CN217976451U - 一种风力发电机的风轮结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及风电设备技术领域，尤其涉及一种风力发电机的风轮结构，包括固定座、回转体以及叶片，所述回转体、叶片均竖直设置，叶片均匀分布于以回转体轴心为圆心的圆周上，在回转体上安装有沿径向向外延伸的支撑骨架，所述叶片的背面通过竖轴转动装配于支撑骨架的端部；以竖轴所在直线为分界线将叶片分为迎风面积较大的大叶部和迎风面积较小的小叶部，该风力发电机的风轮结构不受自然界风向的影响，不管风向如何变化，风叶的转向均不会变化；并且可以大大降低逆风叶片的迎风面积，从而有效提高整个风轮的转动速度；并且可散件运输、便于安装和检修。

Description

一种风力发电机的风轮结构

技术领域

本实用新型涉及风电设备技术领域，尤其涉及一种风力发电机的风轮结构。

背景技术

风力发电机是将风能转换为机械功，机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备。其工作原理是，风轮在风力的作用下旋转，把风能转变为风轮轴的机械能，之后带动发电机转动发电。为了能够达到较大的发电功率，风机叶片的长度基本为几十米，大功率风机的叶片长度甚至超过100米。制造难度大成本高，运输困难，安装不易。另外，现有风轮受自然界风向影响较大，当风向发生变化时会影响风叶的转动速度，导致风叶转动效率较低，为达到最大发电的效率，需要转动风机头以便使风轮正对风向，因此需要增加风机头转动结构，使得风机的结构复杂，增加了其制造成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种风力发电机的风轮结构，以解决现有技术中要根据自然界风向变化而改变风轮方向、增加了操作难度，并且风叶转动效率低的问题，该风力发电机的风轮结构不受自然界风向的影响，不管风向如何变化，风轮的转向均不会变化；并且可以大大降低逆风叶片的迎风面积，从而有效提高整个风轮的转动速度；并且可散件运输、便于安装和检修。

为了解决上述问题，本实用新型所涉及的一种风力发电机的风轮结构采用以下技术方案：

一种风力发电机的风轮结构，包括固定座、回转体以及叶片，所述回转体、叶片均竖直设置，叶片均匀分布于以回转体轴心为圆心的圆周上，在回转体上安装有沿径向向外延伸的支撑骨架，所述叶片的背面通过竖轴转动装配于支撑骨架的端部；以竖轴所在直线为分界线将叶片分为迎风面积较大的大叶部和迎风面积较小的小叶部。

进一步的，所述叶片为矩形叶片，在水平方向上，大叶部与小叶部的宽度比为3:2或4:3。

进一步的，所述支撑骨架的外端部具有两个上下设置的承重座，所述叶片的背部具有与承重座相匹配的竖轴，叶片通过竖轴转动安装于承重座处。

进一步的，所述承重座内具有管内轴承，所述竖轴向下插入管内轴承的内圈中。

进一步的，所述回转体的上下两端面分别焊接有端法兰，所述支撑骨架的端部与端法兰采用可拆卸式连接。

进一步的，在端法兰与支撑骨架之间还连接有加固架，所述加固架与支撑骨架之间呈20-50°夹角。

进一步的，所述叶片包括至少两片相互可拆卸式连接的子叶片。

进一步的，在大叶部的端部靠近支撑骨架的位置安装有橡胶防撞块。

本实用新型的有益效果如下：

1、本实用新型的一种风力发电机的风轮结构，叶片与支撑骨架之间采用铰接方式，即叶片在绕回转体公转的同时，还能够根据风向而发生自转，也就是叶片在逆风侧可根据风向灵活摆动来调整自身使其与风向平行，从而维持叶片公转的方向始终不受自然界风向的影响。不管风从哪个方向吹来，均可以维持风叶原来的公转方向不变。

2、由于迎风面较大的大叶部受力大于迎风面较小的小叶部，在自然界风力作用下，受风侧的叶片被迫使其大叶部抵住支撑骨架，临界处的叶片在风力作用下翻转后与风向平行，逆风侧的叶片被破保持与风向平行使其阻碍力降低到最小，从而有效提高整个风轮的转动速度。

3、叶片可散件运输、便于安装和检修，便于生产，降低成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍：

图1为本实用新型的俯视图；

图2为图1中A-A的剖面图；

附图标记说明：1-固定座，2-回转体，3-叶片，301-大叶部，302-小叶部，4-支撑骨架，5-竖轴，6-承重座，7-端法兰，8-加固架，9-橡胶防撞块。

具体实施方式

为了使本实用新型的技术目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案作出进一步的说明。

本实用新型所涉及的一种风力发电机的风轮结构的具体实施例，如图1-2所示，包括固定座1、回转体2以及叶片3，回转体2通过轴承安装于固定座1上，回转体2的下端可通过传动结构（例如齿轮组）与发电设备传动连接将风能转化为机械能进而转化为电能。其中，回转体2、叶片3均竖直设置，叶片3均匀分布于以回转体2轴心为圆心的圆周上，在回转体2上安装有沿径向向外延伸的支撑骨架4，叶片3的背面通过竖轴5转动装配于支撑骨架4的端部。以竖轴5所在直线b为分界线可将叶片分为迎风面积较大的大叶部301和迎风面积较小的小叶部302。

如图2所示，叶片3为矩形叶片，在水平方向上，大叶部301与小叶部302的宽度比为3:2或4:3。由于大叶部301迎风面积较大，在自然风吹来时，大叶部301的受力将大于小叶部302，因此如图1所示，在受风侧，大叶部301被风力推至与支撑骨架相抵的位置，而在逆风侧，大叶部301则被风力推至与风向平行的位置，进而保证叶片3在风力作用下能够持续转动。

在受风侧，大叶部301被风力推至与支撑骨架相抵的位置，在大叶部的端部靠近支撑骨架的位置安装橡胶防撞块9，橡胶防撞块9能够起到缓冲作用，保护大叶部301、支撑骨架4免受损伤。

在支撑骨架4的外端部具有至少两个一上一下设置的承重座6，本实施例中，承重座6为合页孔座，叶片3的背部具有与承重座6相匹配的竖轴5，叶片3通过竖轴5转动安装于承重座6处，在风力带动下，竖轴5可在承重座6内转动。

为了保证叶片3摆动的灵活度，承重座6内具有管内轴承，竖轴5向下插入管内轴承的内圈中。

在回转体2的上下两端面分别焊接有端法兰7，支撑骨架4的端部与端法兰7通过螺栓可拆卸式连接。在端法兰7与支撑骨架4之间还连接有加固架8，加固架8与支撑骨架4之间呈20-50°夹角，对支撑骨架4起到进一步加固的作用。

为了便于运输，叶片3可采用散件拼装结构，将叶片3设计为包括至少两片相互可拆卸式连接的子叶片，降低生产运输成本。

工作原理：

如图1所示，以风从南侧吹来为例，推动风叶3逆时针转动，此时对于叶片来说，位于临界线a左侧的是逆风侧，位于临界线a右侧的是受风侧。在受风侧，由于大叶部的受力大于小叶部，大叶部301在风推动下自转至与支撑骨架4相抵的位置；当叶片3逆时针公转正好越过临界线a处时，大叶部301将被吹起与支撑骨架4分离；当叶片3继续逆时针公转至逆风侧时，大叶部301将被风推至与风向平行的位置，而将整个叶片3的阻碍力降低到最小，从而有效提高整个风轮的转动速度。

由于风轮自身是圆的，因此当自然界风向发生改变时，比如从左侧、右侧等吹来时，对应位置的叶片3也将发生与上述过程同样的自转和公转，而维持整个风轮保持逆时针转动。

最后所应说明的是：上述实施例仅用于说明而非限制本实用新型的技术方案，任何对本实用新型进行的等同替换及不脱离本实用新型精神和范围的修改或局部替换，其均应涵盖在本实用新型权利要求保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种风力发电机的风轮结构，包括固定座、回转体以及叶片，其特征在于：所述回转体、叶片均竖直设置，叶片均匀分布于以回转体轴心为圆心的圆周上，在回转体上安装有沿径向向外延伸的支撑骨架，所述叶片的背面通过竖轴转动装配于支撑骨架的端部；以竖轴所在直线为分界线将叶片分为迎风面积较大的大叶部和迎风面积较小的小叶部。

2.根据权利要求1所述的一种风力发电机的风轮结构，其特征在于：所述叶片为矩形叶片，在水平方向上，大叶部与小叶部的宽度比为3:2或4:3。

3.根据权利要求1所述的一种风力发电机的风轮结构，其特征在于：所述支撑骨架的外端部具有两个上下设置的承重座，所述叶片的背部具有与承重座相匹配的竖轴，叶片通过竖轴转动安装于承重座处。

4.根据权利要求3所述的一种风力发电机的风轮结构，其特征在于：所述承重座内具有管内轴承，所述竖轴向下插入管内轴承的内圈中。

5.根据权利要求1所述的一种风力发电机的风轮结构，其特征在于：所述回转体的上下两端面分别焊接有端法兰，所述支撑骨架的端部与端法兰可拆卸式连接。

6.根据权利要求5所述的一种风力发电机的风轮结构，其特征在于：在端法兰与支撑骨架之间还连接有加固架，所述加固架与支撑骨架之间呈20-50°夹角。

7.根据权利要求1所述的一种风力发电机的风轮结构，其特征在于：所述叶片包括至少两片相互采用可拆卸式连接的子叶片。

8.根据权利要求1所述的一种风力发电机的风轮结构，其特征在于：在大叶部的端部靠近支撑骨架的位置安装有橡胶防撞块。

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