聚风式更大功率风力发电机组本发明涉及的聚风式更大功率风力发电机组属于风力发电设备与作用方法技术领
域。
本发明提出的“聚风式更大功率风力发电机组”技术方案与中国发明专利
(200310100022.7)中提出的“聚风式大功率风力发电机组”在设计理念，总体形
式、作用原理和实现目的上基本相同。本发明专利设计方案是对“聚风式大功率风力
发电机组”结构、功能与作用方法的多样化、全面化的功能完善性设计。与前者比
较，本发明提出的“聚风式更大功率风力发电机组”更加适合于该方式风力发电机组
在更大型的规格设计情况下采用，因此也可将其与前者一道统称为“聚风式大功率风
力发电机组”，也属于其作用方法的保护范围。
提出本发明设计方案的原因是原于：原有的聚风式风力发电机组设计结构和作用
方法还不能更好地适合于双桨轮风动机在直径更为大型的聚风式大功率风力发电机组
上采用。不适合之处主要表现在其制造成本和结构效率两个方面上。
在原有的聚风式大功率风力发电机组中，其立式双桨轮风动机是采用聚风机架中
心部位的结构与立式双桨轮风动机的“翻转桨轮板的外边旋转弧线体”完全相同且相
互紧密配合的结构；其立式双桨轮风动机是采用“在翻转桨轮的中部设桨轮轮轴，桨
轮轴可以是一般形态的轴体，也可以将其制造成为较粗大的轴体；在桨轮轴上以纵向
间隔角度均匀分布设有3-6个面积与规格完全相同的“丫”、“×”字形态的翻转
桨轮板构成”，因此其在更大型的机组上采用时，其翻转桨轮板的设置数量就显得明
显不足，如果增加其设置数量，其整体结构和设置方式也将使其在更大型的机组上采
用时变得使翻转桨轮板的中心结构物面积增加很多，成本增加较多、重量大，而且由
于其所产生的风力搅动使出力性能变差。此外，其聚风机架的风力集中作用点也不能
集中作用在更大规格型的翻转桨轮板的最大力矩处。
本发明的目的就是要提供一种适合于更大型的聚风式大功率风力发电机组采用的
结构设计方案和作用方法，即——聚风式更大功率风力发电机组，其可在保持原有聚
风式大功率风力发电机组的设计理念、作用原理和实现目标全部功能优势基本不变的
情况下，使其在制造成本与出力效率上更适合于更大型的聚风式风力发电机组采用。
本发明的目的是通过适合于更大型的平置X形多桨型聚风机架(1)和在其中部
并列设置的立式多桨型双桨轮风动机(2)组合构成的风动力功能部分，和将其以多种
方式连接配合的发电机(3)组合实现的，对其结构与结构功能的具体描述如下：
(1)多桨型聚风机架部分——从总体上看，其与原聚风机架的结构与功能基本相
同，即：从机架的横剖面俯视角度上看(见图)，多桨型聚风机架的聚风功能部分就
如同一个平置X形的结构体，其上有四个斜置框架(1)，在斜置框架的迎风面上设有
可起到聚风作用的挡风板，在X形框架两侧非迎风面的斜置框架之间还设置可起到加
固作用的连接杆(2)，在中部设置的连接杆及其形成的连接框架上可设置挡风板，从
而其也同时形成了封闭遮挡半部分立式多桨型双桨轮风动机的风动力功能；
在X形框架的顶上和底下(高大型的还包括中部)设有可将四个斜置框架连接固
定，并同时起到固定桨轮轮轴作用的顶底面机架体(6)，封闭的顶底面机架体同时还
可起到为机组安装的风动力设备和在其下面安装的发电设备挡雨、挡风沙，并使其完
全的封闭作用；在四个斜置框架上可设有采用称重弹簧(或重量牵引滑轮)控制的若
干个风压调节门，但是在绝大多数情况下，聚风式更大功率风力发电机组的聚风机架
上不设置或少设置风压调节门，其一般是将其设置在多桨型立式双桨轮风动机的桨轮
板上，或是设置在桨轮辊面上，或采用将其以共同结合设置的方式；
上述描述的是聚风式更大功率发电机组的主要功能部分，在X形机架之下及其地
下(包括埋设)还设有可根据实际需要设定不同机组安装高度的机架支撑结构或基
座，其可使机组底座整体抬高，脱离地面。X形机架可采用钢材加多种材料制造，也
可采用水泥板、墙体建筑物的方式实现。
在聚风机架平置X形结构体的中部，机架与立式双桨轮风动机的辊轮桨板的端部
旋转弧面形成紧密配合的结构。从迎风方向看，在平置X形多桨型聚风机架前后两个
迎风面上，多桨型聚风机架体左侧的斜置框架遮挡了与其配合的以轴直径线(或其附
近)划分的左半部分的辊轮及辊轮桨板外边的旋转弧线体；相同情况，多桨型聚风机
架体右侧的斜置框架遮挡了与其配合的辊轮及辊轮桨板以轴直径线(或其附近)划分
的左半部分的辊轮桨板外边的旋转弧线体。
在风向经常变化角度很大(45°)的地区安装的多桨型聚风机架，还可通过平置
X形多桨型聚风机架下部设置的固定轨道或其它移动方式，并通过风力、风向的自动
监控装置的控制，实现对机组受风角度的整体自动转移与调节，使其实现对风向大角
度变化的自动化跟踪与自动调节设计。
(2)多桨型立式双桨轮风动机部分——所述的多桨型立式双桨轮风动机是由两个
立式并排设立的桨轮辊构成，桨轮辊上设有辊面(4)，根据风力发电机组设计直径的不
同，在桨轮辊的辊面上均匀分布设置有多个辊轮桨板。一般情况下，在辊轮桨板上以
纵向间隔方式均匀分布设有6-30个，更大型的设备可设置有30-50个(或更大更多
个)辊轮桨板(3)，辊轮桨板的形状可以为平板形状，也可制造成为弧面形、L、T等
形状；在桨轮辊的中部设有桨轮辊轴，其与桨轮辊面固定连接成为一体。
在多桨型立式双桨轮风动机的辊轮桨板上或是在其辊轮的辊面上，一般设有采用
称重弹簧控制的若干个风压调节门，其可依受力强度的不同自动控制风压调节门的开
闭及其开闭程度的大小，其作用目的是：其可依机组受不同风力强度的不同，自动控
制风压调节门的开闭及其开闭程度的大小，其作用目的是：调节控制自然界风力强度
的瞬间巨大变化对机组稳定运行产生的影响，通过风压调节门受到过大风压后的开启
过程，可将瞬间巨大风能通过风压调节门泄出；但是，对于自然界提供的在一个大的
时间阶段出现的稳定风力强度的大、小程度的整体调节方式，除了采用风压调节门的
被动方式外，还可采用对机组增加与减少其配合安装带动的发电机的数量，及其自身
不同功率增加与减小的主动方式对其进行整体化的调整(即增加机组的重复容量)。
其可在自然界提供的大风力的时间段内使机组发出更大的电力，也使机组适应的风力
范围大大提高，使经济效益更显著，也使机组的发电供应情况与用户的实际需求情况
更相协调，但增加机组的重复容量，机组的成本会有少量增加。
为了加强各个辊轮桨板的强度，在辊轮桨板的外旋转轮廓线上可设置若干个起固
定连接与支撑作用的圆环，或在各个轮辊桨板之间设置固定支撑板；
(3)以多种方式连接配合的发电机部分——发电机可采用与桨轮轮轴直接连接的
方式，但是多数情况是采用与其传动齿轮或传动齿轮组通过齿轮咬合配合的传动方式
将动力输出，带动一个或几个发电机转动发电。
在两个桨轮风动机上设置的轮辊桨板的数量、形状相同，且在一般情况下通过传
动齿轮的固定，可使两个辊轮桨板在相向(反向)旋转过程中，在双轮轴的连线位置
上，实现动态的对接并联与对接并联后的立刻分离；因此在桨轮轴的下部可设有使两
个并排设立的桨轮上产生的动力进行相互传递并使之形成合力的两个传动齿轮或是由
多个齿轮构成的传动齿轮组，通过其作用还可使多桨型立式双桨轮以同速转动，其还
可起到使转动出力更加平稳的作用。
但是对于更大型的双桨轮风动机来讲，因为在两个立式双桨轮之间设置连接齿轮
成本将大大加大或不便，因此其也可采用在其双桨轮的轴上分别单独设置两个电动机
(或设置与电动机齿轮配合的齿轮结构，形成间接连接形式)，形成两个旋转桨轮分
别带动两个发电机发电的出力形式，因为更大功率机组产生的功率巨大，因此分别带
动两个发电机的形式也完全适合，因此在其下部是否设置使两个双桨轮连接的连接齿
轮不是本发明重点关注的技术范围，可视实际需要确定。
桨轮风动机采用的出力方式自身对风向没有要求，但是因对其附加了多桨型聚风
机架，虽然赋予了其风向的要求，但风向只要是在多桨型聚风机架正面面对直线的
0-25°(左右合计为50°)的范围内进行小范围的变化即可正常工作，出力情况不
受任何影响。机组交流式发电机可以通过改变其项连接的方式，实现调节风向180°
变化(即风向以完全相反方式的转向)对电流产生方式的影响。
根据气候、地理经验，因为在绝大多数地区、或是在绝大多数地区的绝大部分时
刻，自然界的风向基本上是以相对固定的、采用来回180°变化的直线运动的方式运
动，(如：中国西部常常出现的西北风与东南风的直线来回相互转换的运动方式。)
又因聚风式更大功率发电机组可承接一个较宽泛的风向小范围角度变化的范围，因而
可以说：聚风式更大功率风力发电机组可在机架完全固定不动的情况下，即可适应绝
大多数时间及绝大多数地区任何时间产生的风力及其风向的常规变化，即可设计成
为固定结构的多桨型聚风机架。当然，在风向经常长时间出现50°-90°大方向改变
的地区，还可采用安装机组转动轨道的方式对机组进行整体的、自动的旋转调节对
风，但成本要增加。
对本发明聚风式更大功率风力发电机组作用方法的具体描述是：将聚风式更大功
率风力发电机组的两个多桨型聚风机架迎风口对准安装所在地自然界风向在全年绝大
多数时间内经常来回、来往方向的直线途径，确定机组设备的安装角度；当自然风以
广泛的方式正面冲击机组，通过多桨型聚风机架的作用使机组收集的广泛自然风在机
架中获得加强，并大大超过乃至成倍超过自然界提供的风力强度(超过的程度由多桨
型聚风机架设计的规格尺寸和聚风角度所决定)，自然风的力量倍增后正面冲击(垂
直冲压)处于迎风面的多桨型立式双桨轮风动机上的辊轮桨板，使正处于迎风处的辊
轮桨板沿风力推动方向旋转；使多桨型立式双桨轮风动机带动一个或多个发电机转动
发电。
在风向变化频繁，尤其是经常长时间出现较大角度变化的地区，可采用设置风向
变换自动测定装置和与其配合的自动调节控制装置的结合方式实现机组对风向角度变
换的自动跟踪与调整控制(即：实现机组整体的自动转动对风)。
在风力出现瞬间强度变化时，通过在辊轮桨板和(或)轮辊面上设置的可根据受
压情况实现自动控制开闭程度大小的若干个风压调节门进行调节。在出现长时间风力
强度整体性变化时，除可采用风压调节门的调节方式外，还可采用增加与减少机组配
合安装的发电机的数量和功率的方式，对机组进行整体出力强度变化的大调整；
由上述结构可看出，与原来的聚风式大功率风力发电机组比较，本发明提出的聚
风式更大功率风力发电机组可将大面积聚集的风能全部以垂直方式作用在轮辊桨板
上，且在最大力矩处形成出力，从而进一步提高了风能利用效率，同时可使更大规格
的风力发电机组所要求设置的众多个辊轮桨板全部设置在辊面上，从而可使其中部结
构与用材大幅度减少，适合于更大直径的、更大规格的聚风式风力发电设备采用；同
时也对其泄风方式与位置进行了调整，使其更加适合更大功率的设备采用；其机架中
部的结构在起到遮挡半部分桨轮的风动力需求的同时又可同时起到加强聚风机架结构
强度的作用，从而完美地实现了前面发明目的所确定的诸多实现目的。
下面结合示意图说明聚风式更大功率风力发电机组功能的结构和其应用方式。
图示是：聚风式更大功率风力发电机组中部横剖面俯视结构示意图。
图示中：1.斜置框架；2.连接杆及其形成的封闭；3.辊轮桨板；4.辊
面；5.动力输出轴；6.顶底面机架体；7.聚集风；8.自然界的广泛自然风力。
通过图示可以看出：自然界提供的广泛稀疏风力，通过冲击多桨型聚风机架获得大
大加强后冲击辊轮桨板，使其产生动力，带动在其下部设置的一个或两个或多个发电机
发电。