CN206309528U - 一种新型可调式风力发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型可调式风力发电装置，主要涉及风力发电装置领域。包括发电叶轮、梯形叶片、转动轮盘、转动轴、支撑架、轴承座、发电机、偏航转盘，调节装置、支撑环和底座，所述发电叶轮内壁与梯形叶片顶部卡接，所述发电机包括第一发电机、第二发电机、第一备用发电机和第二备用发电机，所述调节装置包括偏航齿轮、调节外齿轮和调节电机，所述底座底面设有万向轮。本实用新型的有益效果在于：本装置能够保证风力的充分利用，风力较大时能避免出现飞车现象，还能够根据风向而调整叶片的亲风面，更加充分地利用风力资源，增加使用寿命，能够避免由于发电机长期不停歇的工作使发电机长期处于疲劳状态，导致发电机的使用寿命降低。

Description

一种新型可调式风力发电装置

技术领域

本实用新型涉及风力发电装置领域，具体是一种新型可调式风力发电装置。

背景技术

目前的风力发电机，大多是采用在传统轮毂上设置三个叶片的结构，叶片转动一圈，与轮毂连接的齿轮也仅仅转动一圈，导致发电效率相对缓慢。而且由于只有三个叶片，叶片相对较少，叶轮受到的风力就相对较小，造成风力损失。而且现有的风力发电机还有以下不足：

1、由于每年的各个季节的风力大小和风向是不断变化的，现有的风力发电机的叶片是固定的，不能根据风力的大小来调节叶片的大小，当风力较小、风力发电机叶片较大、而且笨重时，风力不足以使叶片达到正常发电转速，导致不能正常发电，当风力较大、风力发电机叶片较小时，风力发电机叶片转动速度会很快，变速机构需频繁降速刹车，较容易磨损或发生故障，使风力发电装置损坏，影响发电效率。

2、一年四季当中风向是不断变化的，现有的风力发电装置不能根据风向而调整叶片的亲风面，当叶片的亲风面与风向有偏差时，叶片所受到的风力包括施加转动轴的轴向力和用来使叶片转动的径向力，施加在转动轴上的轴向力对装置会起到破坏作用，特别是当风力较大时，损坏更加严重，导致装置的使用寿命降低。所以，风力发电装置不能根据风向而调整亲风面，不仅造成了风力资源的浪费，而且影响装置的使用寿命，风力很大时会导致叶片折断，使装置不能使用，增加维修成本。

3、现有的风力发电机内没有设置备用发电机，发电机长期不停歇的工作，会使发电机长期处于疲劳状态，发电机的使用寿命降低，发电机的维修频率高，维修时不仅耗费人力物力，而且增加了不必要的维修成本。

4、现有的发电机在根据风力的方向而改变叶片的方向时，偏航机构一般设置在风力发电机的塔架与顶部台架之间，一般需要智能控制，设计成本高，而且不易维修。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新型可调式风力发电装置，当发电叶轮转动一周时，使风力发电装置的发电量更多，保证风力的充分利用；而且能够使风力发电装置适应各种大小的风力，风力较小时也能进行风力发电，风力较大时可以启用第一备用发电机和第二备用发电机，调整叶片的位置，从而提高发电量，保证设备的正常运行的同时能避免出现飞车现象，避免设备故障频发，能够在使用过程中更好的保护风力发电装置；还能够根据风向而调整叶片的亲风面，更加充分地利用风力资源，增加装置的使用寿命，避免了风力较大时叶片的折断；能够避免由于发电机长期不停歇的工作使发电机长期处于疲劳状态，导致发电机的使用寿命降低；减少了发电机的维修频率，避免了不必要的维修成本；减少风力发电装置的设计成本，当装置出现故障时，维修起来更加方便。

本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种新型可调式风力发电装置，包括发电叶轮、梯形叶片、转动轮盘、转动轴、支撑架、轴承座、发电机、偏航转盘，调节装置、支撑环和底座，所述发电叶轮内壁与梯形叶片顶部卡接，所述发电叶轮外壁设有轮齿，所述梯形叶片底部设有第一连接凸块，所述转动轮盘上设有第二连接凸块，所述第一连接凸块与第二连接凸块可拆卸连接，所述转动轮盘与转动轴键连接，所述转动轴两端通过轴承座固定，所述轴承座底部与支撑架顶部固定连接，所述支撑架底部与偏航转盘固定连接，所述支撑架上设有电机槽，所述发电机包括第一发电机、第二发电机、第一备用发电机和第二备用发电机，所述第一备用发电机和第二备用发电机设置在电机槽内，所述第一发电机和第二发电机设置在偏航转盘上，所述第一发电机、第二发电机、第一备用发电机和第二备用发电机上均设有发电齿轮，所述发电齿轮与发电叶轮外壁上的轮齿相适应，所述调节装置包括偏航齿轮、调节外齿轮和调节电机，所述偏航齿轮上设有螺纹连接孔，所述螺纹连接孔处设有紧固螺栓，所述偏航齿轮与偏航转盘通过紧固螺栓固定连接，所述调节外齿轮与调节电机的输出端连接，所述调节外齿轮与偏航齿轮相啮合，所述调节电机设置在底座上，所述支撑环底部与底座固定连接，所述支撑环顶部设有球槽，所述球槽内设有转动球，所述转动球顶部与偏航转盘底面相接触，所述偏航转盘与支撑环通过转动球滑动连接，所述底座底面设有万向轮。

所述轴承座包括基座和端盖，所述轴承座内设有轴承，所述端盖上设有止位环，所述止位环顶住轴承的外圈，所述端盖与基座通过螺栓连接。

所述梯形叶片包括主叶片和副叶片，所述主叶片与副叶片之间夹角为110度～140度。

所述梯形叶片为全叶尖风电叶片。

所述第一连接凸块与第二连接凸块通过螺栓连接。

所述转动轮盘上设有辅助叶片，所述辅助叶片设置于相邻梯形叶片之间。

对比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

1、由于梯形叶片的尖部直径最大，梯形叶片转动一周后，梯形叶片的尖部所掠过的周长是最大的，通过在梯形叶片顶部设置发电叶轮，发电叶轮外表面设置轮齿，轮齿与发电机上设置的发电齿轮相啮合，这样就能够保证当发电叶轮转动一周时，与发电叶轮上的轮齿相啮合的发电齿轮转动的周数就会达到最大，发电机的发电量也就越多，保证了风力的充分利用；通过在梯形叶片底部设置第一连接凸块，转动轮盘上设置第二连接凸块，第一连接凸块与第二连接凸块可拆卸连接，这样就保证了能根据风力的大小来选择合适的梯形叶片安装在转动轮盘上，能够使风力发电装置适应各种大小的风力，风力较小时也能进行风力发电，风力较大时也能避免出现飞车现象，能够在使用过程中更好的保护风力发电装置；通过设置偏航转盘、调节装置和支撑环，偏航转盘能够在支撑环上旋转滑动，调节装置包括偏航齿轮、调节外齿轮和调节电机，偏航齿轮与偏航转盘固定连接，调节电机通过调节外齿轮带动偏航齿轮转动，进而使偏航转盘转动，这样就能根据风向来调整叶片的亲风面，能够更加充分地利用风力资源，而且增加了装置的使用寿命，避免了风力较大时叶片的折断；通过设置第一备用发电机和第二备用发电机，当第一发电机和第二发电机工作一段时间后或者第一发电机和第二发电机出现损坏后，就可以使用第一备用发电机和第二备用发电机进行发电，避免了由于发电机长期不停歇的工作使发电机长期处于疲劳状态，导致发电机的使用寿命降低，减少了发电机的维修频率，避免了不必要的维修成本；通过设置偏航转盘、调节装置和支撑环来调节叶片的方向，减少了风力发电装置的设计成本，当装置出现故障时，维修起来更加方便。

2、轴承座包括基座和端盖，基座用来支撑转动轴，通过在轴承座内设置轴承，能够减少转动轮盘在转动时的阻力，使风力更大程度的用于发电，端盖用来固定住轴承以及轴承座的内部结构，防止沙尘进入到轴承座内部，导致装置损坏。

3、主叶片与副叶片之间夹角为110度～140度，能够使风力更好的作用在梯形叶片上，使风力得到更加充分的利用。

4、全叶尖风电叶片的结构细而长，叶片的自重较小，在保证风力充分利用的同时更大程度上减小了由于叶片自重带来的阻力。

5、第一连接凸块与第二连接凸块通过螺栓连接，保证了梯形叶片与转动轮盘的可拆卸连接，保证了风力发电机适应各种大小的风力，风力较小时通过换上较小的梯形叶片和发电叶轮，调整好第一发电机、第二发电机、第一备用发电机和第二备用发电机的位置，使发电叶轮上的轮齿与发电齿轮啮合后，风力较小时也能进行风力发电，风力较大时换上较大的梯形叶片和发电叶轮，调整好第一发电机、第二发电机、第一备用发电机和第二备用发电机的位置，使发电叶轮上的轮齿与发电齿轮啮合后，风力发电装置进行发电，这样不仅能更充分安全的利用风力资源，也能避免出现飞车现象的发生，能够在使用过程中更好的保护风力发电装置。

6、转动轮盘上设有辅助叶片，能够增加风力的做功面积，增加发电效率，辅助叶片设置在相邻梯形叶片之间，与梯形叶片成品字形构造，可以避免叶片间的扰流问题，更加合理的利用风力。

附图说明

附图1是本实用新型结构示意图。

附图2是本实用新型左视图。

附图3是本实用新型附图1中I部放大图。

附图4是本实用新型附图1中II部放大图。

附图5是本实用新型中梯形叶片结构示意图。

附图6是本实用新型中偏航齿轮结构示意图。

附图中所示标号：

1、发电叶轮；2、梯形叶片；3、转动轮盘；4、转动轴；5、支撑架；6、轴承座；7、偏航转盘；8、支撑环；9、底座；10、轮齿；11、第一连接凸块；12、第二连接凸块；13、电机槽；14、第一发电机；15、第二发电机；16、第一备用发电机；17、第二备用发电机；18、发电齿轮；19、偏航齿轮；20、调节外齿轮；21、调节电机；22、螺纹连接孔；23、紧固螺栓；24、球槽；25、转动球；26、万向轮；27、基座；28、端盖；29、轴承；30、止位环；31、主叶片；32、副叶片；33、辅助叶片。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

本实用新型所述是一种新型可调式风力发电装置，主体结构包括发电叶轮1、梯形叶片2、转动轮盘3、转动轴4、支撑架5、轴承座6、发电机、偏航转盘7，调节装置、支撑环8和底座9，所述发电叶轮1内壁与梯形叶片2顶部卡接，当梯形叶片2在风力的作用下转动时，通过发电叶轮1内壁与梯形叶片2顶部卡接，使梯形叶片2能够带动发电叶轮1的转动。所述发电叶轮1外壁设有轮齿10，所述梯形叶片2底部设有第一连接凸块11，所述转动轮盘3上设有第二连接凸块12，所述第一连接凸块11与第二连接凸块12可拆卸连接，通过在梯形叶片2底部设置第一连接凸块11，转动轮盘3上设置第二连接凸块12，第一连接凸块11与第二连接凸块12可拆卸连接，这样就保证了能根据风力的大小来选择合适的梯形叶片2安装在转动轮盘3上，能够使风力发电装置适应各种大小的风力，风力较小时也能进行风力发电，风力较大时也能避免出现飞车现象，能够在使用过程中更好的保护风力发电装置。所述转动轮盘3与转动轴4键连接，转动轮盘3能够随着转动轴4的转动而转动，所述转动轴4两端通过轴承座6固定，保证了转动轮盘3能够平稳的转动。所述轴承座6底部与支撑架5顶部固定连接，支撑架5用于支撑轴承座6，进而支撑转动轮盘3、梯形叶片2和发电叶轮1。所述支撑架5底部与偏航转盘7固定连接，当偏航转盘7转动时，保证了支撑架5也能够相应的转动。所述支撑架5上设有电机槽13，电机槽13用来放置第一备用发电机16和第二备用发电机17。所述发电机包括第一发电机14、第二发电机15、第一备用发电机16和第二备用发电机17，所述第一备用发电机16和第二备用发电机17设置在电机槽13内，所述第一发电机14和第二发电机15设置在偏航转盘7上，通过设置第一备用发电机16和第二备用发电机17，当第一发电机14和第二发电机15工作一段时间后或者第一发电机14和第二发电机15出现损坏后，就可以使用第一备用发电机16和第二备用发电机17进行发电，避免了由于发电机长期不停歇的工作使发电机长期处于疲劳状态，导致发电机的使用寿命降低，减少了发电机的维修频率，避免了不必要的维修成本。所述第一发电机14、第二发电机15、第一备用发电机16和第二备用发电机17上均设有发电齿轮18，所述发电齿轮18与发电叶轮1外壁上的轮齿10相适应，发电叶轮1外表面设置轮齿10，轮齿10与发电机上设置的发电齿轮18相啮合，这样就能够保证当发电叶轮1转动一周时，与发电叶轮1上的轮齿10相啮合的发电齿轮18转动的周数就会达到最大，发电机的发电量也就越多，保证了风力的充分利用。所述调节装置包括偏航齿轮19、调节外齿轮20和调节电机21，所述偏航齿轮19上设有螺纹连接孔22，所述螺纹连接孔22处设有紧固螺栓23，所述偏航齿轮19与偏航转盘7通过紧固螺栓23固定连接，所述调节外齿轮20与调节电机21的输出端连接，所述调节外齿轮20与偏航齿轮19相啮合，所述调节电机21设置在底座9上，所述支撑环8底部与底座9固定连接，通过设置偏航转盘7、调节装置和支撑环8，偏航转盘7能够在支撑环8上旋转滑动，调节装置包括偏航齿轮19、调节外齿轮20和调节电机21，偏航齿轮19与偏航转盘7固定连接，调节电机21通过调节外齿轮20带动偏航齿轮19转动，进而使偏航转盘7转动，这样就能根据风向来调整叶片的亲风面，能够更加充分地利用风力资源，而且增加了装置的使用寿命，避免了风力较大时叶片的折断。所述支撑环8顶部设有球槽24，所述球槽24内设有转动球25，所述转动球25顶部与偏航转盘7底面相接触，所述偏航转盘7与支撑环8通过转动球25滑动连接，通过设置转动球25，能够减小偏航转盘7与支撑环8之间的摩擦力，从而使偏航转盘7能够更方便、更容易的转动，而且转动过程中更加平稳。所述底座9底面设有万向轮26，通过设置万向轮26，能够更加方便的移动装置的位置。

为了保证转动轮盘3能够安全、平稳的转动，所述轴承座6包括基座27和端盖28，所述轴承座6内设有轴承29，所述端盖28上设有止位环30，所述止位环30顶住轴承29的外圈，所述端盖28与基座27通过螺栓连接。基座27用来支撑转动轴4，通过在轴承座6内设置轴承29，能够减少转动轮盘3在转动时的阻力，使叶片承受的风力更大程度的用于发电，端盖28用来固定住轴承29以及轴承座6的内部结构，防止沙尘进入到轴承座6内部，导致装置损坏。

为了能够使风力更好的作用在梯形叶片2上，使风力得到更加充分的利用，所述梯形叶片2包括主叶片31和副叶片32，所述主叶片31与副叶片32之间夹角为110度～140度。

为了能够在保证风力充分利用的同时更大程度上减小由于叶片自重带来的阻力，所述梯形叶片2为全叶尖风电叶片。

为了保证梯形叶片2与转动轮盘3的可拆卸连接，所述第一连接凸块11与第二连接凸块12通过螺栓连接。通过第一连接凸块11与第二连接凸块12通过螺栓连接，保证了梯形叶片2与转动轮盘3的可拆卸连接，也保证了风力发电装置能适应各种大小的风力，风力较小时通过换上较小的梯形叶片2和发电叶轮1，调整好第一发电机14、第二发电机15、第一备用发电机16和第二备用发电机17的位置，使发电叶轮1上的轮齿10与发电齿轮18啮合后，风力较小时也能进行风力发电；风力较大时换上较大的梯形叶片2和发电叶轮1，调整好第一发电机14、第二发电机15、第一备用发电机16和第二备用发电机17的位置，使发电叶轮1上的轮齿10与发电齿轮18啮合后，风力发电装置进行发电，这样不仅能更充分安全的利用风力资源，也能避免出现飞车现象的发生，能够在使用过程中更好的保护风力发电装置。

为了能够增加风力的做功面积，增加发电效率，所述转动轮盘3上设有辅助叶片33，所述辅助叶片33设置于相邻梯形叶片2之间。辅助叶片33设置在相邻梯形叶片2之间，与梯形叶片2成品字形构造，可以避免叶片间的扰流问题，更加合理的利用风力。

实施例：

本实用新型所述是一种新型可调式风力发电装置，主体结构包括发电叶轮1、梯形叶片2、转动轮盘3、转动轴4、支撑架5、轴承座6、发电机、偏航转盘7，调节装置、支撑环8和底座9，所述发电叶轮1内壁与梯形叶片2顶部卡接，所述发电叶轮1外壁设有轮齿10，所述转动轮盘3上设有辅助叶片33，所述辅助叶片33设置于相邻梯形叶片2之间，所述梯形叶片2包括主叶片31和副叶片32，所述主叶片31与副叶片32之间夹角为110度～140度，所述梯形叶片2底部设有第一连接凸块11，所述转动轮盘3上设有第二连接凸块12，所述第一连接凸块11与第二连接凸块12通过螺栓连接，所述转动轮盘3与转动轴4键连接，所述转动轴4两端通过轴承座6固定，所述轴承座6包括基座27和端盖28，所述轴承座6内设有轴承29，所述端盖28上设有止位环30，所述止位环30顶住轴承29的外圈，所述端盖28与基座27通过螺栓连接，所述轴承座6底部与支撑架5顶部固定连接，所述支撑架5底部与偏航转盘7固定连接，所述支撑架5上设有电机槽13，所述发电机包括第一发电机14、第二发电机15、第一备用发电机16和第二备用发电机17，所述第一备用发电机16和第二备用发电机17设置在电机槽13内，所述第一发电机14和第二发电机15设置在偏航转盘7上，所述第一发电机14、第二发电机15、第一备用发电机16和第二备用发电机17上均设有发电齿轮18，所述发电齿轮18与发电叶轮1外壁上的轮齿10相适应，所述调节装置包括偏航齿轮19、调节外齿轮20和调节电机21，所述偏航齿轮19上设有螺纹连接孔22，所述螺纹连接孔22处设有紧固螺栓23，所述偏航齿轮19与偏航转盘7通过紧固螺栓23固定连接，所述调节外齿轮20与调节电机21的输出端连接，所述调节外齿轮20与偏航齿轮19相啮合，所述调节电机21设置在底座9上，所述支撑环8底部与底座9固定连接，所述支撑环8顶部设有球槽24，所述球槽24内设有转动球25，所述转动球25顶部与偏航转盘7底面相接触，所述偏航转盘7与支撑环8通过转动球25滑动连接，所述底座9底面设有万向轮26。

Claims (6)

1.一种新型可调式风力发电装置，其特征在于：包括发电叶轮(1)、梯形叶片(2)、转动轮盘(3)、转动轴(4)、支撑架(5)、轴承座(6)、发电机、偏航转盘(7)，调节装置、支撑环(8)和底座(9)，所述发电叶轮(1)内壁与梯形叶片(2)顶部卡接，所述发电叶轮(1)外壁设有轮齿(10)，所述梯形叶片(2)底部设有第一连接凸块(11)，所述转动轮盘(3)上设有第二连接凸块(12)，所述第一连接凸块(11)与第二连接凸块(12)可拆卸连接，所述转动轮盘(3)与转动轴(4)键连接，所述转动轴(4)两端通过轴承座(6)固定，所述轴承座(6)底部与支撑架(5)顶部固定连接，所述支撑架(5)底部与偏航转盘(7)固定连接，所述支撑架(5)上设有电机槽(13)，所述发电机包括第一发电机(14)、第二发电机(15)、第一备用发电机(16)和第二备用发电机(17)，所述第一备用发电机(16)和第二备用发电机(17)设置在电机槽(13)内，所述第一发电机(14)和第二发电机(15)设置在偏航转盘(7)上，所述第一发电机(14)、第二发电机(15)、第一备用发电机(16)和第二备用发电机(17)上均设有发电齿轮(18)，所述发电齿轮(18)与发电叶轮(1)外壁上的轮齿(10)相适应，所述调节装置包括偏航齿轮(19)、调节外齿轮(20)和调节电机(21)，所述偏航齿轮(19)上设有螺纹连接孔(22)，所述螺纹连接孔(22)处设有紧固螺栓(23)，所述偏航齿轮(19)与偏航转盘(7)通过紧固螺栓(23)固定连接，所述调节外齿轮(20)与调节电机(21)的输出端连接，所述调节外齿轮(20)与偏航齿轮(19)相啮合，所述调节电机(21)设置在底座(9)上，所述支撑环(8)底部与底座(9)固定连接，所述支撑环(8)顶部设有球槽(24)，所述球槽(24)内设有转动球(25)，所述转动球(25)顶部与偏航转盘(7)底面相接触，所述偏航转盘(7)与支撑环(8)通过转动球(25)滑动连接，所述底座(9)底面设有万向轮(26)。

2.根据权利要求1所述一种新型可调式风力发电装置，其特征在于：所述轴承座(6)包括基座(27)和端盖(28)，所述轴承座(6)内设有轴承(29)，所述端盖(28)上设有止位环(30)，所述止位环(30)顶住轴承(29)的外圈，所述端盖(28)与基座(27)通过螺栓连接。

3.根据权利要求1所述一种新型可调式风力发电装置，其特征在于：所述梯形叶片(2)包括主叶片(31)和副叶片(32)，所述主叶片(31)与副叶片(32)之间夹角为110度～140度。

4.根据权利要求1所述一种新型可调式风力发电装置，其特征在于：所述梯形叶片(2)为全叶尖风电叶片。

5.根据权利要求1所述一种新型可调式风力发电装置，其特征在于：所述第一连接凸块(11)与第二连接凸块(12)通过螺栓连接。

6.根据权利要求1所述一种新型可调式风力发电装置，其特征在于：所述转动轮盘(3)上设有辅助叶片(33)，所述辅助叶片(33)设置于相邻梯形叶片(2)之间。