CN206785552U - 一种发电机叶片系统和风力发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种发电机叶片系统和风力发电机，包括引流罩、旋转轴、多个叶片和多个挡板；多个所述叶片固接于所述旋转轴并绕所述旋转轴周向分布；所述引流罩扣合在多个所述叶片的上方，且所述引流罩的侧壁设置有入风口；多个所述挡板绕所述旋转轴周向设置，且位于所述叶片的下方。该风力发电机包括加热管路、发电组件以及上述的发电机叶片系统。发电机叶片系统利用挡板、引流罩和入风口增大空气流量以及空气动能，驱动叶片产生转矩，大大提高风能的转化率，同时也减少了震动和噪音。风力发电机根据实际情况，在风力不佳的情况下，能够利用环境的热能实现能量的收集和转化，把传统的龙卷风装进笼子里等风来变成等钱来。

Description

一种发电机叶片系统和风力发电机

技术领域

本实用新型涉及发电设备技术领域，尤其涉及一种发电机叶片系统和风力发电机。

背景技术

风力发电机是将风能转换为机械能，机械能带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备。风力发电机一般有叶片系统、发电装置、调向尾翼、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成。风力发电机的工作原理比较简单，叶片系统在风力的作用下发生旋转，把风的动能转变为叶片系统转轴的机械能，发电机在转轴的带动下旋转发电。风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电不存在燃料问题，也就不会对环境产生辐射或排放废气污染环境。

传统的风力发电机，一般使用多个叶片形成叶片系统，在水平风力的驱动下实现叶片的旋转。

然而，上述的风力发电机及其叶片系统均存在不可避免的局限性：

1、多个叶片安装在旋转轴上，不管旋转轴竖直还是水平设置，叶片只能依靠水平流动的空气所蕴含的风能产生转矩，而叶片本身所具有的挡风面非常有限，所以，传统风力发电机的叶片系统能量使用率并不高。

2、长条的叶片直接固定在转轴上，在风力的作用下，容易发生震动和噪音，对环境造成较大的消极影响，在长时间的运行中也缩短了自身的使用寿命。

3、在风力不足的时候，设备闲置的情况比较严重，受气候条件影响很大，使用起来非常被动。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种发电机叶片系统和风力发电机，以解决现有技术中的风力发电机存在的风能使用率低下、震动噪音大、受环境制约较大的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供的一种发电机叶片系统，包括引流罩、旋转轴、多个叶片和多个挡板；多个所述叶片固接于所述旋转轴并绕所述旋转轴周向分布；所述引流罩扣合在多个所述叶片的上方和侧边，且所述引流罩的侧壁设置有入风口；多个所述挡板绕所述旋转轴周向设置，且位于所述叶片的下方。

进一步，所述叶片数量为3～6片。该技术方案的技术效果在于：在额定风速下，发电功率与风轮扫掠面积成正比，即多个叶片的风轮与一个叶片的风轮都可以产生同样的功率。而叶片数量设置为3～6片，既降低了材料成本，还利于几个叶片的平衡安装。

进一步，所述叶片为弯板，其弯曲方向与所述旋转轴垂直。该技术方案的技术效果在于：弯曲的叶片具有很好的流线性，在能量转化效率上更具优势，阻力小，能量损失更少。

进一步，所述叶片的自由端绕自身的水平中线倾斜10度～20度，使从下往上流动的空气能够驱使叶片旋转。该技术方案的技术效果在于：叶片的自由端，即外侧的末端绕自身的水平中线倾斜10度～20度，扩大了叶片对风能的吸收使用率。当流动的风在下侧挡板的收拢作用下向上流动时，可推动叶片旋转。其中，叶片的偏转角度优选设置为15度。

进一步，所述挡板的数量为3～6个。该技术方案的技术效果在于：挡板数量过少则对空气的收拢和压缩作用小，而挡板数量过多则会减少进风量，另外材料成本也将更高。挡板的数量优选设置为四个。

进一步，所述挡板为弯板，其弯曲方向与所述旋转轴垂直；且所述挡板上端的水平长度小于其下端的水平长度。该技术方案的技术效果在于：弯曲的挡板将水平流动的风收拢进多个挡板中间开放的腔室，导致挡板中间腔室的空气密度增大，所以空气自然向上流动，继续推动叶片做功。而挡板上端的水平长度小于其下端的水平长度，利于通过挡板将整个叶片系统固定安装在地面或者安装平台上。

进一步，所述入风口的数量为5个，均匀分布在所述引流罩的侧壁。该技术方案的技术效果在于：5个均匀分布的入风口可对应于各个方向的来风，保证各个方向的风都能持续向旋转轴提供转矩。

本实用新型还提供一种风力发电机，包括加热管路、发电组件以及上述的发电机叶片系统；所述发电组件与所述旋转轴连接，位于所述叶片的下方；所述加热管路位于所述引流罩下方。

进一步，所述加热管路与太阳能集热器连通。该技术方案的技术效果在于：由于加热管路位于引流罩的下方，当环境的风力不足时，风力发电机还可以通过太阳能集热器产生热量，热量促使空气产生向上的升力，进而推动叶片旋转。

进一步，所述加热管路与地热管道连通。该技术方案的技术效果在于：由于加热管路位于引流罩的下方，当环境的风力不足时，风力发电机还可以利用地热产生的热量，热量促使空气产生向上的升力，进而推动叶片旋转。

本实用新型的有益效果是：

1、发电机叶片系统在引流罩、挡板的辅助下，能够利用传统的叶片组，在水平流动空气下将风能转化为叶片的转动动能，进而驱动发电组件产生电能，大大提高风能的转化率。

2、发电机叶片系统能够利用引流罩作为引导空气和限位的组件，在水平流动空气下将风能转化为叶片的转动动能，由于引流罩在风力收集和动力转化过程中限定了一定的运行空间，故产生的噪音和震动较小，其使用寿命也更长。

3、风力发电机不仅能够收集风能转化为电能，并且能够在风力不佳的情况下，利用环境的热能实现能量的收集和转化，制造温差把传统的等风来变成等钱来。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的发电机叶片系统中挡板的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的发电机叶片系统中挡板、叶片和旋转轴的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的发电机叶片系统的完整的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的风力发电机的第一种结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的风力发电机的第二种结构示意图。

附图标记：

1-引流罩； 2-旋转轴； 3-叶片；

4-挡板； 5-入风口； 6-加热管路；

7-发电组件； 8-太阳能集热器； 9-地热管道。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型提供了一种发电机叶片3系统，其中：图1为本实用新型实施例提供的发电机叶片3系统中挡板4的结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的发电机叶片3系统中挡板4、叶片3和旋转轴2的结构示意图；图3为本实用新型实施例提供的发电机叶片3系统的完整的结构示意图。

如图1～3所示，本实施例提供的发电机叶片3系统，包括引流罩1、旋转轴2、多个叶片3和多个挡板4。其中，多个叶片3固接于旋转轴2并绕旋转轴2周向分布，而引流罩1扣合在多个叶片3的上方和侧边，且引流罩1的侧壁设置有入风口5。另外，多个挡板4绕旋转轴2周向设置，且位于叶片3的下方。

在现有技术中，风力发电机一般使用多个叶片3形成叶片3系统，在水平风力的驱动下实现叶片3的旋转。其结构设计存在不可避免的局限性：

1、多个叶片3安装在旋转轴2上，不管旋转轴2竖直还是水平设置，叶片3只能依靠水平流动的空气所蕴含的风能产生转矩，而叶片3本身所具有的挡风面非常有限，所以，传统风力发电机的叶片3系统能量使用率并不高。

2、长条的叶片3直接固定在转轴上，在风力的作用下，容易发生震动和噪音，对环境造成较大的消极影响，在长时间的运行中也缩短了自身的使用寿命。

而本实用新型的发电机叶片3系统，能够较好地解决上述问题。首先，发电机叶片3系统在引流罩1、挡板4的辅助下，能够利用传统的叶片3组，在水平流动空气下将风能转化为叶片3的转动动能，进而驱动发电组件7产生电能，大大提高风能的转化率。其次，发电机叶片3系统能够利用引流罩1作为引导空气和限位的组件，在水平流动空气下将风能转化为叶片3的转动动能，由于引流罩1在风力收集和动力转化过程中限定了一定的运行空间，故产生的噪音和震动较小，其使用寿命也更长。

如图2所示，进一步地，叶片3的数量设置为3～6片。本实施例中，由于在额定风速下，发电功率与风轮扫掠面积成正比，即多个叶片3的风轮与一个叶片3的风轮都可以产生同样的功率。所以，叶片3数量设置为3～6片，既降低了材料成本，还利于几个叶片3的平衡安装。优选地，可以选择采用4个叶片3。

继续参考图2，进一步地，叶片3设置为弯板，其弯曲方向与旋转轴2垂直。在本实施例中，弯曲的叶片3具有很好的流线性，在能量转化效率上更具优势，阻力小，能量损失更少。

进一步地，叶片3的自由端绕自身的水平中线倾斜10度～20度，使从下往上流动的空气能够驱使叶片3旋转。在本实施例中，叶片3的自由端，即外侧的末端绕自身的水平中线倾斜10度～20度，扩大了叶片3对风能的吸收使用率。当流动的风在下侧挡板4的收拢作用下向上流动时，可推动叶片3旋转。其中，叶片3的偏转角度优选设置为15度。

如图1～3所示，进一步地，挡板4的数量设置为3～6个。在本实施例中，挡板4数量过少则对空气的收拢和压缩作用小，而挡板4数量过多则会减少进风量，另外材料成本也将更高。优选地，挡板4的数量设置为四个。

参考图1～3，进一步地，挡板4为弯板，其弯曲方向与旋转轴2垂直，且挡板4上端的水平长度小于其下端的水平长度。在本实施例中，弯曲的挡板4将水平流动的风收拢进多个挡板4中间开放的腔室，导致挡板4中间腔室的空气密度增大，所以空气自然向上流动，继续推动叶片3做功。而挡板4上端的水平长度小于其下端的水平长度，利于通过挡板4将整个叶片3系统固定安装在地面或者安装平台上。

进一步地，入风口5的数量优选为5个，均匀分布在引流罩1的侧壁。在本实施例中，5个均匀分布的入风口5可对应于各个方向的来风，保证各个方向的风都能持续向旋转轴2提供转矩。

本实用新型还提供一种风力发电机，其中：图4为本实用新型实施例提供的风力发电机的第一种结构示意图；图5为本实用新型实施例提供的风力发电机的第二种结构示意图。如图4、5所示，风力发电机包括加热管路6、发电组件7以及上述的发电机叶片3系统。具体地，发电组件7与旋转轴2连接，位于叶片3的下方。而加热管路6位于引流罩1的下方。

如图4所示，进一步地，加热管路6与太阳能集热器8连通。在本实施例中，由于加热管路6位于引流罩1的下方，当环境的风力不足时，风力发电机还可以通过太阳能集热器8产生热量，热量促使空气产生向上的升力，进而推动叶片3旋转。

如图5所示，进一步地，加热管路6与地热管道9连通。在本实施例中，由于加热管路6位于引流罩1的下方，当环境的风力不足时，风力发电机还可以利用地热产生的热量，热量促使空气产生向上的升力，进而推动叶片3旋转。

综上所述，传统的风力发电机在风力不足的时候，设备闲置的情况比较严重，受气候条件影响很大，使用起来非常被动。而本实用新型的风力发电机不仅能够收集风能转化为电能，并且能够在风力不佳的情况下，能够利用环境的热能实现能量的收集和转化，制造温差把传统的等风来变成等钱来。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种发电机叶片系统，其特征在于，包括引流罩、旋转轴、多个叶片和多个挡板；

多个所述叶片固接于所述旋转轴并绕所述旋转轴周向分布；

所述引流罩扣合在多个所述叶片的上方和侧边，且所述引流罩的侧壁设置有入风口；

多个所述挡板绕所述旋转轴周向设置，且位于所述叶片的下方。

2.根据权利要求1所述的发电机叶片系统，其特征在于，所述叶片数量为3～6片。

3.根据权利要求1所述的发电机叶片系统，其特征在于，所述叶片为弯板，其弯曲方向与所述旋转轴垂直。

4.根据权利要求1所述的发电机叶片系统，其特征在于，所述叶片的自由端绕自身的水平中线倾斜10度～20度，使从下往上流动的空气能够驱使叶片旋转。

5.根据权利要求1所述的发电机叶片系统，其特征在于，所述挡板的数量为3～6个。

6.根据权利要求1所述的发电机叶片系统，其特征在于，所述挡板为弯板，其弯曲方向与所述旋转轴垂直；且所述挡板上端的水平长度小于其下端的水平长度。

7.根据权利要求1～6任一项所述的发电机叶片系统，其特征在于，所述入风口的数量为5个，均匀分布在所述引流罩的侧壁。

8.一种风力发电机，其特征在于，包括加热管路、发电组件以及如权利要求1～7任一项所述的发电机叶片系统；所述发电组件与所述旋转轴连接，位于所述叶片的下方；所述加热管路位于所述引流罩下方。

9.根据权利要求8所述的风力发电机，其特征在于，所述加热管路与太阳能集热器连通。

10.根据权利要求8所述的风力发电机，其特征在于，所述加热管路与地热管道连通。