CN204175524U - 一种双环多叶片风力发电装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种双环多叶片风力发电装置，包括两个外环、旋转轴、叶片、第一钢绳、第二钢绳、第三钢绳和连接筋，两个外环前后各一个且同轴平行设置，旋转轴设置于两个外环的圆心处，支撑叶片且位于叶片两侧的第一钢绳分别固定于两个外环上，使叶片与风向形成攻角，第二钢绳的两端连接外环和旋转轴，与外环不同平面的第三钢绳的两端交叉相连外环和旋转轴，连接筋的两端分别连接在两个外环之间。通过上述方式，本实用新型的双环多叶片风力发电装置结构牢固、重量轻、叶片有效面积大、叶片的攻角合理、设计简单、制造方便，能够克服单环叶片顶部几乎垂直于风向的不足，可最大限度的捕捉风能，发电效率高。

Description

一种双环多叶片风力发电装置
技术领域
本实用新型涉及风力发电机叶片技术领域，特别是涉及一种双环多叶片风力发电装置。
背景技术
叶片是风力发电机组有效捕获风能的关键部件。在风能条件已确定的情况下，如何提高发电量，一直是风力发电追求的目标。改进的方向除提高变速器、发电机、逆变电路的效率外，非常重要的就是提高叶片捕捉风能的能力。而捕捉风能的能力与叶片的面积和角度有着密切的关系。目前风力发电叶片多采用三叶，每片扇叶只有一个支撑点，这样造成风力发电机叶片强度不足，遇到超过自身承受极限的风力时就可能造成叶片折断，为了弥补这一不足，只能缩减风力发电机叶片的有效面积。捕捉风能的能力与结构强度之间的矛盾，最终导致风力发电机对风能的利用率低。
如何提高叶片捕捉风能的能力，获得更大的风能是提高发电量的方法之一。2005年日本有一个专利（p2005-349933）第一次把自行车轮的结构设计借鉴到大型风力发电机组的叶片结构设计，这种设计结构牢固，重量轻。但该专利完全照搬了一个自行车轮的设计，它只有一个外环，连接在外环上的钢绳顶部都在一个平面上。本来叶片的顶部是捕捉风能最强的部分，由于叶片是由钢绳支撑的，顶部钢绳在一个垂直于风向的平面上，导致顶部叶片也在一个垂直于风向的平面上。这样的结构不但不能有效地扑捉风能，还使风轮极易被风损坏，造成风力发电机无法正常运行甚至发生安全事故。
实用新型内容
本实用新型主要解决的技术问题是提供一种双环多叶片风力发电装置，该装置能最大限度的捕捉风能，发电效率高。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种双环多叶片风力发电装置，包括两个外环、旋转轴、叶片、第一钢绳、第二钢绳、第三钢绳和连接筋，所述两个外环前后各一个且同轴平行设置，所述旋转轴设置于所述两个外环的圆心处，支撑所述叶片且位于所述叶片两侧的所述第一钢绳分别固定于所述两个外环上，使所述叶片与风向形成攻角，所述第二钢绳的两端连接所述外环和所述旋转轴，与所述外环不同平面的所述第三钢绳的两端交叉相连所述外环和所述旋转轴，所述连接筋的两端分别连接在所述两个外环之间。
在本实用新型一个较佳实施例中，所述第一钢绳的延长线通过所述旋转轴的轴心，所述第二钢绳与所述旋转轴表面相切连接。
在本实用新型一个较佳实施例中，所述第二钢绳为多条，所述第二钢绳对称的分为两组钢绳，所述两组钢绳的拉伸方向为一组顺时针一组反时针。
在本实用新型一个较佳实施例中，所述连接筋为刚性材料。
在本实用新型一个较佳实施例中，所述第三钢绳交叉斜拉固定所述两个外环和所述旋转轴。
在本实用新型一个较佳实施例中，所述两个外环共用一根所述旋转轴。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的双环多叶片风力发电装置，此装置结构牢固、重量轻、叶片有效面积大、叶片的攻角合理、设计简单、制造方便，能够克服单环叶片顶部几乎垂直于风向的不足，可最大限度的捕捉风能，发电效率高。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1是本实用新型的双环多叶片风力发电装置一较佳实施例的结构示意图；
附图中各部件的标记如下：1、第一外环，2、第二外环，3、旋转轴，4、叶片，5、第一钢绳，6、第二钢绳，7、第三钢绳，8、连接筋。
具体实施方式
下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1，本实用新型实施例包括：
提供一种双环多叶片风力发电装置，包括第一外环1、第二外环2、旋转轴3、叶片4、第一钢绳5、第二钢绳6、第三钢绳7和连接筋8。
所述第一外环1和所述第二外环2是在前后不同的两个平面上，所述第一外环1和所述第二外环2中心轴重合且互相平行。所述第一外环1和所述第二外环2需要用所述连接筋8多次连接，所述连接筋8的两端分别连接在所述两个外环之间，所述连接筋8采用刚性材料。
所述第一钢绳5设置于所述叶片的两侧，支撑同一所述叶片的所述第一钢绳5一根固定于所述第一外环1上，另一根固定于所述第二外环2上，即不同平面的两个外环各自固定一根钢绳支撑叶片4的两侧。这两根所述第一钢绳5一前一后且错开形成一定夹角。此结构能够克服上述单环叶片顶部几乎垂直于风向的不足，让叶片4与风向成一定攻角符合空气动力学原理。由于所述叶片4的宽度有不同的设计，如果所述叶片4的宽度要求底部和顶部一样，而所述叶片顶部的攻角一般又是大于底部的攻角，这种情况下所述第二钢绳6就会在一个圆锥面上，不在一个和所述外环相同的平面上。自行车的钢丝就是在一个圆锥面上。
所述第二钢绳6一端与旋转轴3表面相切，另一端连接在所述第一外环1或所述第二外环2上。所述第二钢绳6从拉伸方向看分成对称的两组，一组是顺时针，一组逆时针。
所述旋转轴3设置于所述第一外环1和所述第二外环2的圆心处，所述每个外环和所述旋转轴3通过所述第二钢绳6固定为一体。所述第三钢绳7是交叉连接不同平面的外环和旋转轴的，是用于固定双环结构并抵抗风产生的轴向力。
刚性体能够承受的抗压强度都远远大于其强拉强度，在钢绳的拉力下，为了让外环各部分有较均衡的压力，使此装置的结构牢固重量轻，拉所述第一外环1和所述第二外环2的钢绳数量要多且重量要轻才好。为了使风产生的旋转扭矩传递到所述旋转轴3上，在每一个环上，所述第二钢绳6分成两组钢绳，以顺时针和逆时针走向连接所述每个外环和所述旋转轴3。风在产生旋转力的同时，也会产生很大的与轴平行的力，必须在不同平面的外环和回转轴之间用交叉的所述第三钢绳7斜拉连接。
在本实用新型中，为了让叶片4产生的力有最大的扭矩，支撑叶片4的第一钢绳5其延长线通过旋转轴3的轴心，即它与一根径重合。而固定双环结构的第二钢绳6与旋转轴3的外表面相切，所以支撑叶片的所述第一钢绳5和固定双环结构的所述第二钢绳6其走向是不同的，不能共用。
这种结构的风电叶轮装置的有益效果是，结构牢固、重量轻、叶片有效面积大、叶片的角度合理、设计简单，制造方便，可最大限度的捕捉风能，发电效率高。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种双环多叶片风力发电装置，其特征在于，包括两个外环、旋转轴、叶片、第一钢绳、第二钢绳、第三钢绳和连接筋，所述两个外环前后各一个且同轴平行设置，所述旋转轴设置于所述两个外环的圆心处，支撑所述叶片且位于所述叶片两侧的所述第一钢绳分别固定于所述两个外环上，使所述叶片与风向形成攻角，所述第二钢绳的两端连接所述外环和所述旋转轴，与所述外环不同平面的所述第三钢绳的两端交叉相连所述外环和所述旋转轴，所述连接筋的两端分别连接在所述两个外环之间。
2.根据权利要求1所述的双环多叶片风力发电装置，其特征在于，所述第一钢绳的延长线通过所述旋转轴的轴心，所述第二钢绳与所述旋转轴表面相切连接。
3.根据权利要求1所述的双环多叶片风力发电装置，其特征在于，所述第二钢绳为多条，所述第二钢绳对称的分为两组钢绳，所述两组钢绳的拉伸方向为一组顺时针一组反时针。
4.根据权利要求1所述的双环多叶片风力发电装置，其特征在于，所述连接筋为刚性材料。
5.根据权利要求1所述的双环多叶片风力发电装置，其特征在于，所述第三钢绳交叉斜拉固定所述两个外环和所述旋转轴。
6.根据权利要求1所述的双环多叶片风力发电装置，其特征在于，所述两个外环共用一根所述旋转轴。
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CN104314747A (zh) * 2014-10-15 2015-01-28 苏德华 一种双环多叶片风力发电装置

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