[发明专利]联合聚风超大功率风力提水机组

摘要

一种“联合聚风超大功率风力提水机组”其通过塔架使机组离地高空安装，实现优质乘风与高扬程提水目标的共同实现；其“伞式桨叶伸缩调控系统”可一同对桨轮风轮各桨叶进行伸缩调控，实现机组速度、出力与刹车依风力变化的调控；其菱形分风机舱的间隔并列联合设置方式可使相邻机组之间产生相互聚风效果；其可通过主风轮齿轮连动1－5个副桨轮风轮形成联合出力态势，这可使“联合机组”对水泵的设置数量成倍减少，使水泵的功率能力拓展；其可通过调整桨轮风轮的设计高度、直径和机舱规格的方式成倍地变化机组的出力能力，其风力机与水泵多种类型的配合方式可使其形成广泛的适应性能力，并形成系列规格。

主权项

1、一种“联合聚风超大功率风力提水机组”，其特征在于：其是通过相同规格的各个“分风式风力提水机组”与“分风式桨轮风轮机组”的联合间隔并列设置，形成相邻机组相互聚风效果的作用方式实现，也同时包括“变桨式聚风风力提水机”的设计方案，其主要创新功能结构包括：(一)不同的分风机舱设计形态与其规格的多样化变化；(二)设有桨叶伸缩调控系统的立式双桨轮风轮；(三)可实现多种传动方式和出力变化的传动系统与不同类型水泵的配合；(四)塔架、基础与互连横梁；(五)将上述(一)-(四)部分结合构成的“分风式风力提水机组”和将上述(一)、(二)、(四)部分结合构成的“分风式桨轮风轮机组”相同规格进行间隔并列联合设置，形成“连动提水机组”；由1-若干组“连动提水机组”联合并联设置形成“联合聚风超大功率风力提水机组”形态；(六)将原有“聚风式大功率风力提水机”改造成为“变桨式聚风大功率风力提水机”；对上述六部分创新功能结构的具体描述如下：(一)不同的分风机舱设计形态与其规格的多样化变化“分风式风力提水机组”和“分风式桨轮风轮机组”是通过菱形或长菱形分风机舱实现前后双方向的分风与机舱两侧的相邻影响聚风，在分风式风力提水机组中，分风机舱在实现上述功效的同时，又天然构成机组前后两个设备及物品安装间；小型机组采用的分风机舱可将其建成菱形形态，中型、大型、巨型机组及采用较大直径的桨轮风轮的机组则将采用长菱形分风机舱设计形态，并采用将双桨轮风轮进行交错排列设置的形态；分风机舱的顶部设有机舱顶板，有些也可采用不全面覆盖的方式；菱形分风机舱的左右两侧各有两个聚风斜面，其交汇点构成分风机舱前后两端的分风角，两侧聚风斜面延伸虚拟交差点附近的机舱底板和顶板上是桨轮风轮轴的安装处；长菱形分风机舱的顶板和底板如同在菱形分风机舱的中间加设了一个长方形的结构体，其中间加设的一个长方形结构体是桨轮风轮的安装位置，其安装桨轮风轮轴的位置还可通过在两机组之间设置的“互连横梁”进行加固加强；长菱形分风机舱的双桨轮风轮是采用错位的布置设置方式，其联合聚风排列后可使在各个分风机舱外部悬空的两个桨轮风轮相邻并列，如果需要形成“连动提水机组”形态，其还将进行相邻风轮齿轮之间的配合，实现使其相互联合传动的形态；在一组“联合排列机组”的左右两端设置的“分风式桨轮风轮机组”还可采用只在其中安装一个桨轮风轮的设计形态，并使其分风机舱的设计面积需求减小；(二)设有桨叶伸缩调控系统的立式双桨轮风轮在分风机舱中部的底板与顶板之间并联设置立式双桨轮风轮，使分风机舱的聚风斜面或直面可遮挡住桨轮风轮半部分旋转弧面体；桨轮风轮可分为中心大辊筒型、中心中辊筒型和中心小辊筒型等形态；在小、中、大中心辊筒的周边均匀分布设有3-6个、大直径风轮可设置6-8个、更大直径可设置8-10个乃至更多个以相同直径方向设置的桨叶，在双桨轮风轮上采用的中心辊筒直径、高度、桨叶设置数量与设计规格完全相同，在桨轮风轮的纵向上、中、下间隔均布设置2-多层支撑圆环，支撑圆环可形成同轴心多环网状设计，形成支撑圆环架的设计形态；中心大辊筒型结构可实现“辊内缩桨”操作；中心小辊筒型结构可实现“重叠缩桨”操作；中心中辊筒型结构可实现“双叠-辊内缩桨”或“辊内-双叠缩桨”操作，可在风轮齿轮下部的同轴齿轮上、或在风轮齿轮上设置制动器装置，实现机械制动与桨叶收缩减力配合的机组刹车控制，其刹车制动装置与方法可采用气动、液压、电磁、手动等方式或其结合，有些还可不设；“伞式桨叶伸缩控制系统”是由与各个桨叶一体化安装设置的桨叶推拉滑杆、和与各个桨叶推拉滑杆连接的伞式推拉杆、和与各个伞式推拉杆共同汇集连接于其上的“伞式滑圈”、以及可使伞式滑圈实现上下可控制式移动与位置随时固定操作的伞式滑圈调控装置联合构成；其上下移动与制动的控制方式可采用：1.由齿轮条、驱动装置和制动器配合构成移动与制动控制机构方式；2.采用驱动装置与蜗轮蜗杆(齿轮条)配合的上下移动与制动控制方式；3.采用液压驱动装置实现的上下移动与制动控制方式；4.采用驱动装置配合链轮链条装置的上下拉动伞式滑圈的移动与制动控制方式；其驱动装置和制动装置可采用手动控制的方法，高级设置的采用电动及自动化控制的方式；伞式桨叶伸缩调控系统的驱动与制动装置可设置在桨轮风轮中心辊筒的内部，也可设置在分风机舱的顶板上，也可将提水机组群共同设置，一同进行控制；在一个设计高度较高或很高的桨轮风轮上，其桨叶推拉滑杆与伞式推拉杆的联动结构可设置多层，以实现对体高桨轮风轮各个桨叶上、中、下多推拉点共同出力的伸缩控制操作；可通过两个伞式桨叶伸缩调控系统配合实现控制；各个桨叶外边部与支撑圆环配合的部位可形成凹形缺口结构，使与其配合的支撑圆环(环架)在最外端形成完全的圆环整体；长高桨轮风轮上设置的各层支撑圆环架可在外端部实现上下连接，形成一体化固定结构；桨轮风轮桨叶的双侧表面可形成非光滑平面形态更加有利于风力在其上的出力作用；(三)可实现多种传动方式和出力变化的传动系统与不同类型水泵的配合分风式风力提水机组可实现多种动力传动输出方式的选择与控制变化，形成不同的出力能力梯级巨大差距和及时方便的适应性调控，可采用在同一传动齿轮上再设置一个(或若干个)水泵进行出力能力的多梯级大幅度调整变化，其主要传动结构与方式包括：①使两个及若干个并列设置的主、副风轮齿轮的“大轮齿”进行相互配合，形成“双桨轮风轮”及“多桨轮风轮”一体化连动的运行形态；其一般采用主风轮齿轮通过在其下设置的同轴细齿齿轮带动中间传动齿轮，再通过中间传动齿轮同时带动1-2个或多个纵向链箱式水泵连接齿轮，其中与纵向链箱式水泵的连接配合结构为“可分离式配合”方式，即：其可通过“可左右(前后)移动式链箱式水泵卸水回转轮与提水回转轮”的同时移动操作过程的中间变化状态实现风轮齿轮动力轮与水泵配合齿轮的咬合与分离的方便调节控制；此外，还可广泛采用只设置一个纵向或横向链箱式水泵，通过方便装、卸在其上安装设置的提水桶数量的方式，调节控制适合在不同风力条件下提水能力的随时变化调整；在纵向或横向链箱式水泵上也可设置防止风力瞬间减少的提水链条防倒退棘刺轮；②采用在桨轮风轮的风轮齿轮下直接设置同轴传动斜齿轮与一个链箱式水泵配合的方式；③采用与“螺旋泵”配合的方式，或采用与“横向链箱式水泵”配合的方式，其在低扬程提水的情况下更方便采用；④采用曲轴式传动方式与往复活塞式水泵配合形成的提水机；上述图示提供的方式与结构为主要方式的举例说明，还可根据实际情况与具体需要选择简单、常规、适用的其他传动结构与方式实现相同目标；如风向出现相反运动，使桨轮风轮反向转动并带动传动斜齿轮及链箱式水泵反向转动时，可通过驱动装置(如手动驱动装置、电动驱动装置或由风向标传感器控制的自动化驱动方式)使“可左右(前后)移动式链箱式水泵卸水回转轮与提水回转轮”上下一同进行同步左右移动，使其实现与对面设置的另外一个同轴传动斜齿轮进行配合传动，移动之后可使纵向链箱式水泵的运行方向与风向变化前相同；有高级设置的提水机控制系统的自动化驱动装置可通过“风向标”进行传感，实现自动化控制；其“可左右(前后)移动式链箱式水泵卸水回转轮与提水回转轮”上下一同进行左右同步移动的“中间状态”，即左右均不接触两侧的斜齿轮时，可实现前面所述的“调节控制风力机配合设置水泵的数量，实现梯级调节”的需求；水泵数量的梯级设置还可与“伞式桨叶伸缩调控系统”实现梯级联动调控配合，以实现“适应不同风力条件下的出力需求调控和使风能得到更长时间与更大能力充分利用”的目的；上述风轮齿轮一体化连接方式的第2个水泵还可采用备安装的方式预先留出安装位置，或长期只由1个水泵完成全部提水任务，将其变成为单机提水的形态；⑤采用桨轮风轮多连并联式方式设置，形成“连动提水机组”，其主风轮齿轮的传动方式和水泵的设置方式也可与上述①②相同；(四)塔架、基础与互连横梁通过塔架与基础实现分风机舱的高举空中安装；对一个分风机舱的支撑最经济的方法是采用2个塔架，提水机设备重量过大或机舱面积设计过大的，还可采用在两支撑点间增加加强横梁，或加宽支撑面积(如伞式支撑结构等)；对于更高大的分风机舱一般采用将整个联合排列的各个机组机舱的地板与其底部加强横梁用1-2个“互连横粱”进行相邻机组之间的相互连接的串联固定，使其形成相互依靠的、横向一体化的稳定结构体；需要时还可设置“顶互连横梁”；(五)进行间隔并列联合设置形成“联合聚风风力提水机组”由上述(一)-(四)部分构成“分风式风力提水机组”和由上述(一)、(二)、(四)构成的“分风式桨轮风轮机组”可形成小、中、大、巨多种系列规格，将相同规格“分风式风力提水机组”和“分风式桨轮风轮机组”进行间隔并列联合设置，相邻机组之间可产生相互聚风效果；其可采用将“主风轮齿轮”同时一般采用与左右1-4个“风轮机组”上的“副风轮齿轮”形成相互配合，实现一体化联合传动的“连动提水机组”形态，这样在联合聚风机组的排列行列中，就会出现由“提水机组”与“风轮机组”间隔设置的形态，共同形成“联合聚风风力提水机组”的最终形态；但同时也包括将分风式风力提水机组单独设置的方式，以满足不同用户的特殊需要；(六)变桨聚风式大功率风力提水机聚风式大功率风力提水机是由“聚风式大功率风力机”和“横向链箱式水泵”两大功能部分相互结合构成，在本发明中将其风力机中设置的桨轮风轮改为可变桨式桨轮风轮。