CN202402218U - 小型涡轮涡扇发电装置 - Google Patents

Abstract

一种小型涡轮涡扇发电装置，其包括：小型涡轮涡扇（102）、外部网壳（101）、中心轴架（103）、侧轴架（104）、中心转轴（105）、小型发电机（109）、旋转杆（110）、固定架（116）和支撑架（117）。其中，所述小型涡轮涡扇（102）包括涡轮涡扇主体（402）、内叶片（403）、外叶片（401），内外叶片（403）扭曲螺旋焊接在涡轮涡扇主体（402）的内、外壁上；所述固定架（116）内装有轴承B（111），所述轴承B（111）内部装有中心转动球（113），所述小型发电机（109）固定在外部固定壳（108）内。

Description

小型涡轮涡扇发电装置

技术领域

本发明涉及风力发电装置，特别是适用于不同风向、不同风力的小型涡轮涡扇发电装置。

背景技术

我国近些年来出现了大面积“拉闸限电”现象。造成电力供应紧张的原因既有经济快速增长，高耗能产业急速发展的因素，也有能源结构不合理，新能源、可再生能源开发不足方面的因素。中国目前的电力供应主要以水力发电和火力发电为主，一旦干旱严重或煤炭供应紧张，电力供应就会受到很大的影响。而风能作为一种重要的可再生能源，取之不尽、用之不竭，因而风力发电技术在国内外受到了极大的重视。

由于自然风的速度和方向是随机变化的，风能具有不稳定的特性，因此风力发电存在功率调节、变速运行、对风调节和变浆距等问题。由于在地面上利用太阳能要受到大气层衰减的影响，还要受阴晴天、日出日落、地理位置等影响，因此太阳能的利用率较低，而且能量不平衡。

本申请的申请人在其专利文献2011104170135（其同时申请实用新型）中公开一种涡轮涡扇发电系统，该系统包括：送风漏斗、涡轮涡扇、涡轮涡扇安装结构、发电机组件和控制装置。涡轮涡扇通过传动装置带动发电机转动，风能通过送风漏斗进风，其中涡轮涡扇是由若干与水平面呈75°夹角螺旋扭曲安装于轮毂的叶片组装而成，其优点是，结构简单、成本低，通过发电机组件达到一定的运转速度，从而最有效的利用风能，即可实现风能发电，节能环保、物尽其用。显然，专利文献2011104170135所公开的涡轮涡扇适用于风力相对比较大时，而且配有一些安装固定机构。

本发明旨在提供一种小型涡轮涡扇发电装置，利用不同方向的风力来发电，以便更大效率地利用自然界中的风能。

发明内容

相当于本发明原始要求范围内的某些实施例作如下概括。这些实施例并非限制所请求保护的发明范围，而是试图提供本发明的多种可能形式的简要概括。实际上，本发明可包括类似于或不同于下面提出的实施例的不同形式。

本发明目的在于，提供一种风力发电装置，以克服上述传统技术方案所存在的能源利用率不高，发电装置结构不合理的缺陷。

本发明目的还在于，提供一种小型涡轮涡扇，以克服上述传统技术方案所存在的仅适用于风力相对比较大时，而且配有一些安装固定机构的缺陷。

为实现上述目的，本发明提供了一种发电装置，该装置包括由外部网壳罩着的小型涡轮涡扇和转动轴承滚珠的固定架，所述涡轮涡扇由中心轴架、侧轴架和中心转轴固定在网壳内，所述固定架由支撑架进行支撑固定，小型涡轮涡扇通过中心转轴与小型发电机相联接；固定架内装有轴承B，轴承B内部装有中心转动球，风力方向变化时小型涡轮涡扇可以随风向的改变而转换方向，进而带动小型发电机发电。

上述技术方案中，所述网壳尾部装有旋转杆，通过连接杆与中心转动球连接，在风向发生变化时可以随风向进行上下左右的旋转，保证了涡轮涡扇总是迎对着风。

优选的是，涡轮涡扇主体中心安装一中心转轴，该轴的一端与中心轴架汇聚在一起，另一端通过联轴器与小型发电机相联接。

优选的是，涡轮涡扇主体内部均匀的分布着6根中心轴架，此数量乃是该发明的最佳数量，当然我们也可以根据实践需要增加或减少中心轴架的数目，可以选择5根或7根或8根等。

优选的是，涡轮涡扇主体内部均匀分布的中心轴架一端相交与中心转轴，另一端焊接与涡轮涡扇主体内壁的中部。

优选的是，中心轴架上均匀的分布着6根侧轴架，此数量乃是该发明的最佳数量，当然我们也可以根据实践需要增加或减少侧轴架的数目，可以选择5根或7根或8根等。

优选的是，中心轴架与中心转轴之间焊接有侧轴架，就将涡轮涡扇稳定牢固地与中心转轴连接在一起。

优选的是，涡轮涡扇由网壳罩着，涡轮涡扇与网壳之间留有一定的间隙，这样保证了涡轮涡扇能够顺畅的运转。

优选的是，涡轮涡扇、侧轴架、中心轴架的组合体被网壳罩着，这样就防止了杂质进入涡轮涡扇的内部而影响工作，进而延长了该装置的使用寿命。

本发明的案中，所述固定架有支撑架托起，固定架内部放有中心转动球，进而将涡轮涡扇托起可以随风向转动，弥补了以往只能在水平方向上工作的缺陷。

优选的是，固定架内部装有转动轴承壳和转动轴承滚珠，进而保证了中心转动球在固定架内随意的转动。

优选的是，支撑架为四周封闭的钢板围成，这样保证了足够大的支撑力，很高的稳定性。

优选的是，支撑架底部焊接有一支撑底座，支撑底座上开有地角螺栓孔，通过螺栓将该装置牢牢的固定于固定面上。

本发明的案中，所述小型涡轮涡扇包括内叶片、外叶片、涡轮涡扇主体。所述内叶片螺旋扭曲焊接在涡轮涡扇主体的内壁；外叶片螺旋扭曲焊接在涡轮涡扇的外壁，且所述内叶片和外叶片与主体上平面呈75°夹角。扭曲是为了使叶顶至叶根处扬程相等，避免涡流损失。因为当叶轮旋转时，由于沿半径方向的线速度不同，为了得到同样的扬程，沿半径方向叶片各截面的安装角不相等，愈接近外缘其安装角就愈小，因此，叶片呈扭曲状。本涡轮涡扇充分利用风能运动，利用从中心到外围转速递增的涡流使流体风自动从涡流中心区吸入涡流中，利用涡流中心产生吸力，将自然风吸入主体内，促使驱动装置发电。

优选的是，所述涡轮涡扇为风力发电叶轮。本发明的涡轮涡扇不仅适于风向不同环境，也适于风力比较小的环境中，将更多的风能转换为机械能，进而转换为电能。

优选的是，所述涡轮涡扇的主体为圆筒，该圆筒有一定的厚度，便于内外叶片的焊接。

优选的是，所述涡轮涡扇的主体内外都装有叶片。外叶片将自然风汇集于涡轮涡扇的内部。

优选的是，所述涡轮涡扇的叶片在2°-5°螺旋角之间扭曲地安装于主体壁上，总体呈螺旋上升趋势。

优选的是，所述涡轮涡扇的叶片根据进入涡轮涡扇的气流量不同来定其数量，一般以内外比例为1:2。

优选的是，所述涡轮涡扇的内外叶片配置不同，内外叶片的分布有相对的和错开的。保证了更有效的接受风能。

优选的是，所述涡轮涡扇的叶片均匀分布。内叶片均匀地安装在主体内壁上，外叶片均匀地安装在主体外壁上。

优选的是，所述涡轮涡扇的内外叶片与主体上平面呈75°-80°夹角，当涡轮涡扇发生转动时通过中心转轴带动小型发电机发电。

附图说明

下面将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述，其中：

图1所示为根据本发明的小型涡轮涡扇发电装置的优选实施例的结构示意图；

图2所示为图1的优选实施例的剖视图；

图3所示为图1的优选实施例的小型涡轮涡扇的结构示意图。

图中标注说明：外部网壳101，小型涡轮涡扇102，中心轴架103，侧轴架104，中心转轴105，轴承A106，联轴器107，发电机外部固定壳108，小型发电机109，旋转杆110，轴承B111，小舟112，中心转动球112，转动轴承壳113，转动轴承滚珠114，固定架115，支撑架117，支撑底座118，连接杆119，外叶片401，主体402，内叶片403，主体内壁404，主体外壁405，主体上平面406，主体下平面407。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

参阅图1、2，根据本发明的小型涡轮涡扇发电装置包括外部网壳101、小型涡轮涡扇102和转动轴承滚珠的固定架116，涡轮涡扇由中心轴架103、侧轴架104和中心转轴105固定在外部网壳101内，所述固定架116由支撑架117进行支撑固定，小型涡轮涡扇102通过中心转轴103与小型发电机109联接；固定架116内装有轴承B111，轴承B111内部装有中心转动球113，风力方向变化时小型涡轮涡扇102可以随风向的改变而转换方向。

参阅图2，涡轮涡扇102竖向置于外部网壳101内，涡轮涡扇102的竖直平面、外叶片端部与外部网壳101之间留有一定的间隙，以保证涡轮涡扇102在旋转时不会触碰到外部网壳101的内壁。涡轮涡扇102的主体内壁的中部均匀地焊接有6根中心轴架103；6根中心轴架103的一端汇聚在一起，并汇聚于中心转轴105上；6根中心轴架103与中心转轴105之间通过6根侧轴架104斜支撑固定，这样就将涡轮涡扇102与中心转轴105固定在一起。

中心转轴105的另一端通过联轴器107与小型发电机109的电机轴联接，另外中心转轴105与外部网壳101接触的部位安装有轴承A106，这样就保证了涡轮涡扇102转动时外部网壳101不会随之转动。为了防止外界对小型发电机109的破坏，将小型发电机109固定在外部固定壳108内；另外，外部固定壳108安装于外部网壳101的尾端，并且外部固定壳108的尾部安装有旋转杆110， 旋转杆110内部安装有轴承B111和小舟112，当风向改变时涡轮涡扇102可以通过旋转杆110上下摆动。

外部固定壳108的尾部的中间开有方形槽，连接杆112的一端开有圆形通孔。先将旋转杆110插入连接杆112的圆形通孔，再将旋转杆110固定在外部固定壳108尾部的方形槽中，这样就保证了涡轮涡扇102上下摆动。连接杆112的另一端焊接在中心转动球113的球面上。固定架116内安装有转动轴承，转动轴承包括轴承壳114和轴承滚珠115，轴承壳114用来保护支撑轴承滚珠115。固定架116用来固定轴承滚珠115进而支撑中心转动球113。当风向发生改变时，中心转动球113发生转动，进而保证涡轮涡扇102能够随风向的改变而转变方向，这样一来，涡轮涡扇102始终迎风工作。

固定架116置于支撑架117的顶部，将固定架116托起，就可将整个装置托起。支撑架117为四周封闭的钢板围成，这样保证了足够大的支撑力以及较高的稳定性。支撑架117的底部焊接有支撑底座118，在底座118上开有多个螺栓孔，通过螺栓将该装置牢牢的固定于固定面上。

参阅图3，本发明的涡轮涡扇102包括外叶片401，主体402，内叶片403。叶片主体包括：主体内壁404，主体外壁405，主体上平面406，主体下平面407。将9个外叶片401以焊接的连接方式倾斜固定连接在主体外壁405上，其与主体外壁405的垂直壁面成一定角度，例如是15°、20°或25°等。外叶片401连接到叶片外壁405的一端的对立端在水平方向不超过主体上平面406和主体下面407。将18个内叶片403以焊接的连接方式倾斜固定连接在主体内壁404上，其与主体内壁404的垂直壁面成一定角度，例如是15度、20度或25度等。内叶片403连接到叶片内壁404的一端的对立端在水平方向上也不超过主体上平面406和主体下面407。如此倾斜成角度地设置内、外叶片401、402的好处在于，叶片的构型方向与流过叶片的风向大体相同，便于减少风能损失，从而提高涡轮叶片的效率。

本发明中的外叶片401和内叶片402沿2°-5°螺旋扭曲角焊接在主体外壁405和主体内壁404上，当涡轮涡扇发生转动时将送风机送来的风转变成像龙卷风一样一致的旋转上升的热气流，急速提升到上空。

涡轮涡扇102的叶片以内外比例为1:2均匀的分布在主体内壁404和主体外壁405上。本发明中，优选的是，内部有9个叶片，外部有18个叶片，由于内外叶片配置不同，所以它们的分布有相对的，有错开的。这样减少了风能的损失，保证了更多的风被提升到上空。叶片数量乃是该发明的最佳数量，当然我们也可以根据实践需要增加或减少叶片的数目，内叶片可以选择6片或7片或9片或10等，外叶片可以对应地根据内叶片的增加而增加，内叶片的减少而减少。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (10)

1.小型涡轮涡扇发电装置，其包括：小型涡轮涡扇（102）、外部网壳（101）、中心轴架（103）、侧轴架（104）、中心转轴（105）、小型发电机（109）、旋转杆（110）、固定架（116）和支撑架（117）；其特征在于，所述小型涡轮涡扇（102）包括涡轮涡扇主体（402）、内叶片（403）、外叶片（401），内外叶片（403）扭曲螺旋焊接在涡轮涡扇主体（402）的内、外壁上；所述固定架（116）内装有轴承B（111），所述轴承B（111）内部装有中心转动球（113），所述小型发电机（109）固定在外部固定壳（108）内。

2.如权利要求1所述的小型涡轮涡扇发电装置，其特征在于：所述小型涡轮涡扇（102）被外部网壳（101）罩着，与外部网壳（101）之间留有一定的间隙，并且由中心轴架（103）、侧轴架（104）和中心转轴（105）固定地支撑。

3.如权利要求1或2所述的小型涡轮涡扇发电装置，其特征在于：所述中心轴架（103）和侧轴架（104）分别为6根，其均匀地分布在外部网壳（101）内。

4.如权利要求1或2所述的小型涡轮涡扇发电装置，其特征在于：所述中心转轴（105）通过联轴器（107）与小型发电机（109）相连。

5.如权利要求1或2所述的小型涡轮涡扇发电装置，其特征在于：所述外部网壳（101）的内部装有旋转杆（110）、轴承B（111）和小舟（112）。

6.如权利要求5所述的小型涡轮涡扇发电装置，其特征在于：发电机外部固定壳（108）的尾部装有旋转杆（110）、轴承B（111）和小舟（112）。

7.如权利要求1或6所述的小型涡轮涡扇发电装置，其特征在于：发电机外部固定壳（108）的尾部开有方形槽，通过一连接杆（119）与中心转动球(113)相连接。

8.如权利要求7所述的小型涡轮涡扇发电装置，其特征在于：所述外部网壳（101）的尾部通过连接杆（119）与中心转动球(113)相连接。

9.如权利要求1或8所述的小型涡轮涡扇发电装置，其特征在于：所述中心转动球(113)由转动轴承托起，该滚动轴承由：转动轴承壳（114）、转动轴承滚珠（115）和固定架（116）组成。

10.如权利要求1或8所述的小型涡轮涡扇发电装置，其特征在于：所述固定架（116）由支撑架（117）托起支撑，支撑架（117）底部焊接有支撑底座（118）。

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