級風速使用，具有更大的靈活性和更好的調速減速效力，效率高，可以在不同的風力區、不同的提水條件下使用，突破了大風電只能在我國內陸面積1%地區的風力極豐富區發展的局限；2.本實用新型用帶有尾水管的水輪機，在地上便利的搞風小水電，它能就地成網，就近供電，它發電供電成本低，它多余的電又能并入大電網，使大電網廉價，它沒有大風電的不穩定性對大電網的沖擊損害，卻是對大電網的有益補充，突破了大風電的價高和并網難的缺陷；3.風小水電的單機雖然功率小，但據十二五有關規劃，到2020年我國節水灌溉工程面積要達7. 6億畝，按50目地一眼機井，本實用新型可使85%的機井搞風小水電，平均每座小水電裝機容量按10千瓦每年發電時間按9個月計，而它的總裝機容量將是巨大的，我國內地江河兩岸的連通水井，因它蓄水能循環，能節水，不浪費，不污染，故下建聯通水道能向兩岸長距延伸；本實用新型能用任意向的風力，它能利用小紊流風力，它能比水平軸風力機安裝間距小，使豎直井口加密，故我國江河兩岸有效落差30米以內的風小水電站址更多，總裝機容量更大；利用農電機井，江河兩岸連通水井，比小水電利用小河小溪發電可再生水源廣大，它不易受到冰凍、干旱、暴雨的危害而影響發電，故其存在著能與小水電、大風電、煤電、大水電相競爭發展的大優勢；4.本實用新型水車水車立軸上端通過安全聯軸器與風機立軸套接，如遇大風不能預報時，可自動剪斷或人工提前打開聯軸銷釘，除掉工作機載荷，能夠使活翅合閉，使葉片加速運轉，保證安全；5.本實用新型提水筒上設有上空大氣加壓增揚程器，可使水車提水能高揚程大流量，可滿足風小水電水有效落差為30米以內的要求；它破解了風力機提水揚程受限的難題，它易制、價廉、聞效、耐用；6.本實用新型中，機井-提水筒-蓄水池-進水管-水輪機-尾水管-機井形成蓄水循環，不但縮小了建造蓄水池的容量，降低了成本，而且突破了大風電、存蓄價高、棄風量大的缺陷。
圖I是本實用新型立面結構示意圖；圖2是本實用新型水車結構示意圖；圖3是本實用新型中提水機井內上空大氣加壓增揚程器結構示意圖；[0021]圖4是本實用新型中發電裝置平面布置結構示意圖；圖5是本實用新型中葉片及多效活翅結構示意圖；圖6是本實用新型中葉片及多效活翅展開結構示意具體實施方式
如圖I至圖6所示，提水搞風小水電的立軸升力直翼多效活翅風力機，包括風力提水裝置和發電裝置；風力提水裝置包括通過塔架2連接支撐的風機立軸I，風機立軸頂端設有避雷器1-3，風機立軸I上端通過雙橫臂1-1連接有葉片1-2，葉片1-2中部的活翅末端設有多效活翅尾1-2-3，風機立軸I下端與新型水車3連接，新型水車3的提水筒3-4上設有上空大氣加壓增揚程器3-7，所述新型水車3提水入蓄水池4 ;發電裝置5包括設置于配電室5-4內的帶尾水管5-3的水輪機5-1及發電組，發電組包括發電機5-2、自動調壓調速裝置5-5及控制保護裝置5-6 ;所述蓄水池4與水輪機5-1通過進水管4-1連接，進水管4_1 位于蓄水池4內的起始端設有濾網4-2，蓄水通過進水管4-1、尾水管5-3下放形成循環，它 要用農田、機井或江河兩岸連通水井提水。所述活翅1-2-2前端與所述葉片1-2鉸接，活翅1-2-2末端鉸接有多效活翅尾1-2-3 ;所述葉片1-2上鉸接有葉片連接插頭1-2-4，葉片連接插頭1-2-4與橫臂1-1通過螺栓1-2-5實現可拆卸連接；所述葉片連接插頭1-2-4上設有葉片攻角控制爪1-2-6，活翅1-2-2與葉片1-2之間設有控制張開拉繩1-2-9，多效活翅尾1-2-3與活翅1-2-2之間設有連接繩1-2-7，多效活翅尾1_2_3首端設有配重1_2_8。所述新型水車3包括水車立軸3-8，水車立軸3-8上端通過安全聯軸器6與風機立軸I套接，水車立軸3-8下端通過傘齒輪3-1與水平軸3-9上的提水鏈輪3-2傳動連接，提水鏈輪3-2為活固定的不同齒數輪，提水鏈輪3-2與提水鏈條3-5傳動連接，提水鏈條3-5深入機井3-3內，所述水車3的提水筒3-4位于機井3-3內，所述提水鏈條3_5穿設于提水筒3_4內，提水鏈條3-5上設有提水盤3-6。所述提水筒3-4外壁沿豎直方向間隔設有上空大氣加壓增揚程器3-7，上空大氣加壓增揚程器3-7包括套設于提水筒外壁且全封閉的外套筒3-7-1，外套筒3-7-1上端封閉平面3-7-2上設有自動閥門3_7_3，外套筒3_7_1內底部的提水筒3-4上設有連通孔3-7-4。所述新型水車3上設有活止動杠裝置7，活止動杠裝置7位于水車頭3-10上，其包括套設于水車立軸3-8上的止動杠外套7-1，止動杠外套7-1與止動杠7-2活動連接，止動杠7-2與塔架2配合使用；所述塔架2下部設有塔架橫梁2-1，塔架橫梁2-1上固定安裝新型水車架3-11，所述提水鏈輪3-2通過水平軸3-9及傘齒輪3_1固定安裝于新型水車架3-11上。所述水輪機5-1上設有尾水管5-3，尾水管5-3與機井3_3下水面連通；所述機井3-3-提水筒3-4-蓄水池4-進水管4-1-水輪機5-1-尾水管5_3_機井3-3形成蓄水循環，能節水，無浪費，無污染，機井3-3內可以設置水泵用于無風時進行提水，蓄水池4上還設有澆田水管4-3，天旱時可以用來給農田灌溉。本實用新型中，多效活翅尾1-2-3中部與活翅1-2-2末端通過合頁連接，在合頁的轉軸連線上安裝有彈簧，此彈簧力在額定功率風速內可使多效活翅尾1-2-3前段與活翅1-2-2后端合并，它在葉片1-2轉動的順方向半周，使活翅全張開，它得到擴大10倍左右風阻力的推進；在葉片1-2轉動的逆風向半周，活翅與葉片1-2合并，如圖5所示，葉片攻角控制爪1-2-6使葉片1-2獲得較大升力的攻角，得到了升力的推進，這使葉片風輪善啟動、善利用額定風速，譬如，一般只要使樹葉動的風力，本葉片風輪就可以啟動轉動；當風速大于額定風速(一般8m/s)時，多效活翅尾1-2-3前端的配重1-2-8 (如圖6所示)轉動產生的離心力能使多效活翅尾1-2-3前段突破彈性活頁的彈力而張開，使多效活翅成為擾流器，而減小風功率，故它又善用強風、大風力；當風速達8級以上時，安全聯軸器6除掉荷載，葉片1-2加速運行；當葉片轉動線速度超過風速時，多效活翅全合閉，保安全；當有烈風、暴風時，可結合氣象預報提前拆下葉片免遭破壞。本實用新型在風力豐富區及較豐富區，用適當的小型風功率提水，葉片1-2外殼可用Upvc優質水管材制作，小批量可用人工加熱軟化水管，用內模具成型，大批量的可以由Upvc管材生產廠家生產成型，內加鋼管結構或者輕質填料后可安裝使用；在風力可利用區或者風力貧乏區，因用較大功率機型，葉片1-2可使用鋁或鋁合金板制作，小批量可用內外對開模具人工砸制成型，大批量的由生產廠家壓制、鉚接、焊接成型使用，它的活翅1-2-2均用鋁合金板加熱、模具壓制成型。本實用新型中的提水鏈輪3-2為可調換鏈輪，在有大風的預報時，可調換為少齒小輪，如遇大風不能預報時，可使用安全聯軸器6，自動剪斷或人工提前打開聯軸銷釘，除掉·工作機載荷，使葉片1-2加速旋轉使多效活翅合閉，保證安全。本實用新型也可直接進行風力發電，即將提水鏈輪3-2更換為發電帶輪即可。本實用新型中的止動杠7-2是在小風或無風時安全裝卸葉片或者調換鏈輪時使用，它的止動是將止動杠7-2固定在塔架2上實現的，不止動時止動杠7-2可靈活抽去，不影響立軸I轉動。本實用新型中，提水筒可使用鋼筒或增強的PVC水管塑鋼筒，它結實耐用。本實用新型易制、價廉、耐用，既能提水灌溉又能發小水電，比煤電價廉、清潔，比大風電大水電質優價廉，具有廣泛的推廣使用價值。
權利要求1.提水搞風小水電的立軸升力直翼多效活翅風力機，其特征在于，包括風力提水裝置和發電裝置；風力提水裝置包括通過塔架連接支撐的風機立軸，風機立軸上端通過雙橫臂連接有葉片，葉片中部的活翅末端設有多效活翅尾，風機立軸下端與新型水車連接，新型水車的提水筒上設有上空大氣加壓增揚程器，所述新型水車提水入蓄水池；發電裝置包括帶有尾水管的水輪機及發電組；所述蓄水池與水輪機進水管連接，蓄水通過進水管、尾水管下放形成循環，它要用農田、機井或江河兩岸連通水井提水。
2.如權利要求I所述的提水搞風小水電的立軸升力直翼多效活翅風力機，其特征在于，所述活翅前端與所述葉片中部鉸接，活翅末端鉸接有多效活翅尾；所述葉片上鉸接有葉片連接插頭，葉片連接插頭與橫臂可拆卸連接；所述葉片連接插頭上設有葉片攻角控制爪。
3.如權利要求I所述的提水搞風小水電的立軸升力直翼多效活翅風力機，其特征在于，所述新型水車包括水車立軸，水車立軸上端通過安全聯軸器與風機立軸套接，水車立軸下端通過傘齒輪與水平軸上的提水鏈輪傳動連接，提水鏈輪為活固定的不同齒數輪，與提水鏈輪與提水鏈條傳動連接，提水鏈條深入機井內，所述水車的提水筒位于井內，所述提水鏈條穿設于提水筒內，提水鏈條上設有提水盤。
4.如權利要求I所述的提水搞風小水電的立軸升力直翼多效活翅風力機，其特征在于，所述提水筒外壁間隔設有上空大氣加壓增揚程器，增揚程器包括套設于提水筒外壁且全封閉的外套筒，外套筒上端封閉平面上設有閥門，外套筒內底部的提水筒上設有連通孔。
5.如權利要求I所述的提水搞風小水電的立軸升力直翼多效活翅風力機，其特征在于，所述水車上設有活止動杠裝置，活止動杠裝置位于水車頭上，其包括套設于水車立軸上的止動杠外套，止動杠外套與止動杠活動連接，止動杠與塔架配合使用；所述塔架下部設有塔架橫梁，塔架橫梁上固定安裝水車架，所述提水鏈輪通過水平軸及傘齒輪固定安裝于水車架上。
6.如權利要求I所述的提水搞風小水電的立軸升力直翼多效活翅風力機，其特征在于，所述水輪機上設有尾水管，尾水管與機井下水面連通；所述位于蓄水池內的進水管端部設有濾網；所述機井-提水筒-蓄水池-進水管-水輪機-尾水管-機井形成蓄水循環。
專利摘要本實用新型公開了提水搞風小水電的立軸升力直翼多效活翅風力機的新構造及新設置，可有效解決我國小水電不能內地大發展，大風電大發展不能成風電強國的問題。技術方案是轉變大風電直接用發電機發電的發展方式，要點是用本立軸機型提蓄水，用有尾水管的小水輪機發電組，地上發小水電或微小水電，簡稱“風小水電”，在本機葉片活翅上設置多效活翅尾，提水用改新水車，提水筒上設上空大氣加壓增揚程器，使蓄水循環，它根據不同風區、不同提水條件、不同風功率機型普及風力提水，它用農田深機井旱時灌溉，不旱時發電；用江河兩岸連通水井可常年搞風小水電，它優于小水電、煤電、大風電，能向內地大發展，使用安全可靠、價廉。
文檔編號F03D3/06GK202707361SQ20122040390
公開日2013年1月30日 申請日期2012年8月15日 優先權日2012年8月15日
發明者賈慶昌, 賈夢柯, 田悅, 毛凱, 田樂, 賈宏偉, 張俊武, 賈秋紅, 賈宏杰, 張寶松, 韓同禹, 李中卿 申請人:賈慶昌, 田悅, 毛凱