[实用新型]风力发电机多组叶轮的龙骨架结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种风力发电机叶轮的固定装置，具体的说是一种风力发电机多组叶轮的龙骨架结构。

背景技术

人类利用风能已有数千年历史，在蒸汽机发明以前风能曾作为重要的动力，应用于人类生活的众多方面。风力发电的探索，则起源于19世纪末的丹麦，但是直到20世纪70年代以前，还只有小型充电用风力发电机达到实用阶段。1973年爆发石油危机以后到现今社会，美国、西欧等发达国家为寻求替代石油燃料的能源，投入了大量经费，动员高科技产业，利用计算机、空气动力学、结构力学和材料科学等领域的新技术研制风力发电机组，开创了风能利用的新时代。我国政府也在近年投入大量的资金及技术开展风力发电的研发，并取得了举世瞩目的成效。

垂直轴风车很早就被应用于人类的生活领域中，中国最早利用风能的形式就是垂直轴风车。但是垂直轴风力发电机的发明则要比水平轴的晚一些，直到20世纪20年代才开始出现(Savonius式风轮——1924年，Darrieus式风轮——1931年)。由于人们普遍认为垂直轴风轮的尖速比不可能大于1，风能利用率低于水平轴风力发电机，因而导致垂直轴风力发电机长期得不到重视。

随着科技的发展和人类认识水平的不断提高，人们逐渐认识到垂直轴风轮的尖速比不能大于1仅仅适用于阻力型风轮(Savonius式风轮)，而升力型风轮(Darrieus式风轮)的尖速比甚至可以达到6，并且其风能利用率也不低于水平轴。近年来，随着清洁能源逐渐纳入社会经济发展的轨道，利用风能发电已被大多数风力资源丰富的国家所认同，为此在解决风能高效发电的领域，人们急切需要结合现实提供尖速比较高的垂直轴风力发电机的技术方案。而在众多的技术方案中如何解决多组叶轮静、动态时固定及稳定问题则是业内人士刻意先行处理的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种风力发电机多组叶轮的龙骨架结构，该结构可以实现多组叶轮与风力发电机匹配工作时的静、动态固定及稳定问题，且以提高风机的风能利用率及启动风速。

为此，本实用新型解决所述问题的技术方案是：一种风力发电机多组叶轮的龙骨架结构，具有龙骨、龙骨固定块、叶面紧固螺钉、安装环，其中，所述龙骨具有安装叶片的安装槽，所述叶面紧固螺钉设置在所述龙骨的一端，在所述龙骨的另一端设置带有安装环的龙骨固定块，每根龙骨通过所述安装环对孔连接。

优选的，所述龙骨呈半圆形。

优选的，所述的龙骨、安装环为金属构件，其中的龙骨为防锈金属件，安装环为金属压铸件或冲压件。

相比现有技术，本实用新型具有的积极效果是，本龙骨架结构采用单槽双肋的构造形状，每根龙骨环环相扣，半圆形叶片安装在龙骨上被叶面紧固螺钉锁紧，使整个叶轮浑然一体牢固耐用。实践证明，本装置的龙骨架结构具有设计简捷、易于制造加工、稳定及安全性好。

附图说明

图1本实用新型涉及的风力发电机多组叶轮的龙骨架结构的整体结构示意图；

图2是关于图1的两龙骨环扣结构示意图。

图中：1-安装环，2-龙骨固定块，3-龙骨，4-叶面紧固螺钉，5-龙骨具有的叶面安装槽。

具体实施方式

结合图1或图2，本实用新型提供了一种风力发电机多组叶轮的龙骨架结构，该龙骨构架呈单槽双肋的结构，多组叶轮的每一片叶面边际可以设置在叶面安装槽5内，而龙骨3一端的叶面紧固螺钉4可将叶面锁紧；设置在龙骨3的另一端的带有安装环1的龙骨固定块2可以使每每龙骨通过安装环1对孔连接。由于本龙骨架结构是针对多组叶轮设计的，而每组叶轮的叶面相对风机轴又是呈螺旋转体的形状，故而承载叶面的龙骨也设计成半圆形。如此设计不但保证了整个多组叶轮的牢固和稳定，同时也可以使叶面相对环绕风机轴呈自上而下旋转180°，而螺旋状的180°的叶面旋转时受风效果是显而易见的。

实际上，为了减轻风力发电机的整体重量，同时考虑到强度效果，又从经久耐用和可替换及维修的角度出发，本结构言及的龙骨、安装环均可采用金属构件，其中的龙骨为防锈金属件，安装环为金属压铸件或冲压件。

综上所述，本装置是应如何提高风机的风能利用率及启动风速的需求而研发出来的。作为风机研发的重点课题，经设计及运行实践证明，风力发电机的螺旋转体双轮的方式是当前用来提高风机的风能利用率的最佳选择。这是因为，风能的利用是以风机的风叶的受风面积的大小来定的，螺旋转体效应则是一种新型风能转化方式。从结构上讲，首先它是一种螺旋转体结构，相对于水平轴流式风机，它是径流式的，同已有的立轴式风机一样也都是沿长轴布设桨叶且直接利用风的推力旋转工作的。而单轮立轴风轮因轴两侧桨叶同时接受风力而扭矩相反，相互抵消，输出力矩不大。本实用新型的巧妙则在于将龙骨构造以满足多组叶轮呈螺旋转体形态的要求为前提，设计出每每相扣连接的龙骨，进而将原来的立轴力矩输出对叶面桨叶流体力学形状的依赖改变为垂直螺旋叶面的利用。实现这一点可以保证螺旋形叶片对风向无任何要求，不管风从任何一个方向来都能受风，进而推动风机转动。因此这种设计不仅具有非常强的实用效果而且促进了风力利用的研究和发展，同时更具有新的流体力学方面的意义，开辟了风能发展的新空间。