CN211900874U - 一种风力发装置及一种组合式风力发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种风力发电装置及一种组合式风力发电装置，包括基架，发电机和风力驱动部件，所述基架由立柱和支架组成，用于连接并支撑所述发电机以及所述风力驱动部件，所述立柱固定于所述支架上，所述风力驱动部件包括风叶和风叶机架，所述风叶机架包括盖板和底板，所述发电机的转子与所述盖板固定连接，所述风叶为平面板条状，且具有风叶上端和风叶下端，所述风叶分别由所述风叶上端和所述风叶下端与所述盖板和所述底板连接并固定地安装于所述盖板和所述底板之间。该风力发电装置结构简单稳固，运行平稳、没有噪音，无需寻找风向，启动快、抗风能力强，绿色环保节能，对工作环境适应性强，可大大降低运输安装成本，便于大规模生产，具有广阔的市场推广前景。

Description

一种风力发装置及一种组合式风力发电装置

技术领域

本实用新型属于风力发电技术领域，具体地涉及无需寻找风向，高效节能的风力发电装置。

背景技术

风力具有取之不尽，用之不竭的潜能，是当今世界各国大力开发和利用的可再生清洁能源之一。现有大型风力发电装备结构复杂，体积大，设计、生产和安装工期长，投入大，风场机群对选址、规模、运输、储能、维修等均提出了很高的要求。随着对利用风力资源的不断重视，应用范围广、体积小，结构简单、工期短，投入小、灵活适用的中小型风力发电设备越来越受到重视。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种不受风向变化影响、高效、垂直轴风力发电装置。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种风力发电装置，包括基架，发电机和风力驱动部件，所述基架由立柱和支架组成，用于连接并支撑所述发电机以及所述风力驱动部件，所述立柱固定于所述支架上，所述风力驱动部件包括风叶和风叶机架，所述风叶机架包括盖板和底板，所述发电机的转子与所述盖板固定连接，所述底板底部中央具有与所述立柱固定连接、且支撑所述风叶机架的支撑件，所述立柱垂直向上穿过所述支撑件和所述底板延伸至所述风叶机架内与所述发电机固定连接，所述风叶为平面板条状，且具有风叶上端和风叶下端，所述风叶分别由所述风叶上端和所述风叶下端与所述盖板和所述底板连接并固定地安装于所述盖板和所述底板之间。

所述盖板和所述底板由多块薄板拼接而成。

所述盖板和所述底板为正方形，且所述盖板与所述底板的间距等于所述正方形的边长，由此形成正方体风叶机架。

所述盖板和所述底板为圆形，且相互平行、同心地构成圆柱体风叶机架。

所述风叶为长方形平面板条，共四只所述风叶分别位于所述正方体风叶机架各角，各所述风叶一侧端位于所述盖板与所述底板相对应两角的连线上，各所述风叶绕所述一侧端、并相对于各自所在的所述连线与所述正方体风叶机架纵向中心线所形成的纵向平面偏转方向一致地形成偏角θ。

至少四只所述风叶沿圆周均匀地分布于所述盖板和所述底板之间，各所述风叶一侧端位于所述盖板外缘与所述底板外缘相对应两点的连线上，且所述连线平行于所述圆柱体风叶机架轴向中心线，各所述风叶平面绕所述一侧端、并相对于各自所在的所述连线与所述圆柱体风叶机架轴向中心线所形成的纵向平面偏转方向一致地形成偏角ß。

一种组合式风力发电装置，包括支架，风力驱动部件和发电机，所述支架用于连接并支撑所述发电机以及所述风力驱动部件，所述风力驱动部件包括风叶和风叶机架，其特征在于：所述风叶机架包括盖板和底板，至少有两台及两台以上所述风力驱动部件由一根轴从各所述盖板及所述底板中心穿过、同心地堆叠并固定连接构成风力驱动组，所述风力驱动组通过传动部件与所述发电机的转子连接，并通过支撑件固定于所述支架上，风叶为平面板条状，且具有风叶上端和风叶下端，所述风叶分别由所述风叶上端和所述风叶下端与所述盖板和所述底板连接并固定地安装于所述盖板和所述底板之间。

所述盖板和所述底板由多块薄板拼接而成。

所述盖板和所述底板为正方形，且所述盖板与所述底板的间距等于所述正方形的边长，由此形成正方体风叶机架。

所述盖板和所述底板为圆形，且相互平行、同心地构成圆柱体风叶机架。

所述风叶为长方形平面板条，共四只所述风叶分别位于所述正方体风叶机架各角，各所述风叶一侧端位于所述盖板与所述底板相对应两角的连线上，各所述风叶绕所述一侧端、并相对于各自所在的所述连线与所述正方体风叶机架纵向中心线所形成的纵向平面偏转方向一致地形成偏角θ。

至少四只所述风叶沿圆周均匀地分布于所述盖板和所述底板之间，各所述风叶一侧端位于所述盖板外缘与所述底板外缘相对应两点的连线上，且所述连线平行于所述圆柱体风叶机架轴向中心线，各所述风叶平面绕所述一侧端、并相对于各自所在的所述连线与所述圆柱体风叶机架轴向中心线所形成的纵向平面偏转方向一致地形成偏角ß。

本实用新型所产生的有益效果是：本实用新型所提供的风力发电装置，采用了固定在盖板和底板之间的平板式风叶，工作时，无需寻找风向，启动快、抗风能力强，能最大限度的提高发电效率；该风力发电装置结构简单稳固，运行平稳、没有噪音，造价低廉，生产、运输、安装和维修方便；该风力发电装置绿色环保节能，当根据需求，盖板或底板或风叶均可分别选择整体的或由多个拼接成型的，结构可大可小，灵活适用，对工作环境适应性强，可大大降低运输安装成本，在无电网的农村边远地区、城市周边、野外、楼顶、汽车顶、船上均可安装使用进行发电，具有广阔的市场推广前景。

附图说明

图1为本实用新型提供的风力发电装置实施例主视图

图2为图1的A-A视图

图3为圆柱体机架风叶分布方式示意图

图4本实用新型提供的组合式风力发电装置实施例示意图

图5具有抗风外架的风力发电装置实施例示意图

图6为图5的B向示意图

图中标号表示：1、盖板 2、底板 3、风叶 4、发电机 5、支撑件 6、支架 7、立柱 8、转子 9、固定件 10、法兰 11、轴套 12、轴 13、传动部件 14、抗风外架

3a、风叶上端 3b、风叶下端 3c、侧端 14a、支柱 14b、拉筋

具体实施方式

为了进一步理解本实用新型的技术方案，以下结合实施例进行详细描述。

在图1所示的实施例中公开了一种风力发电装置，包括基架，发电机4和风力驱动部件。其中，基架由立柱7和支架6组成，用于连接并支撑发电机4以及风力驱动部件，立柱7固定于支架6上；风力驱动部件由风叶3和风叶机架组成，风叶机架是框架结构，包括盖板1和底板2，主要作用在于安装并固定风叶3；转子8与盖板1通过固定件9、法兰10及轴套11连接在一起，由此风力驱动部件将动力传递给转子8带动转子8旋转进行发电；底板2底部中央具有与立柱7固定连接、且支撑风叶机架的支撑件5，立柱7固定于支架6，并垂直向上穿过支撑件5和底板2延伸至风叶机架内，通过法兰10、轴套11固定连接立柱7与发电机4；风叶3为平面板条状，且具有风叶上端3a和风叶下端3b，风叶3分别由风叶上端3a和风叶下端3b与盖板1和底板2连接并固定地安装于盖板1和底板2之间。

作为风力驱动部件的组成部分，为了减轻转动阻力，风叶3以及盖板1和底板2最好为轻薄的平面板状，可以是金属的或非金属的，同时要保证有足够的结构刚度，因此，不仅可以采用整体结构形式，对于较大型的风力驱动部件，往往还可将盖板1和底板2由多块薄板拼接而成，同理，风叶3也可由多块薄板拼接而成。

作为整个风电发电装置的支撑，由立柱7和支架6构成的基架担负着发电机4和风力驱动部件在运行时的稳定和安全发电功用，因此，立柱7与风力驱动部件的连接和固定必须同时满足既保证风力驱动部件的自由旋转运动，又要强力支撑风力驱动部件自重并维持在固定的工作位置，如图1的所示，在本实施例中，采用了法兰10、轴套11固定连接发电机4与立柱7，支撑件5固定连接立柱7以支撑风力驱动部件，同时又必须满足风力驱动部件的自由旋转，而具体的支撑和连接方式可采用常规的机械原理设计，这里不再详述。同样的，转子8与风力驱动部件中的盖板1的连接也如此，前提是只要满足实现将风力驱动部件的旋转扭矩传递给转子8实现发电工作即可，这里也不再详述。如，在本实施例中，参照图1，采用了固定件9、法兰10、轴套11固定连接转子8与盖板1。立柱7可根据整个发电装置的几何尺寸、发电机4的布置位置、输电等因素选择实心或空心结构。

发电机4的位置也不限于图1所示的实施例，可根据实际需要安置在其它位置，如，地面、支架6上等，发电机4也可采用水平转轴。

图2所示为上述实施例图1的A-A视图，在该实施例中，盖板1和底板2为正方形，并且盖板1与底板2之间的间距等于正方形的边长，由此形成正方体风叶机（框）架，风叶上端3a至风叶下端3b的距离也等于正方体边长，风叶3分别由风叶上端3a和风叶下端3b与盖板1和底板2连接并垂直地固定安装于盖板1和底板2之间。

参照图2，当风叶机（框）架为正方体时，风叶3为长方形平面板条，共有四只风叶3分别位于正方体风叶机（框）架各个角，各风叶3一侧端3c位于盖板1与底板2相对应两角的连线上，各风叶3绕此一侧端3c、并相对于各自所在的连线与正方体风叶机（框）架纵向中心线所形成的纵向平面偏转方向一致地形成偏角θ。各偏角θ的选择综合考虑因素为：风叶3的几何尺寸、相邻两只风叶3所形成的进风口以及出风口大小、由此产生的能效高低等。

当然，盖板1和底板2的形状并不限于正方形，可以采用圆形等最好具有对称轴中心的其它几何形状。如图3给出了盖板1和底板2为圆形的示意图，该实施例中要求盖板1和底板2之间相互平行、具有同一个轴向中心，以构成圆柱体风叶机（框）架。

在圆柱体风叶机（框）架的情形中，至少应当有四只风叶3沿圆周均匀地、垂直地分布于盖板1和底板2之间，各风叶3一侧端3c位于盖板1外缘与2底板外缘相对应两点的连线上，且该连线平行于圆柱体风叶机（框）架轴向中心线，各风叶3平面绕此一侧端3c、并相对于各自所在的连线与圆柱体风叶机（框）架轴向中心线所形成的纵向平面偏转方向一致地形成偏角ß。同样地，各偏角ß的选择综合考虑因素为：风叶3的数量、几何尺寸、形状、相邻两只风叶3所形成的进风口以及出风口大小、由此产生的能效高低等。

尽管如此，风叶机（框）架的结构设计应当综合考虑风力发电装置运行过程的平稳性、发电效能、风叶3的排列布置方式以及其它机械性能等要求。

需要声明的是，上述提到的风叶3为平面板条状一般可以理解为长方形平面板条，也不排除选用其它形状的，如正方形等，主要取决于风叶机（框）架的几何尺寸、特别要考虑盖板1与底板2之间的间距大小和相邻两只风叶3所形成的进风口以及出风口大小、由此产生的能效高低等因素来确定，而且风叶3也可根据需要决定是否与盖板1及底板2垂直安装。

为了更加高效利用风能发电，本实用还提供了一种组合式风力发电装置，参照图4，该发电装置包括支架6，风力驱动部件和发电机4，该支架6用于连接并支撑发电机4以及风力驱动部件，风力驱动部件由风叶3和风叶机架组成，该组合式风力发电装置的风叶机架包括盖板1和底板2，具有至少有两台及两台以上风力驱动部件由一根轴12从各盖板1及底板2中心穿过、同心地堆叠并固定连接构成风力驱动组，风力驱动组通过传动部件13与发电机4的转子8连接，并通过支撑件5固定于支架6上，风叶3为平面板条状，且具有风叶上端3a和风叶下端3b，风叶3分别由风叶上端3a和风叶下端3b与盖板1和底板2连接并固定地安装于盖板1和底板2之间。

同样地，作为风力驱动部件的组成部分，为了减轻转动阻力，风叶3以及盖板1和底板2最好为轻薄的平面板状，可以是金属的或非金属的，同时要保证有足够的结构刚度，因此，不仅可以采用整体结构形式，对于较大型的风力驱动部件，往往还可将盖板1和底板2由多块薄板拼接而成，同理，风叶3也可由多块薄板拼接而成。

作为组合式风电发电装置的支撑，支架6担负着发电机4和风力驱动部件在运行时的稳定和安全发电功用，在如图4所示的实施例中，发电机4固定支撑在支架6内，以齿轮作为传动部件13连接轴12与转子8，将风力驱动组的动能传递给发电机4进行发电。而固定件9、法兰10连接轴12、盖板1和底板2，支撑件5支撑并连接风力驱动组和支架6，同时实现风力驱动组的自由旋转，而具体的支撑和连接方式可采用常规的机械原理设计，这里不再详述。

发电机4的位置和数量也不限于该实施例，可根据实际需要安置在其它位置，如，地面、支架6上等，发电机4也可采用垂直转轴。

对于本实用新型提供的组合式风力发电装置，可分别参照图1、图2、图3，在上述各图中显示了每个风力驱动部件的组成部分风叶3及风力机架的具体结构等要素。

如图2所示，当盖板1和底板2为正方形，并且盖板1与底板2之间的间距等于正方形的边长时，由此形成正方体风叶机（框）架，风叶上端3a至风叶下端3b的距离也等于正方体边长，风叶3分别由风叶上端3a和风叶下端3b与盖板1和底板2连接并固定地安装于盖板1和底板2之间。当风叶机（框）架为正方体时，风叶3为长方形平面板条，共有四只风叶3分别位于正方体风叶机（框）架各个角，各风叶3一侧端3c位于盖板1与底板2 相对应两角的连线上，各风叶3绕此一侧端3c、并相对于各自所在的连线与正方体风叶机（框）架纵向中心线所形成的纵向平面偏转方向一致地形成偏角θ，各偏角θ的选择综合考虑因素为：风叶3的几何尺寸、相邻两只风叶3所形成的进风口以及出风口大小、由此产生的能效高低等。

盖板1和底板2的形状并不限于正方形，可以采用圆形等最好具有对称轴中心的其它几何形状，如图3给出了盖板1和底板2为圆形的示意图，该实施例中要求盖板1和底板2之间相互平行、具有同一个轴向中心，以构成圆柱体风叶机（框）架。

在圆柱体风叶机（框）架的情形中，至少应当有四只风叶3沿圆周均匀地分布于盖板1和底板2之间，各风叶3一侧端3c位于盖板1外缘与2底板外缘相对应两点的连线上，且连线平行于圆柱体风叶机（框）架轴向中心线，各风叶3平面绕此一侧端3c、并相对于各自所在的连线与圆柱体风叶机（框）架轴向中心线所形成的纵向平面偏转方向一致地形成偏角ß。各偏角ß的选择综合考虑因素为：风叶3的数量、几何尺寸、相邻两只风叶3所形成的进风口以及出风口大小、由此产生的能效高低等。

尽管如此，风叶机（框）架的结构设计应当综合考虑风力发电装置运行过程的平稳性、发电效能、风叶3的排列布置方式以及其它机械性能等要求。

需要声明的是，上述提到的风叶3为平面板条状一般可以理解为长方形平面板条，也不排除选用其它形状的，如正方形等，主要取决于风叶机（框）架的几何尺寸、特别要考虑盖板1与底板2之间的间距大小和相邻两只风叶3所形成的进风口以及出风口大小、由此产生的能效高低等因素来确定，而且风叶3也可根据需要决定是否与盖板1及底板2垂直安装。

在风力较大的地区，为了增加风力发电装置的整体稳固性，增强抗风能力，该实用新型还提供了一种抗风外架14，如图5、图6所示，抗风外架14由高于风力发电装置的支柱14a和拉筋14b组成，四根及四根以上的该支柱14a根部与风力发电装置的基架或支架固定，垂直向上延伸到盖板1顶部，由拉筋14b分别连接支柱14a顶部并与支柱14a固定，以达到稳固该风力发电装置的目的。

Claims (12)

1.一种风力发电装置，包括基架，发电机和风力驱动部件，所述基架由立柱和支架组成，用于连接并支撑所述发电机以及所述风力驱动部件，所述立柱固定于所述支架上，所述风力驱动部件包括风叶和风叶机架，其特征在于：所述风叶机架包括盖板和底板，所述发电机的转子与所述盖板固定连接，所述底板底部中央具有与所述立柱固定连接、且支撑所述风叶机架的支撑件，所述立柱垂直向上穿过所述支撑件和所述底板延伸至所述风叶机架内与所述发电机固定连接，所述风叶为平面板条状，且具有风叶上端和风叶下端，所述风叶分别由所述风叶上端和所述风叶下端与所述盖板和所述底板连接并固定地安装于所述盖板和所述底板之间。

2.如权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于：所述盖板和所述底板由多块薄板拼接而成。

3.如权利要求1或2所述的风力发电装置，其特征在于：所述盖板和所述底板为正方形，且所述盖板与所述底板的间距等于所述正方形的边长，由此形成正方体风叶机架。

4.如权利要求1或2所述的风力发电装置，其特征在于：所述盖板和所述底板为圆形，且相互平行、同心地构成圆柱体风叶机架。

5.如权利要求3所述的风力发电装置，其特征在于：所述风叶为长方形平面板条，共四只所述风叶分别位于所述正方体风叶机架各角，各所述风叶一侧端位于所述盖板与所述底板相对应两角的连线上，各所述风叶绕所述一侧端、并相对于各自所在的所述连线与所述正方体风叶机架纵向中心线所形成的纵向平面偏转方向一致地形成偏角θ。

6.如权利要求4所述的风力发电装置，其特征在于：至少四只所述风叶沿圆周均匀地分布于所述盖板和所述底板之间，各所述风叶一侧端位于所述盖板外缘与所述底板外缘相对应两点的连线上，且所述连线平行于所述圆柱体风叶机架轴向中心线，各所述风叶平面绕所述一侧端、并相对于各自所在的所述连线与所述圆柱体风叶机架轴向中心线所形成的纵向平面偏转方向一致地形成偏角ß。

7.一种组合式风力发电装置，包括支架，风力驱动部件和发电机，所述支架用于连接并支撑所述发电机以及所述风力驱动部件，所述风力驱动部件包括风叶和风叶机架，其特征在于：所述风叶机架包括盖板和底板，至少有两台及两台以上所述风力驱动部件由一根轴从各所述盖板及所述底板中心穿过、同心地堆叠并固定连接构成风力驱动组，所述风力驱动组通过传动部件与所述发电机的转子连接，并通过支撑件固定于所述支架上，风叶为平面板条状，且具有风叶上端和风叶下端，所述风叶分别由所述风叶上端和所述风叶下端与所述盖板和所述底板连接并固定地安装于所述盖板和所述底板之间。

8.如权利要求7所述的组合式风力发电装置，其特征在于：所述盖板和所述底板由多块薄板拼接而成。

9.如权利要求7或8所述的组合式风力发电装置，其特征在于：所述盖板和所述底板为正方形，且所述盖板与所述底板的间距等于所述正方形的边长，由此形成正方体风叶机架。

10.如权利要求7或8所述的组合式风力发电装置，其特征在于：所述盖板和所述底板为圆形，且相互平行、同心地构成圆柱体风叶机架。

11.如权利要求9所述的组合式风力发电装置，其特征在于：所述风叶为长方形平面板条，共四只所述风叶分别位于所述正方体风叶机架各角，各所述风叶一侧端位于所述盖板与所述底板相对应两角的连线上，各所述风叶绕所述一侧端、并相对于各自所在的所述连线与所述正方体风叶机架纵向中心线所形成的纵向平面偏转方向一致地形成偏角θ。

12.如权利要求10所述的组合式风力发电装置，其特征在于：至少四只所述风叶沿圆周均匀地分布于所述盖板和所述底板之间，各所述风叶一侧端位于所述盖板外缘与所述底板外缘相对应两点的连线上，且所述连线平行于所述圆柱体风叶机架轴向中心线，各所述风叶平面绕所述一侧端、并相对于各自所在的所述连线与所述圆柱体风叶机架轴向中心线所形成的纵向平面偏转方向一致地形成偏角ß。

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