CN107762725A - 一种风力发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种风力发电机，叶轮包括平衡连杆，平衡叶片的一侧设有第一连杆和第二连杆，平衡连杆的另一侧设有第三连杆和第四连杆，平衡连杆、第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆的内端分别连接有一翼片，翼片包括内侧的导流面和外侧的受力面，受力面为平面，且平衡连杆对应的受力面与平衡连杆垂直、第一连杆对应的受力面与第一连杆垂直、第二连杆对应的受力面与第二连杆垂直、第三连杆对应的受力面与第三连杆垂直、第四连杆对应的受力面与第四连杆垂直，导流面为球冠状的曲面；转轴水平安置时，叶轮的重心位于转轴的偏心位置处，且使平衡连杆上的受力面水平朝上。本发明具有灵敏度高等优点。

Description

一种风力发电机
技术领域
本发明属于发电机技术领域，涉及一种风力发电机。
背景技术
风力发电机的叶轮用于捉获风，并将风力传送到转子轴心。现代600千瓦风力发电机上，每个转子叶片的测量长度大约为20米，而且一般采用三叶式翼片结构。
作为小型风力发电机，其叶轮的设计，往往以灵敏度作为第一考虑，而不以旋转惯性和旋转平顺度作为第一考虑。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种风力发电机，本发明所要解决的技术问题是如何提高叶轮的旋转灵敏度。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种风力发电机，风力发电机包括发电机本体、转轴和固定在转轴外端的叶轮，其特征在于，所述叶轮包括平衡连杆，所述平衡叶片的一侧设有第一连杆和第二连杆，所述平衡连杆的另一侧设有第三连杆和第四连杆，所述平衡连杆、第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆的内端均与转轴外端的周面相连，所述平衡连杆、第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆的内端分别连接有一翼片，所述翼片包括内侧的导流面和外侧的受力面，所述受力面为平面，且平衡连杆对应的受力面与平衡连杆垂直、第一连杆对应的受力面与第一连杆垂直、第二连杆对应的受力面与第二连杆垂直、第三连杆对应的受力面与第三连杆垂直、第四连杆对应的受力面与第四连杆垂直，所述导流面为球冠状的曲面；转轴水平安置时，所述叶轮的重心位于转轴的偏心位置处，且使平衡连杆上的受力面水平朝上。
风力气流作用在受力面上，其经过相邻连杆之间的间隙，也作用在相应的导流面上，在导流面对气流进行导向，使其作用方向发生变化，作用力分解为叶轮周向旋转的方向。
由于叶轮的重心位于转轴轴线的下方，使叶轮在无外力作用下，平衡连杆始终朝上，叶轮受风力作用旋转后，叶轮受重心偏移的影响，需要在克服风力的前提下，保持平衡连杆朝上对应的扭矩，使叶轮在哪怕较小的风力作用下，也能顺畅旋转一周，且旋转后受惯性力作用，其旋转虽然有顿挫，转动灵敏度和转动转速均能够得到有效提升。
在上述的一种风力发电机中，所述平衡连杆与转轴的轴线处于同一平面上，所述第一连杆与转轴的径线之间呈一夹角A、第二连杆与转轴的径线之间呈一夹角B、第三连杆与转轴的径线之间呈一夹角C、第四连杆分别与转轴的径线之间呈一夹角D，所述夹角A、夹角B、夹角C和夹角D均小于180°，所述第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆的外端均向平衡连杆的方向倾斜；平衡连杆、第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆与转轴的五个连接点等分转轴的周面。
为了进一步提高叶轮的旋转灵敏度，将第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆与转轴的径线之间设置一小于180°的夹角，翼片受风力作用时，能够克服叶轮因重心偏移带来的启动初始力，使叶轮能够旋转的初始扭矩更小。
作为优选，所述夹角A、夹角B、夹角C和夹角D在178°～168°之间。
所述平衡连杆、第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆均包括两根支撑杆，两根支撑杆的外端相连，内端与转轴相连，两根支撑杆的内端连线与转轴的轴线平行。
所述夹角A、夹角B、夹角C和夹角D互不等同。
夹角A、夹角B、夹角C和夹角D互不等同，使某一风力作用方向，能够作用在多个翼片上，且非平衡结构的设置，能够使叶轮受任一风力作用方向均能够被启动旋转。
附图说明
图1是本风力发电机中叶轮的平面结构示意图。
图2是本风力发电机中叶轮的立体结构示意图。
图3是图1的俯视图。
图4是标示有图3中各连杆的位置的示意图。
图中，1、转轴；21、平衡连杆；22、第一连杆；23、第二连杆；24、第三连杆；25、第四连杆；3、翼片；31、导流面；32、受力面。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1、图2和图3所示，风力发电机包括发电机本体、转轴1和固定在转轴1外端的叶轮，其特征在于，叶轮包括平衡连杆21，平衡叶片的一侧设有第一连杆22和第二连杆23，平衡连杆21的另一侧设有第三连杆24和第四连杆25，平衡连杆21、第一连杆22、第二连杆23、第三连杆24和第四连杆25的内端均与转轴1外端的周面相连，平衡连杆21、第一连杆22、第二连杆23、第三连杆24和第四连杆25的内端分别连接有一翼片3，翼片3包括内侧的导流面31和外侧的受力面32，受力面32为平面，且平衡连杆21对应的受力面32与平衡连杆21垂直、第一连杆22对应的受力面32与第一连杆22垂直、第二连杆23对应的受力面32与第二连杆23垂直、第三连杆24对应的受力面32与第三连杆24垂直、第四连杆25对应的受力面32与第四连杆25垂直，导流面31为球冠状的曲面；转轴1水平安置时，叶轮的重心位于转轴1的偏心位置处，且使平衡连杆21上的受力面32水平朝上。
风力气流作用在受力面32上，其经过相邻连杆之间的间隙，也作用在相应的导流面31上，在导流面31对气流进行导向，使其作用方向发生变化，作用力分解为叶轮周向旋转的方向。
由于叶轮的重心位于转轴1轴线的下方，使叶轮在无外力作用下，平衡连杆21始终朝上，叶轮受风力作用旋转后，叶轮受重心偏移的影响，需要在克服风力的前提下，保持平衡连杆21朝上对应的扭矩，使叶轮在哪怕较小的风力作用下，也能顺畅旋转一周，且旋转后受惯性力作用，其旋转虽然有顿挫，转动灵敏度和转动转速均能够得到有效提升。
如图3和图4所示，平衡连杆21与转轴1的轴线处于同一平面上，第一连杆22与转轴1的径线之间呈一夹角A、第二连杆23与转轴1的径线之间呈一夹角B、第三连杆24与转轴1的径线之间呈一夹角C、第四连杆25分别与转轴1的径线之间呈一夹角D，夹角A、夹角B、夹角C和夹角D均小于180°，第一连杆22、第二连杆23、第三连杆24和第四连杆25的外端均向平衡连杆21的方向倾斜；平衡连杆21、第一连杆22、第二连杆23、第三连杆24和第四连杆25与转轴1的五个连接点等分转轴1的周面。
为了进一步提高叶轮的旋转灵敏度，将第一连杆22、第二连杆23、第三连杆24和第四连杆25与转轴1的径线之间设置一小于180°的夹角，翼片3受风力作用时，能够克服叶轮因重心偏移带来的启动初始力，使叶轮能够旋转的初始扭矩更小。
作为优选，夹角A、夹角B、夹角C和夹角D在178°～168°之间。
平衡连杆21、第一连杆22、第二连杆23、第三连杆24和第四连杆25均包括两根支撑杆，两根支撑杆的外端相连，内端与转轴1相连，两根支撑杆的内端连线与转轴1的轴线平行。
夹角A、夹角B、夹角C和夹角D互不等同。
夹角A、夹角B、夹角C和夹角D互不等同，使某一风力作用方向，能够作用在多个翼片3上，且非平衡结构的设置，能够使叶轮受任一风力作用方向均能够被启动旋转。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (5)

1.一种风力发电机，风力发电机包括发电机本体、转轴(1)和固定在转轴(1)外端的叶轮，其特征在于，所述叶轮包括平衡连杆(21)，所述平衡叶片的一侧设有第一连杆(22)和第二连杆(23)，所述平衡连杆(21)的另一侧设有第三连杆(24)和第四连杆(25)，所述平衡连杆(21)、第一连杆(22)、第二连杆(23)、第三连杆(24)和第四连杆(25)的内端均与转轴(1)外端的周面相连，所述平衡连杆(21)、第一连杆(22)、第二连杆(23)、第三连杆(24)和第四连杆(25)的内端分别连接有一翼片(3)，所述翼片(3)包括内侧的导流面(31)和外侧的受力面(32)，所述受力面(32)为平面，且平衡连杆(21)对应的受力面(32)与平衡连杆(21)垂直、第一连杆(22)对应的受力面(32)与第一连杆(22)垂直、第二连杆(23)对应的受力面(32)与第二连杆(23)垂直、第三连杆(24)对应的受力面(32)与第三连杆(24)垂直、第四连杆(25)对应的受力面(32)与第四连杆(25)垂直，所述导流面(31)为球冠状的曲面；转轴(1)水平安置时，所述叶轮的重心位于转轴(1)的偏心位置处，且使平衡连杆(21)上的受力面(32)水平朝上。
2.根据权利要求1所述一种风力发电机，其特征在于，所述平衡连杆(21)与转轴(1)的轴线处于同一平面上，所述第一连杆(22)与转轴(1)的径线之间呈一夹角A、第二连杆(23)与转轴(1)的径线之间呈一夹角B、第三连杆(24)与转轴(1)的径线之间呈一夹角C、第四连杆(25)分别与转轴(1)的径线之间呈一夹角D，所述夹角A、夹角B、夹角C和夹角D均小于180°，所述第一连杆(22)、第二连杆(23)、第三连杆(24)和第四连杆(25)的外端均向平衡连杆(21)的方向倾斜；平衡连杆(21)、第一连杆(22)、第二连杆(23)、第三连杆(24)和第四连杆(25)与转轴(1)的五个连接点等分转轴(1)的周面。
3.根据权利要求2所述一种风力发电机，其特征在于，所述夹角A、夹角B、夹角C和夹角D在178°～168°之间。
4.根据权利要求1或2或3所述一种风力发电机，其特征在于，所述平衡连杆(21)、第一连杆(22)、第二连杆(23)、第三连杆(24)和第四连杆(25)均包括两根支撑杆，两根支撑杆的外端相连，内端与转轴(1)相连，两根支撑杆的内端连线与转轴(1)的轴线平行。
5.根据权利要求2或3所述一种风力发电机，其特征在于，所述夹角A、夹角B、夹角C和夹角D互不等同。
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