[實用新型]高效換能風力發電裝置

無效

• 申請號: 201020580252.3
• 申請日: 2010-10-21
• 公開（公告）號: CN201810497U
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 蘭學文;鄒迎波;王剛
• 申請（專利權）人: 蘭學文;鄒迎波
• 主分類號: F03D9/00
• 分類號: F03D9/00;F03D3/06;F03D11/02
• 代理公司: 丹東匯申專利事務所 21227
• 代理人: 徐楓燕

技術領域

本實用新型涉及的是風力發電機械轉換裝置，特別是具有縱向傳遞主軸的風力發電裝置。

背景技術

利用風能轉換為電能的機械裝置，將自然界豐富的風能資源轉換為電能，其最關鍵的技術問題就是如何提高風能轉換機構的能量轉換效率，與此同時整個裝置還要有可以接受的低造價成本。目前，構造簡單且成本低廉的主軸橫置式的三槳葉發電風車裝置成為應用最為廣泛的風力發電裝置，但它能量轉換效率很低，導致投資回收期托得過長，因而失去了自然資源利用的本質。風能轉換效率有所提高的傳遞主軸縱置式風力發電裝置的推出，使人們對風能的利用多了一種可行選擇，此類風能發電裝置中的主體構件為軸縱向設置的風動渦輪，部分技術方案在風動渦輪的結構基礎上還附加設置尾翼以及導流板，以集中風量、增加電能轉換，但其能量轉換效率仍很不理想，而且還存在機構構成復雜、龐大、造價較高的現實問題。因此如何提高風能與電能之間的轉換率且優化造價成本是風力發電裝置的技術努力方向。

實用新型內容

本實用新型的發明目的在于提供一種在具有簡化構造的基礎上實現能量轉換高效率的高效換能風力發電裝置。本實用新型提供的高效換能風力發電裝置技術方案，其主要技術內容是：一種高效換能風力發電裝置，包括主軸縱向設置的風動輪，主軸與發電機傳動連接，風動輪架體上均勻設置有若干縱向布置且迎風口朝向一致的凹形風葉，風葉的迎風口寬度小于凹入內腔的最大橫向寬度。

為了減小風動輪周期轉動中所存在的風阻、最大限度的實現電能轉換、提高能量轉換效率，風葉外表面均勻設置有若干凹入窩。

在上述的整體技術方案中，所述的風葉是縱向布置的橫斷面為圓形，并由圓缺缺口形成其迎風口。

本實用新型公開的高效換能風力發電裝置之技術方案，風葉采用了開口小、擴肚空腔的結構，風流吹入風葉空腔，在空腔內渦流回轉增壓，從而在相同風速下增大了風流對風動輪的推動作用，若在此結構基礎上進一步在風葉外表面采用分布均勻的眾多凹入窩的風葉結構，使高速轉動中的風葉相對于風流回轉時的風阻大大降低，兩方面綜合作用，則使本風力發電裝置能量轉換效率大幅度提高。本技術方案以簡單化的結構構造，實現了風動力感受能力強、風阻低、能量轉換效率高的技術目的，兼具造價成本低、投資回收周期短、見效快的優點。

附圖說明

圖1和圖3分別是本高效換能風力發電裝置的兩種具體實施例總裝結構圖

圖2是圖1的俯視圖

圖4是圖3的俯視圖

圖5和圖7分別是凹形風葉的兩實施結構圖

圖6是圖5的橫向剖視結構圖

圖8是圖7的橫向剖視結構圖

圖9是風葉的各轉向位置的受風原理圖。

具體實施方式

本實用新型公開的高效換能風力發電裝置，主軸A11縱向設置的風動輪轉動安裝在高架架桿A8上，或架設于穩定堅固的水泥座B5上，主軸A11與發電機A6傳動連接，在本實施例中，主軸A11經磁懸浮軸承A9轉動設置在高架架桿A8或架水泥座B5上，主軸軸承和發電機A6及發動機A6與主軸A11的傳動部分設置于防塵罩中。一架體A10與主軸A11同軸線、轉動設置于高架架桿A8或架設于水泥座B5上，架體A10位于風動輪圓周外，在其前后相對位置分別設有集風流道A1和尾翼A3，提高風流對風動輪的作用。中心固定于主軸A11的上、下圓形框架A5之間、圓心角均勻間隔分布固定有若干縱向布置的風葉A4。所述的風葉A4為具有同朝向迎風口A7的凹形風葉，它為長條形，還可以采用縱向排列、迎風口朝向一致的若干風碗構成的一組風葉。風動輪可以設置一道等半徑的風葉，還可以如圖4所示為在各不同半徑處的多道風葉。風葉A4的迎風口A7寬度小于風葉內腔最大寬度，即形成開口小、內腔大的凹形風葉，圖8示意給出了風力推動風動輪逆時針旋轉時，風葉迎風口逐漸轉至迎風面的的三轉向位時在風葉A4內腔的增壓原理，風流吹向風葉A4，在風葉A4內腔中形成持續的渦轉增加流動，再不斷的補入風量，即在風葉A4內腔中壓力得到大幅度增加，其產生的推動力也隨之增大，那么就在相同的風速條件下較其它類型的風動輪產生更為強力的推動作用，從而使風能轉換至電能的轉換效率也隨之提高。迎風口A7開設的大或小則會影響渦流增壓的效果或風的接收量，所以迎風口A7的寬度最好為內腔最大橫向寬度的70-90％。如圖6和圖8所示，風葉A4橫斷面為標準圓形，也可以采用橢圓形等，迎風口A7是由該圓形橫斷面的圓缺產生的缺口，該圓缺缺口寬度小于圓形橫斷面直徑，最好為形成迎風口的圓缺高度是該圓形直徑的1/3處的圓缺缺口。風葉A4在上述結構基礎上還設置了減小風動輪風阻的結構，如圖7和圖8所示，均勻分布于風葉外表面有若干凹入窩A2，這些凹入窩A2最好為球面形凹入淺窩，風葉外表面風采用眾多凹入窩A2的結構，風動輪在高速旋轉中尾流減小、風阻也隨之大大降低，綜合有增加風動力結構、降低風阻的結構，其能量轉換效率較現有的縱軸式風力發電裝置提高了約10％。