CN203856646U - 悬吊式风力发电叶轮组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种悬吊式风力发电叶轮组件，其包括风力发电机中心轴，中心轴转动安装在一悬挂架的底部，悬挂架的顶端转动安装有一竖直杆，竖直杆的顶端固接有一转套，悬挂架的中部安装有用于追踪风向的尾翼；所述中心轴上固定安装有一圆盘，圆盘的中心与中心轴固定连接，圆盘的周圈环形区域平均分割成多片向外辐射的扇形片，上述扇形片依次扭转变形构成与圆盘的盘面具有一定夹角的叶片结构，各扇形片的外端连接在一环形箍上。本实用新型具有结构稳定、抗强风能力强、起步风速要求低和风能利用率高的优点。

Description

悬吊式风力发电叶轮组件

技术领域

本实用新型涉及风力发电领域，具体的说是一种悬吊式风力发电叶轮组件。 

背景技术

风能作为一种清洁能源，有效利用风能对降低环境污染和提高经济效益具有重要作用。风力发电是风能利用的主要体现，风力发电的原理是：利用风力吹动叶轮转动，叶轮带动中心轴旋转，通过增速机等将该旋转的速度提升，从而带动发电机发电。现有的风力发电机中，叶轮是由多片间隔环设在中心轴周圈的叶片组成，叶片一般设置三至六片，叶轮安装在立柱的顶端。对于该种风力发电机，当遇到强风时，叶轮受到强大的冲击力，容易造成叶片损坏，叶轮位于立柱顶端，立柱的顶端部也受到的很强的冲击，影响立柱的稳定性。该种叶轮的相邻叶片之间的距离较大，有风吹来时，大部分风从叶片之间的间隙吹过，仅有少部分风力得到利用，使得风能利用率较低，同时，该种叶轮对起步风速的要求较高，叶轮运转速度小，不适于在少风和小风地区推广使用。 

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构稳定、抗强风能力强、起步风速要求低、风能利用率高的悬吊式风力发电叶轮组件。 

为解决上述技术问题，本实用新型的悬吊式风力发电叶轮组件包括风力发电机中心轴，其结构特点是所述中心轴转动安装在一悬挂架的底部，悬挂架的顶端转动安装有一竖直杆，竖直杆的顶端固接有一转套，悬挂架的中部安装有用于追踪风向的尾翼；所述中心轴上固定安装有一圆盘，圆盘的中心与中心轴固定连接，圆盘的周圈环形区域平均分割成多片向外辐射的扇形片，上述扇形片依次扭转变形构成与圆盘的盘面具有一定夹角的叶片结构，各扇形片的外端连接在一环形箍上。 

采用上述结构，利用悬吊式的结构，利用转套将整个装置可转动的安装在一横杆上，横杆的两端通过立柱支撑，遇到强风时，整个装置可绕转套的中轴线摆转一定的角度，从而可缓冲强风的冲击力；叶轮采用该种圆盘式的结构，有风吹来时，圆盘的周圈环形区域形成受力面，仅有少量的风从扇形片的间隙吹过，降低了叶轮的起步风速，提高了风能的利用率，同时，由于利用扇形片构成叶片结构，扇形片形成的受力面由内向外逐渐增加，因此，扇形片受到风的推动力在远离中心轴的一端最大，即中心轴受到的扭转力矩最大，该种结构进一步降低了起步风速且在风力较小时也能保持较高的转速，使得在少风和小风时，装置不仅可以正常运转而且能够保持高转速；利用环形箍可将各个扇形片的外端部固定，使得整个叶轮的结构更加稳定。 

所述尾翼包括与圆盘的盘面垂直设置的尾翼板，该尾翼板沿远离悬挂架的方向延伸并在尾翼板远端部的两侧各连接一块兜风板。为了追踪风向，将叶轮的方向找正，现有技术中的尾翼一般设置很长，采用本实用新型的尾翼结构，利用尾翼板和兜风板配合找正风向，利用两侧的兜风板来迎接来风，可减少尾翼板的长度，从而能够减小原材料损耗和增加装置的稳定性。 

所述各扇形片的外端部开设有通孔，所述环形箍依次穿过各通孔，环形箍上连接有多根支撑筋，各支撑筋的另一端连接在中心轴上。利用环形箍与支撑筋配合可增加整个叶轮结构的稳定性，提高叶轮的抗强风冲击力。 

所述扇形片与圆盘的盘面之间的夹角为45o。叶片结构由扇形片扭转变形后形成，扇形片的扭转角度根据需要可任意设置，出于加工方便和透风均匀的考虑，设置该45 o的夹角。 

所述扇形片的数量为三十二的倍数片。根据实际需要，叶片的数量可任意设置，但是，针对与本实用新型的结构，叶片尽量多设置时的效果更明显，即不管圆盘的面积多大，保持单个叶片结构的面积较小，以降低对起步风速的要求。基于上述理由和为了加工方便的考虑，本实用新型的叶片数量设置成三十二片的倍数片，即可设置三十二片、六十四片或一百二十八片。 

本实用新型具有结构稳定、抗强风能力强、起步风速要求低和风能利用率高的优点。 

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明： 

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的左视图；

图3为图2中虚线圆内结构的放大示意图；

图4为本实用新型中尾翼的俯视图；

图5为本实用新型在强风时的状态示意图。

具体实施方式

参照附图，本实用新型的悬吊式风力发电叶轮组件包括风力发电机中心轴1，中心轴1转动安装在一悬挂架2的底部，悬挂架2的顶端转动安装有一竖直杆3，竖直杆3的顶端固接有一转套4。如图1所示，悬挂架2为一朝下开口的U型架，U型架的顶端安装有轴承套11，竖直杆3转动安装在轴承套11中。其中，转套4可转动安装在一横杆10上，该横杆10与中心轴1垂直，横杆10的两端由立柱支撑，遇到强风时，如图5所示，整个装置可绕转套4的中轴线摆转一定的角度，从而可缓冲强风的冲击力，强风过后，装置再利用自身的重力回落。为了避免装置的摆转角度过大，在横杆10上还可设置摆转角度限位机构。 

参照附图，悬挂架2的中部安装有用于追踪风向的尾翼5，为了追踪风向，将叶轮的方向找正，现有技术中的尾翼一般设置很长，本实用新型的尾翼5包括与圆盘6的盘面垂直设置的尾翼板51，该尾翼板51沿远离悬挂架2的方向延伸并在尾翼板51远端部的两侧各连接一块兜风板52。该尾翼5结构，利用尾翼板51和兜风板52配合找正风向，图4中的箭头方向为风向，利用两侧的兜风板52来迎接来风，可减少尾翼板51的长度，从而能够减小原材料损耗和增加装置的稳定性。 

参照附图，所述中心轴1上固定安装有一圆盘6，圆盘6的中心与中心轴1固定连接，圆盘6的周圈环形区域平均分割成多片向外辐射的扇形片7，上述扇形片7依次扭转变形构成与圆盘6的盘面具有一定夹角的叶片结构。叶轮采用该种圆盘式的结构，有风吹来时，圆盘6的周圈环形区域形成受力面，仅有少量的风从扇形片7的间隙吹过，降低了叶轮的起步风速，提高了风能的利用率，同时，由于利用扇形片7构成叶片结构，扇形片7形成的受力面由内向外逐渐增加，因此，扇形片7受到风的推动力在远离中心轴1的一端最大，即中心轴1受到的扭转力矩最大，该种结构进一步降低了起步风速且在风力较小时也能保持较高的转速，使得在少风和小风时，装置不仅可以正常运转而且能够保持高转速。 

参照附图，各扇形片7的外端连接在一环形箍8上。利用环形箍8可将各个扇形片7的外端部固定，使得整个叶轮的结构更加稳定。对于环形箍8与扇形片7之间的连接，由图4可知，各扇形片7的外端部开设有通孔，所述环形箍8依次穿过各通孔，环形箍8上连接有多根支撑筋9，各支撑筋9的另一端连接在中心轴1上。 

参照附图，扇形片7与圆盘6的盘面之间的夹角为45o。叶片结构由扇形片7扭转变形后形成，扇形片7的扭转角度根据需要可任意设置，出于加工方便和透风均匀的考虑，该角度优选为45 o。 

参照附图，扇形片7的数量为三十二的倍数片。根据实际需要，叶片的数量可任意设置，但是，针对与本实用新型的结构，叶片尽量多设置时的效果更明显，即不管圆盘6的面积多大，保持单个叶片结构的面积较小，以降低对起步风速的要求。基于上述理由和为了加工方便的考虑，本实用新型的叶片数量优选为设置成三十二片的倍数片，即可设置三十二片、六十四片或一百二十八片等。 

综上所述，本实用新型不限于上述具体实施方式。本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下，可做若干的更改和修饰。本实用新型的保护范围应以本实用新型的权利要求为准。 

Claims (5)

1.一种悬吊式风力发电叶轮组件，包括风力发电机中心轴（1），其特征是所述中心轴（1）转动安装在一悬挂架（2）的底部，悬挂架（2）的顶端转动安装有一竖直杆（3），竖直杆（3）的顶端固接有一转套（4），悬挂架（2）的中部安装有用于追踪风向的尾翼（5）；所述中心轴（1）上固定安装有一圆盘（6），圆盘（6）的中心与中心轴（1）固定连接，圆盘（6）的周圈环形区域平均分割成多片向外辐射的扇形片（7），上述扇形片（7）依次扭转变形构成与圆盘（6）的盘面具有一定夹角的叶片结构，各扇形片（7）的外端连接在一环形箍（8）上。

2.如权利要求1所述的悬吊式风力发电叶轮组件，其特征是所述尾翼（5）包括与圆盘（6）的盘面垂直设置的尾翼板（51），该尾翼板（51）沿远离悬挂架（2）的方向延伸并在尾翼板（51）远端部的两侧各连接一块兜风板（52）。

3.如权利要求1所述的悬吊式风力发电叶轮组件，其特征是所述各扇形片（7）的外端部开设有通孔，所述环形箍（8）依次穿过各通孔，环形箍（8）上连接有多根支撑筋（9），各支撑筋（9）的另一端连接在中心轴（1）上。

4.如权利要求1所述的悬吊式风力发电叶轮组件，其特征是所述扇形片（7）与圆盘（6）的盘面之间的夹角为45o。

5.如权利要求1所述的悬吊式风力发电叶轮组件，其特征是所述扇形片（7）的数量为三十二的倍数片。