CN106368897A - 风力发电设备及其风轮 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种风力发电设备的风轮，包括竖直设置并用于连接发电机的转轴和均匀安装于所述转轴的多个翼型叶片，所述翼型叶片的中间设置有弯折并围绕所述转轴，且所述翼型叶片以其中间水平面为基准面对称设置，所述翼型叶片的上部由中间倾斜向上延伸，所述翼型叶片的下部由中间倾斜向下延伸。即翼型叶片的上部与下部成镜面对称，使得风轮受力更加均衡，降低需要的启动风速，减轻了翼型叶片的疲劳应力，延长了其使用寿命，提高了在复杂风场条件下的稳定性，运行平稳。本发明还公开了一种包括上述风轮的风力发电设备。
Description
技术领域
本发明涉及风电领域，特别是涉及一种风力发电设备的风轮。此外，本发明还涉及一种包括上述风轮的风力风电设备。
背景技术
随着能源危机不断加深，风能作为一种可再生的清洁能源受到人们的广泛关注，风能具有储量巨大、分布广泛等独特优点，充分的利用风能高效率发电已成为国内外研究的重点。
按照风轮转轴与风向位置分为水平轴风力机和垂直轴风力机，其中垂直轴风力机由于具有不需要适应风向的优点被广泛应用。其自启动能力好，结构简单，但其要求启动风速高，在居民区因风速低，风况复杂等情况，风轮常处于停机状态或不稳定工作状态。
因此，如何提供一种需要的启动风速较低的风轮是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种风力发电设备的风轮，需要的启动风速较低，运行平稳且延长使用寿命。本发明的另一目的是提供一种包括上述风轮的风力发电设备，需要的启动风速较低，运行平稳且延长使用寿命。
为解决上述技术问题，本发明提供一种风力发电设备的风轮，包括竖直设置并用于连接发电机的转轴和均匀安装于所述转轴的多个翼型叶片，所述翼型叶片的中间设置有弯折并围绕所述转轴，且所述翼型叶片以其中间水平面为基准面对称设置，所述翼型叶片的上部由中间倾斜向上延伸，所述翼型叶片的下部由中间倾斜向下延伸。
优选地，包括上端连接件和下端连接件，所述上端连接件固定连接所述翼型叶片的上端和所述转轴，所述下端连接件固定连接所述翼型叶片的下端和所述转轴。
优选地，所述上端连接件包括水平设置的上端圆环和多个上端支 撑杆，所述上端圆环的下端面固定连接所述翼型叶片的上端，所述上端支撑杆的一端固定连接所述上端圆环的内侧，另一端固定连接所述转轴；所述下端连接件包括水平设置的下端圆环和多个下端支撑杆，所述下端圆环的上端面固定连接所述翼型叶片的下端，所述下端支撑杆的一端固定连接所述下端圆环的内侧，另一端固定连接所述转轴。
优选地，包括中间连接件，所述中间连接件固定连接所述翼型叶片的中间和所述转轴。
优选地，所述中间连接件包括水平设置的中间圆环和多个中间支撑杆，所述中间圆环固定连接所述翼型叶片的中间，所述中间支撑杆的一端固定连接所述中间圆环的内侧，另一端固定连接所述转轴。
优选地，所述上端支撑杆、所述下端支撑杆和所述中间支撑杆分别通过定位环连接所述转轴，所述定位环套装于所述转轴并与所述转轴螺纹连接。
优选地，所述上端圆环、所述下端圆环和所述中间圆环的直径相同。
优选地，所述翼型叶片具体为曲面叶片。
优选地，所述翼型叶片具体为直板叶片。
本发明还提供一种风力发电设备，包括发电机以及连接所述发电机的风轮，所述风轮具体为上述任意一项所述的风轮。
本发明提供的风轮，包括转轴和均匀安装于转轴的多个翼型叶片，其中转轴竖直设备并用于连接发电机。翼型叶片的中间设置有弯折并围绕转轴，且翼型叶片以其中间水平面为基准面对称设置，翼型叶片的上部由中间倾斜向上延伸，翼型叶片的下部由中间倾斜向下延伸。即翼型叶片的上部与下部成镜面对称，使得叶片上部与下部所受的力相同，这样可以使得风轮整体受力均匀减小因为不均匀受力所产生的振动。使得风轮受力更加均衡，降低需要的启动风速，减轻了翼型叶片的疲劳应力，延长了其使用寿命，提高了在复杂风场条件下的稳定性，运行平稳。
本发明还提供一种包括上述风轮的风力发电设备，由于上述风轮 具有上述技术效果，上述风力发电设备也应具有同样的技术效果，在此不再详细介绍。
附图说明
图1为本发明所提供的风轮的一种具体实施方式的轴测示意图；
图2为本发明所提供的风轮的一种具体实施方式的主视示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种风力发电设备的风轮，需要的启动风速较低，运行平稳且延长使用寿命。本发明的另一核心是提供一种包括上述风轮的风力发电设备，需要的启动风速较低，运行平稳且延长使用寿命。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1和图2，图1为本发明所提供的风轮的一种具体实施方式的轴测示意图；图2为本发明所提供的风轮的一种具体实施方式的主视示意图。
本发明具体实施方式提供的风轮，包括竖直设置的转轴7和均匀安装于转轴7的多个翼型叶片8，其中转轴7连接发电机的动力输入端。翼型叶片8的中间设置有弯折并围绕转轴7，且翼型叶片8以其中间水平面为基准面对称设置，翼型叶片8的上部由中间倾斜向上延伸，翼型叶片8的下部由中间倾斜向下延伸。即翼型叶片8呈横放的字母V字型，V字型的两个端点分别位于上下两端，V字型的中间连接点位于中部且两个延伸轨迹组成了一个围绕转轴7的曲面，而不是平行于转轴7的平面。可以根据情况调整翼型叶片8的数量，如设置四个翼型叶片8，此时每个翼型叶片8的扇形圆心角为100度，可根据情况调整角度，均在本发明的保护范围之内。
翼型叶片8的上部与下部成镜面对称，使得风轮受力更加均衡，降低需要的启动风速，减轻了翼型叶片8的疲劳应力，延长了其使用寿命，提高了在复杂风场条件下的稳定性，运行平稳。
为了实现翼型叶片8与转轴7的连接，可设置上端连接件和下端 连接件，上端连接件固定连接翼型叶片8的上端和转轴7，下端连接件固定连接翼型叶片8的下端和转轴7。即翼型叶片8的上端和下端分别通过上连接件和下连接件固定连接转轴7，保证翼型叶片8的结构稳定，防止变形。
具体地，上端连接件包括水平设置的上端圆环2和多个上端支撑杆1，上端圆环2的下端面固定连接翼型叶片8的上端，上端支撑杆1的一端固定连接上端圆环2的内侧，另一端固定连接转轴7。下端连接件包括水平设置的下端圆环5和多个下端支撑杆6，下端圆环5的上端面固定连接翼型叶片8的下端，下端支撑杆6的一端固定连接下端圆环5的内侧，另一端固定连接转轴7。在保证强度的情况下，尽量减少物料以减轻重量。
为了进一步提高稳定性，可设置中间连接件，用于固定连接翼型叶片8的中间和转轴7。具体地，中间连接件包括水平设置的中间圆环3和多个中间支撑杆4，中间圆环3固定连接翼型叶片8的中间，中间支撑杆4的一端固定连接中间圆环3的内侧，另一端固定连接转轴7。其中上端圆环2、下端圆环5和中间圆环3的直径相同。
可根据实际情况调整用于连接的圆环数量、设置位置及尺寸，每个圆环内可均匀地设置四个支撑杆，或采用其他连接方式，如直接使用支撑杆连接，均在本发明的保护范围之内。
在本发明具体实施方式提供的风轮中，上端支撑杆1、下端支撑杆6和中间支撑杆4分别通过定位环连接转轴7，定位环套装于转轴7并与转轴7螺纹连接。即设置三个定位环，分别用于实现上端支撑杆1、下端支撑杆6和中间支撑杆4连接转轴7，采用螺纹连接的方式，便于拆卸安装及跟换部件，也可采用卡接等方式，其他部件均可采用焊接的方式进行固定连接，均在本发明的保护范围之内。
在上述各具体实施方式提供的风轮的基础上，翼型叶片8可以具体为扭转叶片，具有一定的旋转角，扭转叶片首先由于其上部与下部的镜面对称使得上部与下部受力均匀减小了振动；当风轮由四个扭转叶片组成时，每个扭转叶片所占的旋转空间为90度，四个叶片一共的 旋转空间即为360度。因此不管风从哪个方向吹来都有一部分叶片与风向垂直，即不管风从什么方向吹来风轮均可以利用风做功。因此扭转叶片的风轮在每个角度受力均匀，振动较小，且由于扭转叶片设计，风轮对于风向无要求。进一步提高对于复杂风场的适应性，当然也可采用直叶片，均在本发明的保护范围之内。
除了上述风轮，本发明的具体实施方式还提供一种包括上述风轮的风力发电设备，该风力发电设备其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。
以上对本发明所提供的风力发电设备及其风轮进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种风力发电设备的风轮，包括竖直设置并用于连接发电机的转轴(7)和均匀安装于所述转轴(7)的多个翼型叶片(8)，其特征在于，所述翼型叶片(8)的中间设置有弯折并围绕所述转轴(7)，且所述翼型叶片(8)以其中间水平面为基准面对称设置，所述翼型叶片(8)的上部由中间倾斜向上延伸，所述翼型叶片(8)的下部由中间倾斜向下延伸。
2.根据权利要求1所述的风轮，其特征在于，包括上端连接件和下端连接件，所述上端连接件固定连接所述翼型叶片(8)的上端和所述转轴(7)，所述下端连接件固定连接所述翼型叶片(8)的下端和所述转轴(7)。
3.根据权利要求2所述的风轮，其特征在于，所述上端连接件包括水平设置的上端圆环(2)和多个上端支撑杆(1)，所述上端圆环(2)的下端面固定连接所述翼型叶片(8)的上端，所述上端支撑杆(1)的一端固定连接所述上端圆环(2)的内侧，另一端固定连接所述转轴(7)；所述下端连接件包括水平设置的下端圆环(5)和多个下端支撑杆(6)，所述下端圆环(5)的上端面固定连接所述翼型叶片(8)的下端，所述下端支撑杆(6)的一端固定连接所述下端圆环(5)的内侧，另一端固定连接所述转轴(7)。
4.根据权利要求3所述的风轮，其特征在于，包括中间连接件，所述中间连接件固定连接所述翼型叶片(8)的中间和所述转轴(7)。
5.根据权利要求4所述的风轮，其特征在于，所述中间连接件包括水平设置的中间圆环(3)和多个中间支撑杆(4)，所述中间圆环(3)固定连接所述翼型叶片(8)的中间，所述中间支撑杆(4)的一端固定连接所述中间圆环(3)的内侧，另一端固定连接所述转轴(7)。
6.根据权利要求5所述的风轮，其特征在于，所述上端支撑杆(1)、所述下端支撑杆(6)和所述中间支撑杆(4)分别通过定位环连接所述转轴(7)，所述定位环套装于所述转轴(7)并与所述转轴(7)螺纹连接。
7.根据权利要求6所述的风轮，其特征在于，所述上端圆环(2)、所述下端圆环(5)和所述中间圆环(3)的直径相同。
8.根据权利要求1至7任意一项所述的风轮，其特征在于，所述翼型叶片(8)具体为曲面叶片。
9.根据权利要求1至7任意一项所述的风轮，其特征在于，所述翼型叶片(8)具体为直板叶片。
10.一种风力发电设备，包括发电机以及连接所述发电机的风轮，其特征在于，所述风轮具体为权利要求1至9任意一项所述的风轮。
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