CN213360306U - 一种风力发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及风电技术领域，一种风力发电装置，包括转轴装置、连接臂及叶片，所述叶片，包括上端盖、下端盖及上、下端盖之间铰接设置的主动片及被动片，所述上、下端盖借助分别连接臂固定，形成上下相对设置，所述主动片与所述被动片分别借助所述上端盖和所述下端盖之间的转杆铰接，所述上、下端盖还设置有限位结构，所述主动片与被动片借助转杆具有在限位结构之间摆动开合的自由度。叶片迎风时主动片和被动片呈打开状态，扩大接触面积，获得更大的势能，叶片逆风时呈闭合状态，减少接触面积，降低风对叶片的阻力，可以更高效的利用风能。

Description

一种风力发电装置

技术领域

本实用新型涉及风电技术领域，具体的涉及一种风力发电装置。

背景技术

风能是一种清洁无公害的可再生能源能源，利用风力发电非常环保，且风能蕴量巨大，因此日益受到世界各国的重视。

把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能，这就是风力发电。风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据风车技术，大约是每秒三米的微风速度(微风的程度)，便可以开始发电。风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电不需要使用燃料，也不会产生辐射或空气污染。

现有的风车叶片多为单体式的叶片，叶片方向固定设置，存在不能够根据风向的变化调整叶片方向以适应风向变化，降低了风力利用率的问题。

实用新型内容

本实用新型提出一种风力发电装置，解决了相关技术中的风车叶片多为单体式的叶片，叶片方向固定设置，存在不能够根据风向的变化调整叶片方向以适应风向变化，降低了风力利用率的问题。

本实用新型的技术方案如下：

一种风力发电装置，包括转轴装置、连接臂及叶片，

所述叶片呈环形阵列状围绕转轴装置设置，所述叶片借助连接臂与转轴装置固定，

所述叶片，包括上端盖、下端盖及上、下端盖之间铰接设置的主动片及被动片，

所述上、下端盖借助分别连接臂固定，形成上下相对设置，

所述主动片与所述被动片分别借助所述上端盖和所述下端盖之间的转杆铰接，

所述上、下端盖还设置有限位结构，所述主动片与被动片借助转杆具有在限位结构之间摆动开合的自由度。

所述主动片偏心铰接于所述转杆上，

所述转杆将所述主动片分成主动片大端和主动片小端，所述主动片大端与所述主动片小端的面积之比为3：2。

所述被动片铰接与所述转杆上，呈矩形结构，所述被动片面积大于所述主动片大端的面积。

所述主动片大端呈矩形，

所述主动片小端呈半月形。

所述被动片偏心铰接于所述转杆上，

所述转杆将所述被动片分成被动片大端和被动片小端，所述被动片大端与所述被动片小端的面积比为8:1，

所述被动片大端呈矩形，

所述被动片小端呈拱形结构，所述被动片小端的内拱与所述主动片小端的半月形结构套装配合。

所述连接臂包括上连接臂和下连接臂，

所述上连接臂设置于所述转轴装置顶部，并和所述上端盖固定，

所述下连接臂设置于所述转轴装置底部，并和所述下端盖固定。

所述上端盖和所述下端盖均呈半圆型结构，

所述限位结构为两根一组的限位柱，两根限位柱与所述转杆连线的夹角为90°，且一个限位柱与所述转杆的连线和所述连接臂轴线的夹角为45°，另一个限位柱与所述转杆的连线和所述连接臂轴线的夹角为135°。

所述被动小片的拱形结构顶端设置有配重块。

所述转轴装置包括：芯轴、轴套及轴承，

所述轴套套设于所述芯轴外侧，

所述芯轴和轴套之间借助轴承具有相对旋转的自由度。

还设置有传动装置，所述传动装置底部设置有底座，

所述传动装置包括主动齿轮、从动齿轮及传动杆，

所述主动齿轮固定于所述轴套底部，

所述从动齿轮与所述主动齿轮啮合传动，所述从动齿轮借助传动杆连接有发电机，

所述电机固定于所述底座侧壁。

还设置有保护壳，所述保护壳下端借助水泥座固定，保护壳延伸至传动装置外部，所述保护壳罩扣在传动装置之外。

本实用新型的工作原理及有益效果为：

本实用新型中提出了一种风力发电装置，叶片环形阵列设置，风吹动叶片通过连接的转轴装置带动主动齿轮旋转，主动齿轮带动从动齿轮，从动齿轮带动发电机工作。叶片设置有主动片和被动片均铰接与所述转杆，叶片迎风时主动片和被动片为打开状态，扩大接触面积，获得更大的势能，叶片逆风时呈闭合状态，减少接触面积，降低风对叶片的阻力。利用自然风的特性，自行调节叶片角度，提高风能利用率。解决了现有的风车叶片多为单体式的叶片，叶片方向固定设置，存在不能够根据风向的变化调整叶片方向以适应风向变化，降低了风力利用率的问题。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型结构示意图；

图2为实施例1的示意图；

图3为实施例2的示意图；

图4为叶片摆动示意图；

图中：1、被动片，2、上端盖，3、下端盖，4、转杆，5、主动片小端，6、主动片大端， 7、被动片小端，8、被动片大端，9、上连接臂，10、下连接臂，11、限位柱，12、底座，13、主动齿轮，14、从动齿轮，15、电机，16、芯轴，17、轴套，18、轴承，19、配重块，20、保护壳，21、水泥座,22、加强筋，23、加强杆，24加强臂。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本实用新型保护的范围。

实施例1

如图1～图2所示，本实施例提出了一种风力发电装置，包括转轴装置、连接臂及叶片，

所述叶片呈环形阵列状围绕转轴装置设置，所述叶片借助连接臂与转轴装置固定，

所述叶片，包括上端盖2、下端盖3及上、下端盖2、3之间铰接设置的主动片及被动片 1，

所述上、下端盖2、3借助分别连接臂固定，形成上下相对设置，

所述主动片与所述被动片1分别借助所述上端盖2和所述下端盖3之间的转杆4铰接，

所述上、下端盖2、3还设置有限位结构，所述主动片与被动片1借助转杆4具有在限位结构之间摆动开合的自由度。

本实施例提出了一种风力发电装置，叶片环形阵列设置，风吹动叶片通过连接的转轴装置带动主动齿轮13旋转，主动齿轮13带动从动齿轮14，从动齿轮14带动发电机15工作。叶片设置有主动片和被动片1均铰接与所述转杆4，叶片迎风时主动片和被动片1呈打开状态，扩大接触面积，获得更大的势能，叶片逆风时呈闭合状态，减少接触面积，降低风对叶片的阻力。这样设置可以更高效的利用风能。解决了现有的风车叶片多为单体式的叶片，叶片方向固定设置，存在不能够根据风向的变化调整叶片方向以适应风向变化，降低了风力利用率的问题。

进一步的，如图1～图2所示，

所述主动片偏心铰接于所述转杆4上，

所述转杆4将所述主动片分成主动片大端6和主动片小端5，所述主动片大端6与所述主动片小端5的面积之比为3：2。

所述被动片1铰接与所述转杆4上，呈矩形结构，所述被动片1面积大于所述主动片大端的面积。

偏心设计有利于所述叶片随风摆动，被动片1面积大于主动片大端6的面积，是为了便于两者分开，如果尺寸相同，两者紧密贴合，导致风无法将二者分开。

实施例2

如图1、图3所示，

所述主动片大端6呈矩形，

所述主动片小端5呈半月形。

将主动片小端5设计为半月形可以延长片体的轴向延伸，提升叶片的稳定性。

进一步的，如图1、图3所示，

所述被动片1偏心铰接于所述转杆4上，

所述转杆4将所述被动片1分成被动片大端8和被动片小端7，所述被动片大端8与所述被动片小端7的面积比为8:1，

所述被动片大端8呈矩形，

所述被动片小端7呈拱形结构，所述被动片小端7的内拱与所述主动片小端5的半月形结构套装配合。

拱形设计可以巧妙的避开半月形的主动片小端5，两者相对转动过程中不存在干涉，同时也尽可能的扩大了与风的接触面积。

进一步的，如图1所示，

所述连接臂1包括上连接臂9和下连接臂10，

所述上连接臂9设置于所述转轴装置顶部，并和所述上端盖2固定，

所述下连接臂10设置于所述转轴装置底部，并和所述下端盖3固定。

采用上连接臂9和下连接臂10固定的方式，同时上连接臂9和下连接臂10之间还设置有加强臂24，转轴装置上设置有加强杆23，加强杆23顶部和上连接臂9之间设置有加强筋22，这样设计可以提升风力发电装置的稳定性和牢固性。

进一步的，如图2所示，

所述上端盖2和所述下端盖3均呈半圆型结构，

所述限位结构为两根一组的限位柱11，两根限位柱11与所述转杆4连线的夹角为90°，且一个限位柱11与所述转杆4的连线和所述连接臂轴线的夹角为45°，另一个限位柱11与所述转杆4的连线和所述连接臂轴线的夹角为135°。

限位柱11的设置可以保证迎风状态是主动片和被动片1保持固定的受力方向，45°的夹角设计可使合力最大，避免出现主动片和被动片1任意摆动，无法迎风受力的状况。限位柱 11为安全销，风力过大时可自动收缩，防止主动片和被动片1由于风力过大而损坏的情况。

具体的，如图4中A1位置，此时被动片及主动片呈闭合状态抵在限位柱上，当逆时针转动到如B1的状态时，此时风吹入主动片与被动片之间，主动片的主动片小端同时提供一定的翻转力，主动片随即打开，在B1、C1、D1状态下，主被动片呈夹角状迎风，风力推动效果较好，当转动到如图4的D1与A2状态之间时，被动片迎风，使得被动片摆动并与主动片贴合，并抵在外侧限位柱，随后在A2、B2、C2、D2、A1状态下主被动片闭合始终以最小面积迎风，进而使得做功行程迎风面积大，回转行程迎风面小，减小了风阻，提高效率。

进一步的，如图3所示，

所述被动片小端7的拱形结构顶端设置有配重块19。

配重块19可提升被动片小端7的稳定性，平衡大小端之间的重量差，尽可能提升与风的接触面积，同时保证叶片摆动的稳定性。

进一步的，如图1所示，

所述转轴装置包括：芯轴16、轴套17及轴承18，

所述轴套17套设于所述芯轴16外侧，

所述芯轴16和轴套17之间借助轴承18具有相对旋转的自由度。

芯轴16起到支撑固定作用，轴承18可使轴套17可绕芯轴16旋转，三者配合提升稳定性，结构简单，安装方便。

进一步的，如图1所示，

还设置有传动装置，所述传动装置底部设置有底座12，

所述传动装置包括主动齿轮13、从动齿轮14及传动杆，

所述主动齿轮13固定于所述轴套17底部，

所述从动齿轮14与所述主动齿轮13啮合传动，所述从动齿轮借助传动杆连接有发电机，

所述电机15固定于所述底座12侧壁。

风吹动叶片通过连接的转轴装置带动主动齿轮13旋转，主动齿轮13带动从动齿轮14，从动齿轮14带动发电机15工作，可以适配两个以上低速发电机15，基于本硬件平台结合电子集成电路控制发电机载荷，可根据风力大小控制接入工作发电机15的数量。

进一步，如图1所示，

还设置有保护壳20，所述保护壳20下端借助水泥座21固定，保护壳20延伸至传动装置外部，所述保护壳20罩扣在传动装置之外。

设置保护壳20，可以保证所述传动装置不受雨雪等恶劣天气的影响，延长寿命，保证正常运转，同时也可以起到降低发电机15噪音传播效果的作用。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种风力发电装置，包括转轴装置、连接臂及叶片，

所述叶片呈环形阵列状围绕转轴装置设置，所述叶片借助连接臂与转轴装置固定，

其特征在于：

所述叶片，包括上端盖(2)、下端盖(3)及上、下端盖之间铰接设置的主动片及被动片(1)，

所述上、下端盖借助分别连接臂固定，形成上下相对设置，

所述主动片与所述被动片(1)分别借助所述上端盖(2)和所述下端盖(3)之间的转杆(4)铰接，

所述上、下端盖还设置有限位结构，所述主动片与被动片(1)借助转杆(4)具有在限位结构之间摆动开合的自由度。

2.根据权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于，所述主动片偏心铰接于所述转杆(4)上，

所述转杆(4)将所述主动片分成主动片大端(6)和主动片小端(5)，所述主动片大端(6)与所述主动片小端(5)的面积之比为3：2；

所述被动片(1)铰接与所述转杆(4)上，呈矩形结构，所述被动片(1)面积大于所述主动片大端(6)的面积。

3.根据权利要求2所述的风力发电装置，其特征在于，

所述主动片大端(6)呈矩形，

所述主动片小端(5)呈半月形。

4.根据权利要求3所述的风力发电装置，其特征在于，所述被动片(1)偏心铰接于所述转杆(4)上，

所述转杆(4)将所述被动片(1)分成被动片大端(8)和被动片小端(7)，所述被动片大端(8)与所述被动片小端(7)的面积比为8:1，

所述被动片大端(8)呈矩形，

所述被动片小端(7)呈拱形结构，所述被动片小端(7)的内拱与所述主动片小端(5)的半月形结构套装配合。

5.根据权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于，所述连接臂包括上连接臂(9)和下连接臂(10)，

所述上连接臂(9)设置于所述转轴装置顶部，并和所述上端盖(2)固定，

所述下连接臂(10)设置于所述转轴装置底部，并和所述下端盖(3)固定。

6.根据权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于，所述上端盖(2)和所述下端盖(3)均呈半圆型结构，

所述限位结构为两根一组的限位柱(11)，两根限位柱(11)与所述转杆(4)连线的夹角为90°，且一个限位柱(11)与所述转杆(4)的连线和所述连接臂轴线的夹角为45°，另一个限位柱(11)与所述转杆(4)的连线和所述连接臂轴线的夹角为135°。

7.根据权利要求4所述的风力发电装置，其特征在于，所述被动片小端(7)的拱形结构顶端设置有配重块(19)。

8.根据权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于，所述转轴装置包括：芯轴(16)、轴套(17)及轴承(18)，

所述轴套(17)套设于所述芯轴(16)外侧，

所述芯轴(16)和轴套(17)之间借助轴承(18)具有相对旋转的自由度。

9.根据权利要求8所述的风力发电装置，其特征在于，还设置有传动装置，所述传动装置底部设置有底座(12)，

所述传动装置包括主动齿轮(13)、从动齿轮(14)及传动杆，

所述主动齿轮(13)固定于所述轴套(17)底部，

所述从动齿轮(14)与所述主动齿轮(13)啮合传动，所述从动齿轮借助传动杆连接有发电机，

所述电机(15)固定于所述底座(12)侧壁。

10.根据权利要求9所述的风力发电装置，其特征在于，还设置有保护壳(20)，所述保护壳(20)下端借助水泥座(21)固定，保护壳(20)延伸至传动装置外部，所述保护壳(20)罩扣在传动装置之外。

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