[發明專利]管葉錐連體風力發電機風輪

在審

• 申請號: 201410471185.4
• 申請日: 2014-09-16
• 公開（公告）號: CN104389736A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 黃軍
• 申請（專利權）人: 黃軍
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06;F03D1/04;F03D9/00
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 廖世傳

(一)技術領域：

本發明涉及風力發電技術，具體為一種管葉錐連體風力發電機風輪。

(二)背景技術：

現有各種大小風力發電機的風輪多數為敞開式，轉動輪轂上只有3片風葉，葉片細而長，如專利號為200810105693.5的《風力發電用自適應風輪》，該風輪由3～4個葉片組成，葉片較寬，每個葉片由若干個羽片組成。

也有風輪的葉片套在外管內的風力發電機結構，其中葉片與外管是分離的。

現有的風力發電機風輪存在的不足為：

1、不能鎖定或完全鎖定氣流，也就是說不能有效捕捉風能，造成風力發電機效能低下。

2、若要增大風力發電機的發電功率，需加長葉片長度，從而導致葉片的質量增加。

3、現有技術的風輪無法改變氣流做功時的力矩，造成發電功率達不到最佳效果。

(三)發明內容：

針對現有技術的不足，本發明提出了一種管葉錐連體風力發電機風輪，其目的在于增強捕風能力，加強發電機的輸出功率。

能夠實現上述目的的管葉錐連體風力發電機風輪，其技術方案包括葉片，與現有技術不同的是還包括中間的風輪轂和外圍的風管，所述風管與風輪轂于風輪軸上同軸安裝同步轉動，所述葉片設于風輪轂與風管之間并圓周均布，所述風輪轂的迎風端面為錐形導風面；所述風輪軸的兩軸端通過軸承座分別安裝于定心塔柱和回轉塔柱上，所述定心塔柱的底部通過水平回轉機構安裝(實現繞垂直軸線回轉)，所述回轉塔柱的底部通過滾輪坐落于水平弧形軌道上；所述風輪軸的一軸端通過增速傳動機構連接發電機。

上述結構中，定心塔柱和回轉塔柱的定心和回轉結構可實現風輪始終追蹤氣流方向；所述風管的作用為聚風和鎖定氣流；風輪轂的迎風端面(錐形導風面)將氣流導向葉片，增大葉片的轉動力矩。

進一步的設計，所述葉片可通過風輪轂內部設置的同步伸縮機構安裝。正常風力情況下，葉片可全部伸出風輪轂；當風力過大時，葉片可適當向風輪轂內部回縮，縮短伸出長度，以保護風輪不受損壞。

所述錐形導風面可選擇為圓錐面、或選擇為三邊形以上錐面(截面為三邊形、四邊形、五邊形……多邊形)。

所述錐形導風面優選圓錐面，方便加工制作。

所述錐形導風面還可優選三邊形錐面。

為增強穩定性，所述定心塔柱和回轉塔柱之間連接橫梁，所述橫梁處于風管下方。

本發明的有益效果：

1、本發明管葉錐連體風力發電機風輪可以通過增加風管直徑和葉片數量來達到增加輸出發電功率的目的。

2、本發明可實現動態平衡，低風速下可以啟動。

3、本發明可采用輕而薄的葉片，葉片數量的增加不會導致風輪整體質量有明顯改變，但發電效果明顯增加。

4、本發明可有效捕捉風能，鎖定氣流，增大葉片轉動力矩，提升風輪的輸出功率，明顯提高發電量。

(四)附圖說明：

圖1為本發明一種實施方式的結構示意圖。

圖2為圖1實施方式的A—A剖示圖。

圖號標識：1、發電機；2、增速傳動機構；3、軸承座；4、風輪軸；5、錐形導風面；6、葉片；7、風輪轂；8、風管；9、定心塔柱；10、回轉塔柱；11、弧形軌道；12、滾輪；13、橫梁；14、輪架；15、水平回轉機構。

(五)具體實施方式：

下面結合附圖所示實施方式對本發明的技術方案作進一步說明。

本發明管葉錐連體風力發電機風輪主要由風輪軸4、葉片6、風輪轂7和風管8構成。

所述風輪轂7(圓柱體)同軸安裝于風輪軸4上，所述風管8同軸套裝于風輪轂7外，所述葉片6圓周均布(至少四片輕而薄的葉片6)設于風管8與風輪轂7之間形成的環腔內；所述風輪轂7的迎風端設為錐形而成為錐形導風面5(將氣流向葉片6引導)，所述錐形導風面5優選圓錐面和三邊形錐面，如圖1、圖2所示。

常規情況下，各葉片6的上、下兩端分別連接在風管8的內壁和風輪轂7的外圓周上，使風管8、葉片6、風輪轂7和風輪軸4形成一個旋轉的整體；特殊情況下，所述葉片6的下端通過風輪轂7內部設置的同步伸縮機構安裝于風輪轂7的伸縮槽內，葉片6的上端與風管8的內壁分離，此時風管8通過管架與風輪軸4同軸安裝，如圖1、圖2所示。