一種多風葉輪式軸流型風力發(fā)電機構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種多風葉輪式軸流型風力發(fā)電機構(gòu)，包括轉(zhuǎn)動輪、主軸、支撐架和尾翼，轉(zhuǎn)動輪包括多個風葉、內(nèi)固定圈和外固定圈。風葉通過內(nèi)固定圈和外固定圈緊固，使得轉(zhuǎn)動輪的整體抗彎曲、阻擾性能好，相對于大流體風能能量，不易折斷，推力均勻，旋轉(zhuǎn)效果好，由于葉尖包裹固定，沒有劃流效應，相對噪音小，有一定的穩(wěn)定性和使用壽命。采用多風葉式的轉(zhuǎn)動輪，風葉采用大圓弧、大角度形狀的結(jié)構(gòu)，有效消除了升力型發(fā)電機的缺點，提高了風能利用率，風葉通過內(nèi)固定圈和圓臺狀結(jié)構(gòu)的外固定圈連接，外固定圈同時起到了對風流整流和積聚風能的作用，整體結(jié)構(gòu)有效提升了風葉強度、風葉的運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性，消除了葉尖效應。
【專利說明】一種多風葉輪式軸流型風力發(fā)電機構(gòu)

【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及風力發(fā)電【技術(shù)領域】，具體地是涉及一種多風葉輪式軸流型風力發(fā)電機構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會的經(jīng)濟發(fā)展，電能已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ魃a(chǎn)中必不可少的能源之一，目前的發(fā)電大多采用火力發(fā)電，但火力發(fā)電會產(chǎn)生污染，且建造火力發(fā)電站需要較高的建造成本；而隨著國家創(chuàng)建節(jié)能社會的要求，風能發(fā)電逐漸的被人們廣泛的利用。
[0003]目前水平軸風力發(fā)電機都是升力形結(jié)構(gòu)，多采用三風葉或多風葉等升力型風葉，其風葉葉尖呈自由狀態(tài)，葉尖效應明顯。風葉高速旋轉(zhuǎn)時形成了近似平面，阻礙了氣流通過，使風葉降低了風能利用率氣流隨轉(zhuǎn)向四周流動，風葉后方呈現(xiàn)真空狀態(tài)，風葉扭曲變形現(xiàn)象明顯，破壞了風力發(fā)電機的穩(wěn)定性。整體強度差，噪音大，并且安全性差，容易脫落造成意外事故。而阻力型多用于垂直軸風力發(fā)電系統(tǒng)，但是轉(zhuǎn)速低，性價比差。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型旨在提供一種具有較高風能利用率和較高安全系數(shù)的多風葉輪式軸流型風力發(fā)電機構(gòu)。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案是:
[0006]一種多風葉輪式軸流型風力發(fā)電機構(gòu)，包括轉(zhuǎn)動輪、主軸、支撐架和尾翼，所述主軸固定于所述支撐架上，所述轉(zhuǎn)動輪和所述尾翼分別固定于所述主軸的兩端，其中所述轉(zhuǎn)動輪包括多個風葉、內(nèi)固定圈和外固定圈，所述多個風葉沿圓周方向均布排列并安裝于所述內(nèi)固定圈和所述外固定圈上，所述內(nèi)固定圈固定在所述主軸上，所述外固定圈為圓臺狀結(jié)構(gòu)，沿遠離所述尾翼的方向所述內(nèi)固定圈的橫截面直徑大小不變或者均勻減少，沿遠離所述尾翼的方向所述外固定圈的橫截面直徑均勻增大，所述所有風葉圓弧方向一致，所述所有風葉的葉傾角方向一致。
[0007]優(yōu)選地所述外固定圈為中空的圓臺狀結(jié)構(gòu)，其遠尾翼端的橫截面直徑與近尾翼端的橫截面直徑比在1.1:1至1.5:1之間。
[0008]優(yōu)選地所述內(nèi)固定圈為等直徑圓筒形。
[0009]優(yōu)選地所述內(nèi)固定圈為圓臺狀結(jié)構(gòu)。
[0010]優(yōu)選地所述風葉的葉傾角為30°?60°。
[0011]優(yōu)選地所述風葉的葉傾角為45°。
[0012]優(yōu)選地所述尾翼包含四個均勻分布的尾翼風葉。
[0013]采用上述技術(shù)方案，本實用新型至少包括如下有益效果:
[0014]1.本實用新型所述的多風葉輪式軸流型風力發(fā)電機構(gòu)，所述風葉通過所述內(nèi)固定圈和所述外固定圈緊固，使得所述轉(zhuǎn)動輪的整體抗彎曲、阻擾性能好，相對于大流體風能能量，不易折斷，推力均勻，旋轉(zhuǎn)效果好，由于葉尖包裹固定，沒有劃流效應，相對噪音小，有一定的穩(wěn)定性和使用壽命。
[0015]2.本實用新型所述的多風葉輪式軸流型風力發(fā)電機構(gòu)，有效消除了升力型發(fā)電機的缺點，提高了風能利用率，風葉通過內(nèi)固定圈和圓臺狀結(jié)構(gòu)的外固定圈連接，外固定圈同時起到了對風流整流和積聚風能的作用，整體結(jié)構(gòu)有效提升了風葉強度、風葉的運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性，消除了葉尖效應。
[0016]3.本實用新型所述的多風葉輪式軸流型風力發(fā)電機構(gòu)，采用多風葉式的轉(zhuǎn)動輪，風葉采用大圓弧、大角度形狀的結(jié)構(gòu)，在低風速下提高氣流接觸面積，提高了風能利用率；在高風速下轉(zhuǎn)速相對穩(wěn)定，消除了失速隱患。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型所述的多風葉輪式軸流型風力發(fā)電機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本實用新型所述的多風葉輪式軸流型風力發(fā)電機構(gòu)的風葉示意圖。
[0019]其中:1.轉(zhuǎn)動輪，2.主軸，3.支撐架，4.尾翼，5.風葉，6.內(nèi)固定圈，7.外固定圈。

【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0021]如圖1至圖2所示，為符合本實用新型的一種多風葉5輪式軸流型風力發(fā)電機構(gòu)，包括轉(zhuǎn)動輪1、主軸2、支撐架3和尾翼4，所述主軸2固定于所述支撐架3上，所述支撐架3安裝于地面上，由于其安裝方法為本領域技術(shù)人員常規(guī)技術(shù)手段，故此處不再贅述。所述轉(zhuǎn)動輪I和所述尾翼4分別固定于所述主軸2的兩端，其中所述轉(zhuǎn)動輪I包括多個風葉5、內(nèi)固定圈6和外固定圈7,所述多個風葉5沿圓周方向均布排列并安裝于所述內(nèi)固定圈6和所述外固定圈7上，所述內(nèi)固定圈6固定在所述主軸2上,所述外固定圈7為圓臺狀結(jié)構(gòu),沿遠離所述尾翼4的方向所述內(nèi)固定圈6的橫截面直徑大小不變或者均勻減少，沿遠離所述尾翼4的方向所述外固定圈7的橫截面直徑均勻增大，所述所有風葉5圓弧方向一致，所述所有風葉5的葉傾角方向一致。所述轉(zhuǎn)動輪I的設置可以較傳統(tǒng)的發(fā)電機構(gòu)具有較大的受風面積，所述外固定圈7同時起到了對風流整流和積聚風能的作用，結(jié)構(gòu)簡單，風能利用率聞。
[0022]本實施例所述的多風葉5輪式軸流型風力發(fā)電機構(gòu)，所述風葉5通過所述內(nèi)固定圈6和所述外固定圈7緊固，使得所述轉(zhuǎn)動輪I的整體抗彎曲、阻擾性能好，相對于大流體風能能量，不易折斷，推力均勻，旋轉(zhuǎn)效果好，由于葉尖包裹固定，沒有劃流效應，相對噪音小，有一定的穩(wěn)定性和使用壽命。
[0023]本實施例所述的多風葉5輪式軸流型風力發(fā)電機構(gòu)，有效消除了升力型發(fā)電機的缺點，提高了風能利用率，風葉5通過內(nèi)固定圈6和圓臺狀結(jié)構(gòu)的外固定圈7連接,外固定圈7同時起到了對風流整流和積聚風能的作用，整體結(jié)構(gòu)有效提升了風葉5強度、風葉5的運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性，消除了葉尖效應。
[0024]優(yōu)選地所述外固定圈7為中空的圓臺狀結(jié)構(gòu)，其遠尾翼端的橫截面直徑與近尾翼端的橫截面直徑比在1.1:1至1.5:1之間。優(yōu)選地所述內(nèi)固定圈6為等直徑圓筒形或者圓臺狀結(jié)構(gòu)。所述內(nèi)固定圈6采用圓臺狀結(jié)構(gòu)，沿遠離所述尾翼4的方向所述內(nèi)固定圈6的橫截面直徑大小均勻減少。采用圓臺狀結(jié)構(gòu)可以獲得較直徑圓筒形大的受風面積，但是采用直徑圓筒形的制備工藝相對簡單。本領域技術(shù)人員可以根據(jù)實際的使用需求進行相應的設置，本實施例對此不作限定。經(jīng)過試驗驗證，所述內(nèi)固定圈6和所述外固定圈7的結(jié)構(gòu)設置可以增加受風面積，提高排風能力。
[0025]優(yōu)選地所述風葉5的葉傾角為30°?60°，更為優(yōu)選地所述風葉5的葉傾角為45°。眾所周知，所述葉傾角為葉片腹面的法線與天頂軸的夾角。本實施例所述風葉5采用大圓弧、大角度形狀，增加了受風面積，提高了排風能力，消除了氣流積聚，由于氣流流動通暢，風葉5后方氣壓相對穩(wěn)定，提高了發(fā)電機構(gòu)的整體平穩(wěn)性。通過合理的設置所述內(nèi)固定圈6和所述外固定圈7的結(jié)構(gòu)和風葉5的葉傾角可以更大限度的提高了發(fā)電機構(gòu)的整體平穩(wěn)性，提高了風能利用率。本領域技術(shù)人員應當知曉，上述所述的內(nèi)固定圈6和所述外固定圈7近尾翼端/遠尾翼端的橫截面直徑和風葉5的葉傾角的數(shù)值設定均在大量實驗的基礎上獲得的較為優(yōu)選地實施方式，本領域技術(shù)人員完全可以根據(jù)實際的使用需求進行相應的調(diào)整，本實施例對此不做限定。
[0026]優(yōu)選地所述尾翼4包含四個均勻分布的尾翼4風葉5，所述尾翼4具備平衡的作用，我們知道只有當風力發(fā)電機構(gòu)處于比較平衡的狀態(tài)下風葉5轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的力矩才最小，才可以對風力發(fā)電機構(gòu)的各個部件起到很好的保護作用，即所述尾翼4的設置也在一定程度上提升了整個發(fā)電機構(gòu)的穩(wěn)定性。
[0027]本實施例所述的多風葉5輪式軸流型風力發(fā)電機構(gòu)，采用多風葉5式的轉(zhuǎn)動輪1，風葉5采用大圓弧、大角度形狀的結(jié)構(gòu)，在低風速下提高氣流接觸面積，提高了風能利用率；在高風速下轉(zhuǎn)速相對穩(wěn)定，消除了失速隱患。
[0028]以上對本實用新型的一個實施例進行了詳細說明，但所述內(nèi)容僅為本實用新型創(chuàng)造的較佳實施例，不能被認為用于限定本實用新型的實施范圍。凡依本實用新型申請范圍所作的任何等同變化，均應仍處于本實用新型的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種多風葉輪式軸流型風力發(fā)電機構(gòu)，其特征在于，包括轉(zhuǎn)動輪、主軸、支撐架和尾翼，所述主軸固定于所述支撐架上，所述轉(zhuǎn)動輪和所述尾翼分別固定于所述主軸的兩端，其中所述轉(zhuǎn)動輪包括多個風葉、內(nèi)固定圈和外固定圈，所述多個風葉沿圓周方向均布排列并安裝于所述內(nèi)固定圈和所述外固定圈上,所述內(nèi)固定圈固定在所述主軸上,所述外固定圈為圓臺狀結(jié)構(gòu)，沿遠離所述尾翼的方向所述內(nèi)固定圈的橫截面直徑大小不變或者均勻減少，沿遠離所述尾翼的方向所述外固定圈的橫截面直徑均勻增大，所述所有風葉圓弧方向一致，所述所有風葉的葉傾角方向一致。
2.如權(quán)利要求1所述的多風葉輪式軸流型風力發(fā)電機構(gòu)，其特征在于:所述外固定圈為中空的圓臺狀結(jié)構(gòu)，其遠尾翼端的橫截面直徑與近尾翼端的橫截面直徑比在1.1:1至1.5:1之間。
3.如權(quán)利要求2所述的多風葉輪式軸流型風力發(fā)電機構(gòu)，其特征在于:所述內(nèi)固定圈為等直徑圓筒形結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求2所述的多風葉輪式軸流型風力發(fā)電機構(gòu)，其特征在于:所述內(nèi)固定圈為圓臺狀結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1所述的多風葉輪式軸流型風力發(fā)電機構(gòu)，其特征在于:所述風葉的葉傾角為30°?60°。
6.如權(quán)利要求2所述的多風葉輪式軸流型風力發(fā)電機構(gòu)，其特征在于:所述風葉的葉傾角為45°。
7.如權(quán)利要求1所述的多風葉輪式軸流型風力發(fā)電機構(gòu)，其特征在于:所述尾翼包含四個均勻分布的尾翼風葉。
【文檔編號】F03D1/06GK203948224SQ201420384195
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月11日
【發(fā)明者】楊旭華 申請人:蘇州正典精密五金有限公司