CN2733028Y - 水力风力发电机叶轮 - Google Patents

Abstract

一种水力风力发电机叶轮，包括机座、转轴、若干叶轮横架和装于转轴上固定上、下叶轮横架的上、下固定盘，若干上、下叶轮横架的边缘分别连接到上、下加固环上，上、下加固环通过立轴连接成一体，弧形叶片装在立轴上并以立轴为圆心旋转，弧形叶片内距立轴一定的平行距离设一立杆，若干弹性拉杆两两对应地将在前弧形叶片的上下立杆端部和在后弧形叶片的上下立轴端部连接。本实用新型结构简单，设计巧妙，安装方便，特别适合流速较小的江河、海流和潮讯地区作发电或动力之用；同理，也适用于沙漠、戈壁、草原、高山和海岛的风力发电，并具有减缓风速，减慢沙漠化进程和便于绿化的作用。

Description

水力风力发电机叶轮

                        技术领域

本实用新型涉及一种利用自然流体动力的发电机，尤其涉及发电机的叶轮。

现有技术中的水力发电设备，都需要较大的水流落差，需建水库和大坝，、技术复杂、投资巨大。而对于只有一定流速的普通但却是大量的江河水流资源及风力资源，未能充分利用起来，可谓是一种资源浪费。虽也有人研究了利用普通江河水流和风力进行发电的发电机，但其叶轮的涉及不尽合理，结构复杂，效率太低，尤其是都没有解决好最大限度的利用来自不同方向的水力和风力的动力，并减少其阻力臂这边的阻力，使自然力得到更充分的利用。

                        发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的以上不足而提供一种能高效利用各方向风力或水力，阻力臂阻力小，起动流速低，结构简单，单机输出功率大的一种水力风力发电机叶轮。

本实用新型的目的通过以下方式实现：

一种水力风力发电机叶轮，包括机座、转轴、若干叶轮横架和装于转轴上固定上、下叶轮横架的上、下固定盘，所述若干上、下叶轮横架的边缘分别连接到上、下加固环上，上、下加固环通过立轴连接成一体，弧形叶片装在立轴上并以立轴为圆心旋转，弧形叶片内距立轴一定的平行距离设一立杆，若干弹性拉杆两两对应地将在前弧形叶片的上下立杆端部和在后弧形叶片的上下立轴端部连接。

本实用新型和现有技术相比有以下优点：

由于采用了弧形叶片和限制弧形叶片转动的弹性拉杆结构，叶轮的动力臂和阻力臂能在任何位置获得最大的动力和最小的阻力，且不受流体流向的限制，因而具有效率高，起动流速低的优点，尤其可贵的是，弧形叶片在转到动力臂一方时，能将叶片凹面对准流向反向打开，增加了动力臂长和吃水面积，大大提高了转到力矩。本实用新型结构简单，设计巧妙，安装方便，特别适合流速较小的江河、海流和潮讯地区作发电或动力之用；同理，也适用于沙漠、戈壁、草原、高山和海岛的风力发电，并具有减缓风速，减慢沙漠化进程和便于绿化的作用。

                            附图

图1为本实用新型的俯视图；

图2为本实用新型断开加固环后的主视图；

图3为本实用新型固定盘的俯视图；

图4为本实用新型固定盘的主视图；

图5为本实用新型弹性拉杆零件装配示意图；

图6为本实用新型弹性拉杆剖视图；

图7为本实用新型利用海风发电示意图；

图8为本实用新型利用海潮发电示意图。

                        具体实施方式

以下结合附图对实施例进行详细描述：

如图1图2所示，本实用新型主要由机座12、转轴10、上、下叶轮横架3和弧形叶片1等组成，转轴10外套上两端面滚压出环形轮齿的定位套13，上、下固定盘8通过轴承9装于轴10两端并借助定位套13上下隔开，上下固定盘8端面的环形轮齿15(如图4所示)与定位套13两端面的环形轮齿相啮合，以方便安装、保持上下叶轮横架旋转的同步性以及增强叶轮的整体强度；上、下固定盘8沿径向开出若干与叶轮横架3同数量的扇形槽14，相邻扇形槽之间的槽壁截面呈工字形，叶轮横架3的一端塞入所述扇形槽14内，另一端分别连接到所述上、下加固环2上，上、下叶轮横架3的中部之间连接有加强杆4；每个弧形叶片1内平行设立力杆7和立轴5，各立轴5沿圆周均布地连接在上、下加固环2之间，弧形叶片1可以立轴5为圆心偏心地旋转；若干弹性拉杆6两两对应地将在前弧形叶片立杆7的上下端和在后弧形叶片立轴6的上下端连接。为提高效率起见，弧形叶片的弧形半径和固定环的外圆半径相同。

如图5图6所示，所述弹簧拉杆6采用双拉杆结构，内拉杆16的外表面套上弹簧17后塞入内套管18的内孔，内套管18整体装入外拉杆19的内孔中；外拉杆19的外表面套上弹簧20后整体装入外套管21的内孔，外套管21两端分别用套头22紧固，内拉杆16和外拉杆19的相反一端分别设有定位弹簧的凸台，大拉手24穿过套头22的端面孔与外拉杆19一端螺纹相接，小拉手23穿过另一端套头22的端面孔与内拉杆16一端螺纹相接。当外拉力增加时，内拉杆先被拉出，另一端的外拉杆由于弹簧20弹力较大暂时不动，直至内拉杆全部伸出；若外力继续增大，外拉杆才被拉出。如此设计能够更好地控制弹性拉杆的拉伸长度，提高弹簧的使用寿命。

如图1所示，设流体自下而上流动，以叶轮的下端为零度起算，此时弧形叶片1的外弧面在流体的冲击下克服弹簧拉杆6的弹力向加固环2内转动到一平衡位置，成为动力臂，推动叶轮旋转。随着叶轮旋转角度的增加，弧形叶片1的平衡位置继续向内转动，叶片弧面承受的推力随着增加，叶轮的旋转力矩也就随之增大。当叶轮转至90度左右时，加固环2内的弧形叶片部分承受向下的弹力越来越大，而这部分叶面由于前弧形叶片的阻挡几乎不受流体的向上推力，加固环2外的弧形叶片部分此时却承受着最大的向上推力，使得此位置的弧形叶片1得到一很大的、以立轴6为圆心的力矩向外翻转。由于外翻的弧形叶片的力臂更长，其内凹面承受的流体推力更大，使的叶轮在此位置得到加速。如图所示，叶轮转到180度以后，流体给予弧形叶片1内凹面的冲力力矩虽然逐渐减少，但仍然是动力臂，直至270度附近，弧形叶片叶面几乎和流体平行，力矩降为零。过此之后，弧形叶片1的外凸面开始受到流体的冲击力，克服弹簧力杆弹力向加固环2内偏转，继续产生力矩并逐渐增大，如此循环往复。

纵观一个弧形叶片旋转一周的过程，除了在270度附近时驱动力矩为零之外，其他各角度都在产生力矩，尤其在90度附近有一个由叶片翻转带来的加速力矩，使得本叶轮的流体冲力利用率之高是现有技术所没有的。

本实用新型可以利用各种流体进行发电。如图8所示，在利用海潮进行发电时，可在机座12上设一支架25，叶轮装于支架25之中，在叶轮上下方的支架上分别设置浮圈26，其浮力足以使得叶轮漂浮在海面。机座12下方连接有抛向海底的固定锚2，防止叶轮被海潮冲走。如图7所示，利用海风进行发电时，可将机座12建立在浮台28之上。为减轻主轴10的垂直受力，可在机座12和下叶轮横架3的对应位置设立环形磁悬浮磁铁。叶轮的旋转动力通过装于下叶轮横架3底部的齿轮25传送给发电机主轴。

Claims (8)

1、一种水力风力发电机叶轮，包括机座、转轴、若干叶轮横架和装于转轴上固定上、下叶轮横架的上、下固定盘，其特征是所述若干上、下叶轮横架的外边缘分别连接到上、下加固环上，上、下加固环通过立轴连接成一体，弧形叶片装在立轴上并以立轴为圆心旋转，弧形叶片内距立轴一定的平行距离设一立杆，若干弹性拉杆两两对应地将在前弧形叶片立杆7的上下端和在后弧形叶片立轴的上下端连接。

2、根据权利要求1所述的水力风力发电机叶轮，其特征是所述固定盘沿径向开出若干与叶轮横架同数量的扇形槽，两槽之间的槽壁截面呈工字形。

3、根据权利要求1所述的水力风力发电机叶轮，其特征是所述弹簧拉杆采用双拉杆结构，内拉杆外表面依次套有弹簧和内套管，整体装于外拉杆内孔，外拉杆外表面依次套有弹簧和外套管，外套管两端部分别用套头紧固，内、外拉杆相反一端分别设有定位弹簧的凸台，另一端分别紧固在经过套头内孔后的大拉手和小拉手上。

4、根据权利要求1所述的水力风力发电机叶轮，其特征是所述弧形叶片的弧形半径和固定环的外圆半径相同。

5、根据权利要求1所述的水力风力发电机叶轮，其特征是所述机座上方和下叶轮横架的对应位置设立环形磁悬浮磁铁。

6、根据权利要求1所述的水力风力发电机叶轮，其特征是所述弧形叶片偏心地装于立轴上。

7、根据权利要求1所述的水力风力发电机叶轮，其特征是所述机座上设一支架，借助该支架在叶轮的上下方分别设置浮圈，机座下方连接有抛向海底的固定锚。

8、、根据权利要求1所述的水力风力发电机叶轮，其特征是所述机座固定在漂浮于海面的浮台上。

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