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1、(10)申请公布号 CN 102777317 A(43)申请公布日 2012.11.14CN102777317A*CN102777317A*(21)申请号 201210282951.3(22)申请日 2012.08.10F03D 1/04(2006.01)F03D 3/04(2006.01)(71)申请人无锡中阳新能源科技有限公司地址 214000 江苏省无锡市兴源北路401号北创科技园530创业基地大楼932室(72)发明人李勇强 谢玉琪 张红旭 周志刚咸辉(74)专利代理机构南京君陶专利商标代理有限公司 32215代理人奚胜元(54) 发明名称一种圆顶礼帽式聚风装置(57) 摘要本发明一种。
2、圆顶礼帽式聚风装置涉及一种圆顶结构、空间网格、形体力学、复合基材优化、风险避让位移等综合性学科核心技术。属于一种风力发电装备圆顶礼帽式聚风装置技术领域。由中心限位轴筒、类球体、支撑筋、防护网、刹车基板、齿环、凸圈A、凸圈B、筒圈、聚风进口、轮式护环、龙骨、内蒙皮、外蒙皮、填料、聚风出口组成；类球体居中上方外平面上设置有中心限位轴筒，凸圈A成环状设置在中心限位轴筒外侧；筒圈设置在类球体下方，筒圈向下延伸段设置有聚风出口，类球体环向迎风面设置有聚风进口；凸圈B成环状设置在筒圈下方外侧，刹车基板设置在筒圈周向上部，齿环设置在刹车基板与凸圈B之间筒圈环向外壁面上；轮式护环设置在类球体内。(51)Int。
3、.Cl.权利要求书1页 说明书4页 附图3页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 3 页1/1页21.一种圆顶礼帽式聚风装置，其特征在于：由中心限位轴筒、类球体、支撑筋、防护网、刹车基板、齿环、凸圈A、凸圈B、筒圈、聚风进口、轮式护环、龙骨、内蒙皮、外蒙皮、填料和聚风出口组成；类球体居中上方外平面上设置有中心限位轴筒，凸圈A 成环状设置在中心限位轴筒外侧，类球体外侧设置有外蒙皮，类球体内侧设置有内蒙皮，而外蒙皮与内蒙皮之间设置有龙骨；筒圈设置在类球体下方，筒圈向下延伸段设置有聚风出口，类球体环向迎风面设置有聚风进口，支撑筋设置在聚风进。
4、口上，防护网设置在支撑筋上；凸圈B成环状设置在筒圈下方外侧，刹车基板设置在筒圈周向上部，而齿环设置在刹车基板与凸圈B之间的筒圈环向外壁面上；轮式护环设置在类球体内，提高抗压能力，通过上述组件组合安装，从而形成一套完整的一种圆顶礼帽式聚风装置。2.根据权利要求1所述的一种圆顶礼帽式聚风装置，其特征在于：所述的类球体居中外弧面设置有直径500-5000毫米的中心限位轴筒，并在中心限位轴筒环向设置有凸圈A。3.根据权利要求1所述的一种圆顶礼帽式聚风装置，其特征在于：在类球体环向迎风面设置的聚风进口根据需要开一个5-150米直径的孔，并在开孔处安装有防护网。4.根据权利要求1所述的一种圆顶礼帽式聚风装。
5、置，其特征在于：所述的类球体在正下方开4-146米直径的聚风出口，向下延伸时设置有筒圈，而筒圈直径与正下方开口尺寸相当。5.根据权利要求1所述的一种圆顶礼帽式聚风装置，其特征在于：所述的类球体采用铝合金管材作为龙骨，并配玻璃纤维增强聚酯树脂或玻璃纤维增强环氧树脂、或铝塑板作为蒙皮。6.根据权利要求1所述的一种圆顶礼帽式聚风装置，其特征在于：所述的类球体采用CBT树脂，或采用CBT树脂与碳纤维/轻木/E玻璃纤维混杂。7.根据权利要求1所述的一种圆顶礼帽式聚风装置，其特征在于：所述的龙骨的空隙处有填料。8.根据权利要求1、5或6所述的一种圆顶礼帽式聚风装置，其特征在于：所述的筒圈采用与类球体相同材。
6、料，所述的筒圈往下延伸段环向设置有半圆形凸圈A23圈，确保筒圈始终在居中位置又起到扭动时减少整体摩擦系数。9.根据权利要求1所述的一种圆顶礼帽式聚风装置，其特征在于：所述的轮式护环采用铝合金、镁合金材料和其他质轻、强度高、钢性好的金属材料制作，或采用竹、木与E玻璃纤维混杂制作。10.根据权利要求1所述的一种圆顶礼帽式聚风装置，其特征在于：所述的刹车基板采用碳钢、或固溶强化型镍基合金材料。权 利 要 求 书CN 102777317 A1/4页3一种圆顶礼帽式聚风装置技术领域0001 本发明一种圆顶礼帽式聚风装置涉及的是一种圆顶结构、空间网格、形体力学、复合基材优化、风险避让位移等综合性学科核心技。
7、术。属于一种风力发电装备圆顶礼帽式聚风装置技术领域。背景技术0002 众所周知，国内外现有的风力发电装备，无论是水平轴还是垂直轴的一大共同特点是以扫风为主体的臂式和旋翼式叶片作为风能向机械能过渡的主力件。而且无论是刮风下雨还是冰冻下雪，叶片均直接暴露在光天化日之下，毫无遮拦，长年累月对主力件的损伤是不言自明的。而运输转场，吊装组合，日常运行事故多，维护难的矛盾也相当突出。针对已知和预知的问题，各国专家、科技人员、行业精英都竭尽全力进行着不懈努力，深入创新研究，力争突破这些难题以创造出第三种更新颖、安全、高效的风力发电装备，但是到目前为止，未见到这方面的专业报道和应用与市场的新颖机型。特别是针对。
8、安全性强、效率高、投资回报大、易制造的狭管聚风式风力发电机型中，所采用的核心技术之一的圆顶礼帽式聚风模式更是闻所未闻。0003 经进一步检索及市场调查，未见与本发明完全一致或相似的专家文献及专利报告。发明内容0004 本发明的目的是针对国内外现有风力发电装备技术领域存在的不足，特别提供一种配合未来新颖狭管聚风风力发电核心装置之一的关键装备作为本发明的目的，而向全社会述明本发明一种圆顶礼帽式聚风装置的全部内容。0005 本发明特点之一是：结构科学合理，聚风效果显著。采用新型的圆弧面，类球状作为聚风结构的主体，优化耦合新颖复合基材作为蒙皮，极大的提高了整体结构的钢性，并充分体现了自重轻，造型丰富美。
9、观，聚风效果好的特点；特点之二是：张口大、喉咙粗、吞吐自如。采用在类球状环向迎风面开口耦合非同轴线拐向筒圈的大喉部造型，使在聚风量大提升的前提下，工质位移开放有度，输送畅通，从而解决大进大出的聚风屏障整体造型技术难题；特点之三是：风险避让位移技术耦合控制偏移固定技术。由于采用非常规设计手段，在类球体下方周向增加刹车制动基板和调向偏转齿轮，在遇强暴风时可主动避让撞击，减少风口风量进入，对确保系统安全起到了关键作用。0006 本发明一种圆顶礼帽式聚风装置是采用以下技术方案实现的：一种圆顶礼帽式聚风装置由中心限位轴筒、类球体、支撑筋、防护网、刹车基板、齿环、凸圈A、凸圈B、筒圈、聚风进口、轮式护环、。
10、龙骨、内蒙皮、外蒙皮、填料、聚风出口组成。类球体居中上方外平面上设置有中心限位轴筒，凸圈A 成环状设置在中心限位轴筒外侧，类球体外侧设置有外蒙皮，类球体内侧设置有内蒙皮，而外蒙皮与内蒙皮之间设置有龙骨。所述的龙骨的空隙处有填料。筒圈设置在类球体下方，筒圈向下延伸段设置有聚风出口，类球体环向迎风面设置有聚风说 明 书CN 102777317 A2/4页4进口，支撑筋设置在聚风进口上，防护网设置在支撑筋上；凸圈B成环状设置在筒圈下方外侧，刹车基板设置在筒圈周向上部，而齿环设置在刹车基板与凸圈B之间的筒圈环向外壁面上；轮式护环设置在类球体内，可提高抗压能力。通过上述组件组合安装，从而形成一套完整的一。
11、种圆顶礼帽式聚风装置。0007 所述的类球体主要的结构特征是：类球体居中外弧面设置有直径500-5000毫米的中心限位轴筒，并在中心限位轴筒环向设置有凸圈A。在类球体环向迎风面设置聚风进口，聚风进口根据需要开一个5-150米直径不等的孔，并在开孔处安装有防护网。0008 所述的类球体另一特征是：在正下方开4-146米直径的聚风出口，向下延伸时设置有筒圈，而筒圈直径与正下方开口尺寸相当。0009 所述的类球体采用市场多见的铝合金管材作为龙骨，并配玻璃纤维增强聚酯树脂或玻璃纤维增强环氧树脂，也可采用铝塑板作为蒙皮。0010 所述的类球体采用CBT树脂（工程热塑性材料），或碳纤维/轻木/E玻璃纤维混。
12、杂。采用更优秀的新颖复合材料意味着轻质、高强度及钢性好，绝对是更佳选择。0011 所述的筒圈采用与类球体相同材料，当然采用更优的复合材料也是一种合理选择。0012 所述的筒圈往下延伸段环向设置有半圆形凸圈A23圈，可确保筒圈始终在居中位置又可起到扭动时减少整体摩擦系数。0013 所述的轮式护环采用市售的铝合金、镁合金材料和其他质轻、强度高、钢性好的金属材料制作来完成，或采用竹、木与E玻璃纤维混杂制作。无论采用何种形式均是理想的决定。0014 所述的齿环采用常规工艺锻钢、铸钢、铸铁材料，通过锻造毛胚，正火，粗车，调质，精加工获得。材料一般选用：45#，35SiMn，40Cr，40CrNi，40M。
13、nB；中碳钢、低碳钢的选用也是可行的选择。0015 所述的刹车基板采用碳钢、45#钢或固溶强化型镍基合金材料。特别是在配合无石棉层压板、无石棉压制板，其中的任何一款使用时，都能带来良好的刹车效果的基板。0016 工作原理：根据伯努利原理“速度快的流体压强小，附近速度慢的流体就会被吸过来”，当聚风进口对准来风方向时，受风速影响，聚风进口附近的游离风能一同随工质主流进入，汇成一股强大的风流，受类球体内壁撞击影响，由原直流状转向向筒圈方向快速移动，并从聚风出口排出。特别在配合狭管聚风风力发电装置的狭管聚风时应用更为理想。在智能控制系统的指令控制下，变速箱动态齿轮带动齿环动作，使得进风口根据环境风速和。
14、风向进行调节，使得进入进风口的风量风速控制在设计要求范围内，然后用刹车部件进行定位停放。附图说明0017 通过下面结合附图的详细描述，本发明前述的和其他目的、特征和优点将变得更为清晰。0018 图1是本发明一种圆顶礼帽式聚风装置主视图。0019 图2是本发明一种圆顶礼帽式聚风装置剖面图。0020 图3是本发明一种圆顶礼帽式聚风装置A部放大图。说 明 书CN 102777317 A3/4页50021 图中序号：1.筒圈；2.聚风进口；3.支撑筋；4.防护网；5.中心限位轴筒；6.凸圈A；7.类球体；8.刹车基板；9.齿环；10.凸圈B；11.聚风出口；12.轮式护环；13.外蒙皮；14.内蒙皮；。
15、15.龙骨；16.填料。具体实施方式0022 参照附图13所示，本发明一种圆顶礼帽式聚风装置是采用以下技术方案实现的：一种圆顶礼帽式聚风装置由中心限位轴筒5、类球体7、支撑筋3、防护网4、刹车基板8、齿环9、凸圈A 6、凸圈B10、筒圈1、聚风进口2、轮式护环12、龙骨15、内蒙皮14、外蒙皮13、填料16、聚风出口11组成。类球体7居中上方外平面上设置有中心限位轴筒5，凸圈A 6成环状设置在中心限位轴筒5外侧，类球体7外侧设置有外蒙皮13，类球体7内侧设置有内蒙皮14，而外蒙皮13与内蒙皮14之间设置有龙骨15。所述的龙骨15的空隙处有填料16。筒圈1设置在类球体7下方，筒圈1向下延伸段设置。
16、有聚风出口11；类球体7环向迎风面设置有聚风进口2，支撑筋3设置在聚风进口2上，防护网4设置在支撑筋3上。凸圈B 10成环状设置在筒圈1下方外侧，刹车基板8设置在筒圈1周向上部，而齿环9设置在刹车基板8与凸圈B 10之间的筒圈1环向外壁面上。轮式护环12设置在类球体7内，可提高抗压能力。通过上述组件组合安装，从而形成一套完整的一种圆顶礼帽式聚风装置。0023 所述的类球体7主要的结构特征是：类球体7居中外弧面设置有直径500-5000毫米的中心限位轴筒5，并在中心限位轴筒5环向设置有凸圈A 6。在类球体7环向迎风面设置聚风进口2，聚风进口2根据需要开一个5-150米直径的孔，并在开孔处安装有防。
17、护网4。0024 所述的类球体7另一特征是：在正下方开4-146米直径的聚风出口11，向下延伸时设置有筒圈1，而筒圈1直径与正下方开口尺寸相当。0025 所述的类球体7采用市场多见的铝合金管材作为龙骨，并配玻璃纤维增强聚酯树脂或玻璃纤维增强环氧树脂，或铝塑板作为蒙皮。0026 所述的类球体7采用CBT树脂（工程热塑性材料），或采用CBT树脂与碳纤维/轻木/E玻璃纤维混杂。采用更优秀的新颖复合材料意味着轻质、高强度及钢性好，绝对是更佳选择。0027 所述的筒圈1采用与类球体7相同材料，当然采用更优的复合材料也是一种合理选择。0028 所述的筒圈1往下延伸段环向设置有半圆形凸圈A 6 23圈，可确。
18、保筒圈1始终在居中位置又可起到扭动时减少整体摩擦系数。0029 所述的轮式护环12采用市售的铝合金、镁合金材料和其他质轻、强度高、钢性好的金属材料制作来完成，或采用竹、木与E玻璃纤维混杂制作。无论采用何种形式均是理想的决定。0030 所述的齿环9采用常规工艺锻钢、铸钢、铸铁材料，通过锻造毛胚，正火，粗车，调质，精加工获得。材料一般选用：45#，35SiMn，40Cr，40CrNi，40MnB；中碳钢、低碳钢的选用也是可行的选择。0031 所述的刹车基板8采用碳钢、45#钢或固溶强化型镍基合金材料。特别是在配合无石棉层压板、无石棉压制板，其中的任何一款使用时，都能带来良好的刹车效果的基板。说 明。
19、 书CN 102777317 A4/4页60032 本发明一种圆顶礼帽式聚风装置具有杰出的核心技术和优异的性价优势。具体如下：1、科学合理的设计构思、完美无缺的工程造型。0033 本发明主体结构采用类球体造型，在选用优化复合材料作为内、外蒙皮和增强龙骨来提升承载能力的同时，圆形的弧面泄风坡可起到抗击强暴风能力。同时，圆形弧面承重构件无论作为内承载风能，还是抗击外袭屏障均起到不俗的范例。就算在遇到10级以上台风，8级以上地震时，本发明装置特有的钢性强度和稳定性，不易开裂，破损，一次投资制作完成，使用寿命可达25年以上。完全可以担当狭管聚风式风力发电的首选配套核心装备之一。0034 2、仓储式存量。
20、吞进，非轴流转移输送。0035 本发明装置采用大张口聚集风能，腹腔存储变向工质流转移输送等一系列技术动作，在增加流速、流量，提高风压基础上促使风能在大量进入的同时，毫无阻碍地大量顺畅输出，避免风能非轴流时引起风量损耗和流速减慢的技术问题。特别在作为主力构件配合狭管聚风风力发电时，其特有的逐缩式引风筒圈可起到增流作用。根据伯努利定律完全可以把正面及正面周围漫散的游离风能吸入口中，提高聚风能力是原聚风口的100%以上。0036 3、卓越的避险能力和非凡的捕风能力双优功能技术。0037 众所周知，国内外现有风力发电机组，较大型的基本上让水平轴风力机占了市场，但是该机型在规避突然来袭的风暴、台风时，由。
21、于其自身重力高，阻力大，往往要承载500吨左右的重量，很难在较短时间内作出避让动作。加上叶片为了配合扫风面积就越做越长，因此断裂，主机扭不动是家常便饭。几年来损坏严重，维修也难，令投资者叫苦不迭。本发明作为狭管聚风式风力发电重要部件的圆顶礼帽装置，自身具备主动调整进风方向，避免过量风能进入，通过一系列的机械动作使聚风口偏转到更合理、安全的位置。一旦自然条件符合设计要求，风速在3-8级时，聚风口又可作归位动作，尽可能捕获更多的风能。因此为狭管聚风式风力发电创造了极佳的聚风条件，其杰出的工作能力和无可挑剔的选向功能必将成为未来狭管聚风式风力发电机组的不二选择，也为未来新一代聚风式风力发电作出了典范。
22、。0038 4、聚风口主动滤风技术，保护鸟类和后置动力设备免遭损伤。0039 作为配合新一代聚风式，特别是狭管聚风式风力发电关键部件的本发明装置设计之初就将自然保护，特别是途径聚风口的鸟类作为绿色工程关节点之一加以重视。众所周知，现有水平轴风力机和垂直轴风力机在这方面均存在重大的技术缺陷，无法在迎风面上增设防护装置，只是用驱鸟器来被动弥补这一缺陷，因此不光是对鸟类是一大伤害，对自身运行也常常带来极大的威胁。本发明为此专门设计的在聚风口增设防护网，在主动阻挡鸟类进入同时，使大件杂物也难以“入口”。这一重大措施不但保护了鸟类，更重要的是保护了后置动力，包括叶片免遭损坏，极大提高了系统的安全性，延长了使用寿命。0040 综上所述不难看出，本发明一种圆顶礼帽式聚风装置必将成为新一代聚风式风力发电不可或缺的核心技术装置之一。说 明 书CN 102777317 A1/3页7图1说 明 书 附 图CN 102777317 A2/3页8图2说 明 书 附 图CN 102777317 A3/3页9图3说 明 书 附 图CN 102777317 A。