[发明专利]联合聚风特大功率风力热泵机组

摘要

一种“联合聚风特大功率风力热泵机组”，其是将“多热泵压缩机传动系统”或“多热泵压缩机与发电机一体化传动与分离系统”结构部分全部设置在地面或安装平台上，并将联合聚风风力机组产生的联合联动动力由“主风轮轴”向下延伸完成其上下分离结构的连接传动；与前比较，可使塔架的建设面积、体积、强度、成本与设备安装维护难度大幅减低，同时消除了限制风力热泵机组实现更大功率设计的关键技术瓶颈，结合“联合聚风风力机组”独创发明技术综合优势群的共同作用，其可使风力热泵进入经济性、适用性大规模实际推广应用阶段，将使风力热泵供暖方式升为风能丰富地区主要供暖热源方式之一，社会、经济、环境、生态效益持久巨大。

主权项

1、一种“联合聚风特大功率风力热泵机组”，其特征在于：其是由(一)“联合聚风特大功率风力机组”的结构部分，(二)设置在地面或安装平台上的“多热泵压缩机传动系统”或“多热泵压缩机与发电机一体化传动与分离系统”的结构部分，(三)通过延长的‘主风轮轴’使(一)、(二)部分实现上下连接传动与配合调控的结构部分构成与实现，对以上3个结构部分的结构、名称、功效的概要描述是：(一)联合聚风特大功率风力机组结构部分(1)分风式风力机机舱分风式风力机的机舱(分风机舱)是通过菱形或长菱形分风机舱体实现前后双方向的分风与机舱两侧的相邻聚风；小中型机组采用的分风机舱可将其建成菱形形态，大型、巨型机组及采用更大直径的桨轮风轮的风力机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，分风机舱的顶部一般设有机舱顶板；从俯视角度看菱形分风机舱的顶板如同一个菱形体，其左右两侧各有两个聚风斜面，左右两侧聚风斜面的实际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，其双桨轮风轮是以完全横向排列方式安装的；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，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风力机之间设置的“互连横梁”进行加固加强，“互连横梁”同时可将相邻两风力机及将全部联合并联风力机进行横向连接加固；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，如果形成“连动风力机组”形态其还将其进行相邻风轮齿轮的配合，实现联合传动形态；(2)设有桨叶伸缩调控系统的立式双桨轮风轮设有桨叶伸缩调控系统的立式双桨轮风轮可简单、准确、快速、有效、同步地调控桨轮风轮各个桨叶伸展幅面的大小变化，实现机组出力能力的变化调整；其中、大、巨型桨轮风轮可有不同的桨叶伸缩方式与设计结构，以适应不同的出力能力调控与桨轮风轮的规格设计需求；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，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，悬空在分风机舱以外的双桨轮风轮桨叶可承接分风机舱联合并列设置后形成的最窄通道内的聚集气流(聚风)，可使其能够按照不同季节的风向变化，来回双向冲击桨轮风轮的外部悬空桨叶，形成最大的转换出力；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不同的结构设计形态；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相同，在桨轮风轮的纵向中部可间隔均布设置1-多层支撑圆环(或板)；中心大辊筒型结构可实现“辊内缩桨”、“重叠缩桨”、“双叠-辊内缩桨”、“辊内-双叠缩桨”、“辊内-双叠缩桨”等操作方式，上述几种缩桨方式与形态可适应多数桨轮风轮规格与中心辊筒直径规格的配合设计；缩桨与桨轮风轮缩桨减力配合制动，可实现机械制动与桨叶收缩减力配合的机组刹车控制，刹车制动系统可与桨轮轮盘一体化设计；“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；同一组连动风力机组上的双桨轮风轮一般需要同时进行上述相同方式的桨叶伸缩控制；其可由热泵机输出功率的反馈信号实现自动控制，或配合必要的手动电动控制；(3)将相同规格“分风式风力机”进行间隔并列联合设置，形成“联合聚风风力机组”结构部分，其相邻机组之间可产生相互聚风效果；并且可通过采用将“主风轮齿轮”同时与左右若干个“分风式风力机”上的“风轮齿轮”咬合配合，实现一体化联合传动的“连动(联动)风力机组”形态；(4)塔架与互连横梁结构部分分风机舱一般采用前后2个塔架，小的也可采用1个塔架实现支撑，“连动风力机组”可将整个联合排列的各个机组机舱地板、顶部用1-2个“互连横粱”进行相邻机组之间的串联；可在“互连横粱”上设置风力机机械制动系统；(二)设置在地面或安装平台上的“多热泵压缩机传动系统”或“多热泵压缩机与发电机一体化传动与分离系统”结构部分将“多热泵压缩机传动系统”或采用的“多热泵压缩机与发电机一体化传动与分离系统”结构部分全部转设在地面或安装平台上(如在水面上建设风力热泵机组，可在塔架之间设置水面安装平台，将其设置在安装平台上)，所述的“多热泵压缩机传动系统”配合方式可以采用：(1)采用在同一传动大齿轮盘上再一同并列设置一个或多个热泵压缩机进行出力能力的多梯级大幅度调整变化；(2)采用曲轴与1-多个压缩机活塞连杆进行配合的结构与动力输出方式；(3)采用由1-多层大直径链条轮盘输出动力，配合带动1-多个小链条轮盘及其活塞连杆的传动的方式；(4)采用由风力机组与电机动力方式共同驱动热泵压缩机传动系统结构和完全由电机驱动及其两种驱动方式之间的方便交替转换的结构设计方案；也可选择与城市现有的锅炉供暖系统管网进行一体化连接运行的方式，从而实现锅炉与风力热泵供暖方式的互补，包括在风力不大风力热泵供热温度不高情况下的锅炉补充加温方式；上述传动结构控制方式可采用传感器自动控制，实现完全自动化控制或与手动控制配合；(三)通过延长的“主风轮轴”使(一)、(二)部分实现连接传动与配合调控的结构部分通过将实现联合联动动力输出的“主风轮轴”向下延伸，将联合聚风风力机组产生的联合动力直接传递到地面(或安装平台上)，并通过与在地面上(或安装平台上)设置的“多热泵压缩机传动系统”或“多热泵压缩机与发电机一体化传动与分离系统”结构部分连接与配合调控，完成特大功率风力热泵机组的设计目的。