CN217632762U - 一种双面扇叶同时做功的水平轴风力发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种双面扇叶同时做功的水平轴风力发电机。所述水平轴风力发电机，包括支架和发电本体；其中：所述发电本体与所述支架的顶部相连接；所述发电本体包括发电机组、叶轮、离心式扇叶；其中：所述发电机组安装于所述叶轮背风面的中心；所述离心式扇叶均匀周向固定安装于所述叶轮边缘。所述水平轴风力发电机，使气流在叶轮中心点形成一个最高压并沿中心点360°径向形成逐渐降低的放射状低压，叶轮边缘的气压力最低。由于叶轮是一个整体的圆平面，故所述水平轴风力发电机100％受风且无泄露，风能转换率高；并且双面扇叶还能够利用正面气流及背面回旋气流同时做功，进一步提高了风能转化率。

Description

一种双面扇叶同时做功的水平轴风力发电机

技术领域

本实用新型属于发电设备领域，具体涉及一种双面扇叶同时做功的水平轴风力发电机。

背景技术

在全球能源逐渐枯竭及全球能源转型这个大背景下，风力发电的风能转换率却没有跟上时代的步伐，主要是风力发电的传统结构无法保证全面受风，以及扇叶做工效率低，从而制约了风能转换率，很难进一步提高。

故基于此，提出本实用新型方案。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种双面扇叶同时做功的水平轴风力发电机。所述双面扇叶同时做功的水平轴风力发电机，使气流在叶轮中心点形成一个最高压并沿中心点360°径向形成逐渐降低的放射状低压，叶轮边缘的气压力最低。由于叶轮是一个整体的圆平面，故所述水平轴风力发电机100％受风且无泄露，风能转换率高；并且双面扇叶还能够利用正面气流及背面回旋气流同时做功，进一步提高了风能转化率。

本实用新型的方案是，提供一种双面扇叶同时做功的水平轴风力发电机，包括支架和发电本体；其中：

所述发电本体与所述支架的顶部相连接；

所述发电本体包括发电机组、叶轮、离心式扇叶；其中：

所述发电机组安装于所述叶轮背风面的中心；

所述离心式扇叶均匀周向固定安装于所述叶轮边缘；

所述离心式扇叶包括第一离心式扇叶和第二离心式扇叶；所述第一离心式扇叶安装于所述叶轮边缘的正风面，所述第二离心式扇叶安装于所述叶轮边缘的背风面。

为便于理解本实用新型，对所述双面扇叶同时做功的水平轴风力发电机的原理进行说明：

水平轴风力发电机的离心式扇叶固定在叶轮的边缘，构成轴流式扇叶结构。当气流正向经过水平轴风力发电机时，气流在叶轮中心点形成一个最高压并沿中心点360°径向形成逐渐降低的放射状低压，叶轮边缘的气压力最低。由于叶轮是一个整体的圆平面，故所述水平轴风力发电机100％受风且无泄露。

另外，气流从正风面中心点向四周径向分散到达第一离心式扇叶处，由于离心式扇叶的阻挡，使其在离心式扇叶的内表面直接作功，且扇叶内侧呈曲面的喇叭口型，对气流的受力面积更为显著，能更好的利用风能，这是气流第一次作功。作功后的气流一部分沿第一离心式扇叶内弧面直接流出，另一部分气流沿其外弧面流出，由于第一离心式扇叶的内弧面距离小于外弧面距离，根据伯努利定律，扇叶外弧面的压力小于内弧面的压力，这是气流的第二次作功。

正面气流对第一离心式扇叶两次作功后沿叶轮径向方向360°流出与经过叶轮边周围的轴向气流(边界气流)相互作用垂直向后流走，根据气流的卷吸效应，对气流来向区域的静态空气沿离心式扇叶后表面被卷走，被卷走的气流对第二离心式扇叶的作功方式，跟正面气流对第一离心式扇叶的作功方式一样，同样有两次作功。

即气流可以对第一离心式扇叶和第二离心式扇叶同时做功，风能转化率更高。

优选地，所述发电本体还包括对风翼；所述对风翼由对风板单元组成；所述对风翼的中心与所述叶轮中心处于同一水平轴，并能使所述离心式扇叶及所述叶轮正对风向。

优选地，所述对风板单元呈周向均匀分布。

优选地，所述对风翼呈“十”字型对称结构。

优选地，所述对风翼呈“米”字型对称结构。

优选地，所述离心式扇叶包括第一离心式扇叶和第二离心式扇叶；所述第一离心式扇叶安装于所述叶轮边缘的正风面，所述第二离心式扇叶安装于所述叶轮边缘的背风面。

优选地，所述水平轴风力发电机还包括底座；所述底座与所述支架的底部相连接。

优选地，所述底座还包括交叉滚子轴承；所述交叉滚子轴承与所述支架相连接，并能使所述支架及所述发电本体以所述底座为固定部进行周向旋转，以始终保持正对风向。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型所述双面扇叶同时做功的水平轴风力发电机，使气流在叶轮中心点形成一个最高压并沿中心点360°径向形成逐渐降低的放射状低压，叶轮边缘的气压力最低。由于叶轮是一个整体的圆平面，故所述水平轴风力发电机100％受风且无泄露，风能转换率高；并且双面扇叶还能够利用正面气流及背面回旋气流同时做功，进一步提高了风能转化率。

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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型所述双面扇叶同时做功的水平轴风力发电机的结构示意图。

图2是本实用新型所述双面扇叶同时做功的水平轴风力发电机的另一结构示意图。

图3是本实用新型所述双面扇叶同时做功的水平轴风力发电机的正视图。

图中附图标记为：

1-支架；2-发电本体；21-发电机组；22-叶轮；23-离心式扇叶；231-第一离心式扇叶；232-第二离心式扇叶；24-对风翼；241-对风板单元；3-底座；31-交叉滚子轴承。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶”、“底”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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”、“若干”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例1

本实用新型提供一种双面扇叶同时做功的水平轴风力发电机，参考图1、图2，包括支架1和发电本体2；其中：

所述发电本体2与所述支架1的顶部相连接；

所述发电本体2包括发电机组21、叶轮22、离心式扇叶23；其中：

所述发电机组21安装于所述叶轮22背风面的中心；

所述离心式扇叶23均匀周向固定安装于所述叶轮22边缘。

实施例2

作为可选的实施方式，参考图1、图2，所述发电本体2还包括对风翼24；所述对风翼24由对风板单元241组成；所述对风翼24的中心与所述叶轮22中心处于同一水平轴，并能使所述离心式扇叶23及所述叶轮22正对风向。

作为可选的实施方式，所述对风板单元241呈周向均匀分布。

作为可选的实施方式，所述对风翼24呈“十”字型对称结构。

作为可选的实施方式，所述对风翼24呈“米”字型对称结构。

传统水平轴风力发电机在工作时容易发生偏转，而设置所述对风翼24能够使得水平轴风力发电机在正面气流及被卷吸的气流共同作用下自动发生偏转，使离心式扇叶自动对准风向。而为了使效果更佳，还可将所述对风板单元241呈周向均匀分布，在工作时将正面气流及被卷吸的气流分成若干等份(如“十”字型对称结构的四等份，又如“米”字型对称结构的八等份)，使得离心式扇叶的整体结构在工作时所发生的抖动被抵消，不易发生偏转，再一次提高风能的利用率。

实施例3

作为可选的实施方式，参考图1、图2，所述水平轴风力发电机，还包括底座3；所述底座3与所述支架1的底部相连接。

作为可选的实施方式，所述底座3还包括交叉滚子轴承31；所述交叉滚子轴承31与所述支架1相连接，并能使所述支架1及所述发电本体2以所述底座3为固定部进行周向旋转，以始终保持正对风向。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种双面扇叶同时做功的水平轴风力发电机，其特征在于，包括支架(1)和发电本体(2)；其中：

所述发电本体(2)与所述支架(1)的顶部相连接；

所述发电本体(2)包括发电机组(21)、叶轮(22)、离心式扇叶(23)；其中：

所述发电机组(21)安装于所述叶轮(22)背风面的中心；

所述离心式扇叶(23)均匀周向固定安装于所述叶轮(22)边缘；

所述离心式扇叶(23)包括第一离心式扇叶(231)和第二离心式扇叶(232)；所述第一离心式扇叶(231)安装于所述叶轮(22)边缘的正风面，所述第二离心式扇叶(232)安装于所述叶轮(22)边缘的背风面。

2.根据权利要求1所述双面扇叶同时做功的水平轴风力发电机，其特征在于，所述发电本体(2)还包括对风翼(24)；所述对风翼(24)由对风板单元(241)组成；所述对风翼(24)的中心与所述叶轮(22)中心处于同一水平轴，并能使所述离心式扇叶(23)及所述叶轮(22)正对风向。

3.根据权利要求2所述双面扇叶同时做功的水平轴风力发电机，其特征在于，所述对风板单元(241)呈周向均匀分布。

4.根据权利要求3所述双面扇叶同时做功的水平轴风力发电机，其特征在于，所述对风翼(24)呈“十”字型对称结构。

5.根据权利要求3所述双面扇叶同时做功的水平轴风力发电机，其特征在于，所述对风翼(24)呈“米”字型对称结构。

6.根据权利要求2所述双面扇叶同时做功的水平轴风力发电机，其特征在于，还包括底座(3)；所述底座(3)与所述支架(1)的底部相连接。

7.根据权利要求6所述双面扇叶同时做功的水平轴风力发电机，其特征在于，所述底座(3)还包括交叉滚子轴承(31)；所述交叉滚子轴承(31)与所述支架(1)相连接，并能使所述支架(1)及所述发电本体(2)以所述底座(3)为固定部进行周向旋转，以始终保持正对风向。

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