[实用新型]高效换能风力发电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是风力发电机械转换装置，特别是具有纵向传递主轴的风力发电装置。

背景技术

利用风能转换为电能的机械装置，将自然界丰富的风能资源转换为电能，其最关键的技术问题就是如何提高风能转换机构的能量转换效率，与此同时整个装置还要有可以接受的低造价成本。目前，构造简单且成本低廉的主轴横置式的三桨叶发电风车装置成为应用最为广泛的风力发电装置，但它能量转换效率很低，导致投资回收期托得过长，因而失去了自然资源利用的本质。风能转换效率有所提高的传递主轴纵置式风力发电装置的推出，使人们对风能的利用多了一种可行选择，此类风能发电装置中的主体构件为轴纵向设置的风动涡轮，部分技术方案在风动涡轮的结构基础上还附加设置尾翼以及导流板，以集中风量、增加电能转换，但其能量转换效率仍很不理想，而且还存在机构构成复杂、庞大、造价较高的现实问题。因此如何提高风能与电能之间的转换率且优化造价成本是风力发电装置的技术努力方向。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于提供一种在具有简化构造的基础上实现能量转换高效率的高效换能风力发电装置。本实用新型提供的高效换能风力发电装置技术方案，其主要技术内容是：一种高效换能风力发电装置，包括主轴纵向设置的风动轮，主轴与发电机传动连接，风动轮架体上均匀设置有若干纵向布置且迎风口朝向一致的凹形风叶，风叶的迎风口宽度小于凹入内腔的最大横向宽度。

为了减小风动轮周期转动中所存在的风阻、最大限度的实现电能转换、提高能量转换效率，风叶外表面均匀设置有若干凹入窝。

在上述的整体技术方案中，所述的风叶是纵向布置的横断面为圆形，并由圆缺缺口形成其迎风口。

本实用新型公开的高效换能风力发电装置之技术方案，风叶采用了开口小、扩肚空腔的结构，风流吹入风叶空腔，在空腔内涡流回转增压，从而在相同风速下增大了风流对风动轮的推动作用，若在此结构基础上进一步在风叶外表面采用分布均匀的众多凹入窝的风叶结构，使高速转动中的风叶相对于风流回转时的风阻大大降低，两方面综合作用，则使本风力发电装置能量转换效率大幅度提高。本技术方案以简单化的结构构造，实现了风动力感受能力强、风阻低、能量转换效率高的技术目的，兼具造价成本低、投资回收周期短、见效快的优点。

附图说明

图1和图3分别是本高效换能风力发电装置的两种具体实施例总装结构图

图2是图1的俯视图

图4是图3的俯视图

图5和图7分别是凹形风叶的两实施结构图

图6是图5的横向剖视结构图

图8是图7的横向剖视结构图

图9是风叶的各转向位置的受风原理图。

具体实施方式

本实用新型公开的高效换能风力发电装置，主轴A11纵向设置的风动轮转动安装在高架架杆A8上，或架设于稳定坚固的水泥座B5上，主轴A11与发电机A6传动连接，在本实施例中，主轴A11经磁悬浮轴承A9转动设置在高架架杆A8或架水泥座B5上，主轴轴承和发电机A6及发动机A6与主轴A11的传动部分设置于防尘罩中。一架体A10与主轴A11同轴线、转动设置于高架架杆A8或架设于水泥座B5上，架体A10位于风动轮圆周外，在其前后相对位置分别设有集风流道A1和尾翼A3，提高风流对风动轮的作用。中心固定于主轴A11的上、下圆形框架A5之间、圆心角均匀间隔分布固定有若干纵向布置的风叶A4。所述的风叶A4为具有同朝向迎风口A7的凹形风叶，它为长条形，还可以采用纵向排列、迎风口朝向一致的若干风碗构成的一组风叶。风动轮可以设置一道等半径的风叶，还可以如图4所示为在各不同半径处的多道风叶。风叶A4的迎风口A7宽度小于风叶内腔最大宽度，即形成开口小、内腔大的凹形风叶，图8示意给出了风力推动风动轮逆时针旋转时，风叶迎风口逐渐转至迎风面的的三转向位时在风叶A4内腔的增压原理，风流吹向风叶A4，在风叶A4内腔中形成持续的涡转增加流动，再不断的补入风量，即在风叶A4内腔中压力得到大幅度增加，其产生的推动力也随之增大，那么就在相同的风速条件下较其它类型的风动轮产生更为强力的推动作用，从而使风能转换至电能的转换效率也随之提高。迎风口A7开设的大或小则会影响涡流增压的效果或风的接收量，所以迎风口A7的宽度最好为内腔最大横向宽度的70-90％。如图6和图8所示，风叶A4横断面为标准圆形，也可以采用椭圆形等，迎风口A7是由该圆形横断面的圆缺产生的缺口，该圆缺缺口宽度小于圆形横断面直径，最好为形成迎风口的圆缺高度是该圆形直径的1/3处的圆缺缺口。风叶A4在上述结构基础上还设置了减小风动轮风阻的结构，如图7和图8所示，均匀分布于风叶外表面有若干凹入窝A2，这些凹入窝A2最好为球面形凹入浅窝，风叶外表面风采用众多凹入窝A2的结构，风动轮在高速旋转中尾流减小、风阻也随之大大降低，综合有增加风动力结构、降低风阻的结构，其能量转换效率较现有的纵轴式风力发电装置提高了约10％。