CN211819796U - 一种风力发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风力发电装置，包括传动轴、发电系统、转轴、叶片、连接轴、叶轮、棘轮和棘爪；叶片的数量为多个，且均匀布置在转轴的外圆周面上；叶片表面沿其长度方向开设有至少一个安装孔，叶片内部沿安装孔的方向靠近其末端开设有工作腔；连接轴沿叶片的长度方向转动连接在叶片内部，连接轴穿过安装孔，且端头伸入工作腔；叶轮固定在连接轴上，且位于安装孔内；棘轮与连接轴位于工作腔内的端头固定连接；棘爪铰接于工作腔的顶部铰接，且与棘轮搭接。本实用新型提供的风力发电装置的受力结构能够接收来自各个方向的风力，减少风的反向阻力并能保证叶片始终沿同一方向旋转，风能利用率高，发电效率高。

Description

一种风力发电装置

技术领域

本实用新型涉及绿色新能源技术领域，更具体的说是涉及一种风力发电装置。

背景技术

我国风能资源丰富，可开发利用的风能储量约10亿kW，其中，陆地上风能储量约2.53亿kW，海上可开发和利用的风能储量约7.5亿kW，共计10亿kW，而2003年底全国电力装机约5.67亿kW。风是没有公害的能源之一，而且它取之不尽，用之不竭。对于缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带，因地制宜地利用风力发电，非常适合，大有可为。

风力发电装置是一种通过风力进行发电的设备，因其较为环保，得到广泛的应用，尤其使用在我国沿海地区和沙漠草原地区；现有的风力发电装置包括底架、外壳、发电机、传动轴、转轴和叶片，外壳安装在底架上，发电机和传动轴位于外壳的内部，转轴安装在外壳的前端，并且转轴与传动轴连接在一起，传动轴与发电机连接，叶片安装在转轴上。但是传统的风力发电装置，其转动发电效率低，且不能高效率的利用风力。

因此，如何提供一种能够有效利用风力，且发电效率高的风力发电装置，是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种风力发电装置，旨在解决上述技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种风力发电装置，包括传动轴、发电系统和转轴；所述传动轴竖直布置，且一端与所述发电系统连接，另一端与所述转轴连接；还包括：叶片、连接轴、叶轮、棘轮和棘爪；

所述叶片的数量为多个，且均匀布置在所述转轴的外圆周面上；所述叶片表面沿其长度方向开设有至少一个安装孔，所述叶片内部沿所述安装孔的方向靠近其末端开设有工作腔；

所述连接轴沿所述叶片的长度方向转动连接在所述叶片内部，所述连接轴穿过所述安装孔，且端头伸入所述工作腔；

所述叶轮固定在所述连接轴上，且位于所述安装孔内；

所述棘轮与所述连接轴位于所述工作腔内的端头固定连接；

所述棘爪铰接于所述工作腔的顶部铰接，且与所述棘轮搭接。

通过上述技术方案，本实用新型提供的风力发电装置的叶片能够接收来自各个方向的风力，省掉了风向转向系统，且风能接收能力强；同时，由于安装孔、叶轮和棘轮棘爪结构的配合，正向受风状态的叶轮不转动，对安装孔进行封堵，最大限度接收风能，反向受风状态叶轮转动，减少风的反向阻力并能保证叶片始终沿同一方向旋转，风能利用率高，发电效率高。

优选的，在上述一种风力发电装置中，所述叶轮的桨叶数量为4个，且呈十字交叉布置。叶轮在棘轮和棘爪的配合下，仅能沿一个方向转动，减小反向受风的阻力。

优选的，在上述一种风力发电装置中，所述棘轮的棘齿数量为4个，且所述棘齿与所述棘爪的卡死点与所述叶轮的4个桨叶的固定点对应。保证叶轮在正向受风时，桨叶能够形成与叶片同方向布置的平面，对安装孔实现封堵。

优选的，在上述一种风力发电装置中，所述叶片的尾端为弧形尖端结构。使叶片形成凹面结构，凹陷面对风能的接收能力更强。

优选的，在上述一种风力发电装置中，所述叶片的数量为4个。能够有效实现对风能的各个方向的收集。

优选的，在上述一种风力发电装置中，每个所述叶片上的所述安装孔的数量为2个。提高反向受风的透风能力，减小阻力。

优选的，在上述一种风力发电装置中，所述连接轴与所述叶片内部通过多个轴承连接。提高连接轴转动的稳定性。

优选的，在上述一种风力发电装置中，所述安装孔为矩形孔。便于开设且与叶轮进行配合。

优选的，在上述一种风力发电装置中，所述叶轮的桨叶均为矩形板。便于与安装孔配合。

优选的，在上述一种风力发电装置中，所述叶片的两个所述桨叶拼合后的面积在所述安装孔面积的95％至99％之间。能够在正向受风时，尽可能地提高对安装孔的封堵效果。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种风力发电装置，具有以下有益效果：

1、本实用新型提供的风力发电装置的叶片能够接收来自各个方向的风力，省掉了风向转向系统，且风能接收能力强；同时，由于安装孔、叶轮和棘轮棘爪结构的配合，正向受风状态的叶轮不转动，对安装孔进行封堵，最大限度接收风能，反向受风状态叶轮转动，减少风的反向阻力并能保证叶片始终沿同一方向旋转，风能利用率高，发电效率高。

2、本实用新型的叶片直接通过转轴与传动轴连接，与传统的螺旋桨风力发电结构相比，减少了传动环节，即减少了能量传递损耗，使风能利用率得到大幅提高，从而极大地提高了发电效率，同时由于减少传动环节，也减少了发电装置的故障率，降低了成本，从而提高了装置的使用寿命并降低了维护成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本实用新型提供的结构示意图；

图2附图为本实用新型提供图1中A-A的剖面图；

图3附图为本实用新型提供的叶片的纵向剖面图。

其中：

1-传动轴；

2-发电系统；

3-转轴；

4-叶片；

41-安装孔；

42-工作腔；

5-连接轴；

6-叶轮；

7-棘轮；

8-棘爪；

9-轴承。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，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，所描述的实施例仅仅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。

参见附图1至附图3，本实用新型实施例公开了一种风力发电装置，包括传动轴1、发电系统2和转轴3；传动轴1竖直布置，且一端与发电系统2连接，另一端与转轴3连接；还包括：叶片4、连接轴5、叶轮6、棘轮7和棘爪8；

叶片4的数量为多个，且均匀布置在转轴3的外圆周面上；叶片4表面沿其长度方向开设有至少一个安装孔41，叶片4内部沿安装孔41的方向靠近其末端开设有工作腔42；

连接轴5沿叶片4的长度方向转动连接在叶片4内部，连接轴5穿过安装孔41，且端头伸入工作腔42；

叶轮6固定在连接轴5上，且位于安装孔41内；

棘轮7与连接轴5位于工作腔42内的端头固定连接；

棘爪8铰接于工作腔42的顶部铰接，且与棘轮7搭接。

为了进一步优化上述技术方案，叶轮6的桨叶数量为4个，且呈十字交叉布置。

为了进一步优化上述技术方案，棘轮7的棘齿数量为4个，且棘齿与棘爪8的卡死点与叶轮6的4个桨叶的固定点对应。

为了进一步优化上述技术方案，叶片4的尾端为弧形尖端结构。

为了进一步优化上述技术方案，叶片4的数量为4个。

为了进一步优化上述技术方案，每个叶片4上的安装孔41的数量为2个。

为了进一步优化上述技术方案，连接轴5与叶片4内部通过多个轴承9连接。

为了进一步优化上述技术方案，安装孔41为矩形孔。

为了进一步优化上述技术方案，叶轮6的桨叶均为矩形板。

为了进一步优化上述技术方案，叶片4的两个桨叶拼合后的面积在安装孔41面积的95％至99％之间。

本实用新型的工作原理为：

当风吹向叶片4的凹陷面时，即正向受风，此时，由于棘轮7与棘爪8卡死，连接轴5不能转动，叶轮6的桨叶对安装孔41进行封堵，风力接收能力增大，推动叶片4转动，叶片4带动转轴3和传动轴1转动，发电系统2发电。

当反向受风时，叶轮6转动，反向风力从安装孔穿过，减少反向风阻力。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种风力发电装置，包括传动轴(1)、发电系统(2)和转轴(3)；所述传动轴(1)竖直布置，且一端与所述发电系统(2)连接，另一端与所述转轴(3)连接；其特征在于，还包括：叶片(4)、连接轴(5)、叶轮(6)、棘轮(7)和棘爪(8)；

所述叶片(4)的数量为多个，且均匀布置在所述转轴(3)的外圆周面上；所述叶片(4)表面沿其长度方向开设有至少一个安装孔(41)，所述叶片(4)内部沿所述安装孔(41)的方向靠近其末端开设有工作腔(42)；

所述连接轴(5)沿所述叶片(4)的长度方向转动连接在所述叶片(4)内部，所述连接轴(5)穿过所述安装孔(41)，且端头伸入所述工作腔(42)；

所述叶轮(6)固定在所述连接轴(5)上，且位于所述安装孔(41)内；

所述棘轮(7)与所述连接轴(5)位于所述工作腔(42)内的端头固定连接；

所述棘爪(8)铰接于所述工作腔(42)的顶部铰接，且与所述棘轮(7)搭接。

2.根据权利要求1所述的一种风力发电装置，其特征在于，所述叶轮(6)的桨叶数量为4个，且呈十字交叉布置。

3.根据权利要求2所述的一种风力发电装置，其特征在于，所述棘轮(7)的棘齿数量为4个，且所述棘齿与所述棘爪(8)的卡死点与所述叶轮(6)的4个桨叶的固定点对应。

4.根据权利要求1所述的一种风力发电装置，其特征在于，所述叶片(4)的尾端为弧形尖端结构。

5.根据权利要求1所述的一种风力发电装置，其特征在于，所述叶片(4)的数量为4个。

6.根据权利要求1所述的一种风力发电装置，其特征在于，每个所述叶片(4)上的所述安装孔(41)的数量为2个。

7.根据权利要求1所述的一种风力发电装置，其特征在于，所述连接轴(5)与所述叶片(4)内部通过多个轴承(9)连接。

8.根据权利要求1所述的一种风力发电装置，其特征在于，所述安装孔(41)为矩形孔。

9.根据权利要求8所述的一种风力发电装置，其特征在于，所述叶轮(6)的桨叶均为矩形板。

10.根据权利要求9所述的一种风力发电装置，其特征在于，所述叶片(4)的两个所述桨叶拼合后的面积在所述安装孔(41)面积的95％至99％之间。

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