[发明专利]管叶锥连体风力发电机风轮

说明书

(一)技术领域：

本发明涉及风力发电技术，具体为一种管叶锥连体风力发电机风轮。

(二)背景技术：

现有各种大小风力发电机的风轮多数为敞开式，转动轮毂上只有3片风叶，叶片细而长，如专利号为200810105693.5的《风力发电用自适应风轮》，该风轮由3～4个叶片组成，叶片较宽，每个叶片由若干个羽片组成。

也有风轮的叶片套在外管内的风力发电机结构，其中叶片与外管是分离的。

现有的风力发电机风轮存在的不足为：

1、不能锁定或完全锁定气流，也就是说不能有效捕捉风能，造成风力发电机效能低下。

2、若要增大风力发电机的发电功率，需加长叶片长度，从而导致叶片的质量增加。

3、现有技术的风轮无法改变气流做功时的力矩，造成发电功率达不到最佳效果。

(三)发明内容：

针对现有技术的不足，本发明提出了一种管叶锥连体风力发电机风轮，其目的在于增强捕风能力，加强发电机的输出功率。

能够实现上述目的的管叶锥连体风力发电机风轮，其技术方案包括叶片，与现有技术不同的是还包括中间的风轮毂和外围的风管，所述风管与风轮毂于风轮轴上同轴安装同步转动，所述叶片设于风轮毂与风管之间并圆周均布，所述风轮毂的迎风端面为锥形导风面；所述风轮轴的两轴端通过轴承座分别安装于定心塔柱和回转塔柱上，所述定心塔柱的底部通过水平回转机构安装(实现绕垂直轴线回转)，所述回转塔柱的底部通过滚轮坐落于水平弧形轨道上；所述风轮轴的一轴端通过增速传动机构连接发电机。

上述结构中，定心塔柱和回转塔柱的定心和回转结构可实现风轮始终追踪气流方向；所述风管的作用为聚风和锁定气流；风轮毂的迎风端面(锥形导风面)将气流导向叶片，增大叶片的转动力矩。

进一步的设计，所述叶片可通过风轮毂内部设置的同步伸缩机构安装。正常风力情况下，叶片可全部伸出风轮毂；当风力过大时，叶片可适当向风轮毂内部回缩，缩短伸出长度，以保护风轮不受损坏。

所述锥形导风面可选择为圆锥面、或选择为三边形以上锥面(截面为三边形、四边形、五边形……多边形)。

所述锥形导风面优选圆锥面，方便加工制作。

所述锥形导风面还可优选三边形锥面。

为增强稳定性，所述定心塔柱和回转塔柱之间连接横梁，所述横梁处于风管下方。

本发明的有益效果：

1、本发明管叶锥连体风力发电机风轮可以通过增加风管直径和叶片数量来达到增加输出发电功率的目的。

2、本发明可实现动态平衡，低风速下可以启动。

3、本发明可采用轻而薄的叶片，叶片数量的增加不会导致风轮整体质量有明显改变，但发电效果明显增加。

4、本发明可有效捕捉风能，锁定气流，增大叶片转动力矩，提升风轮的输出功率，明显提高发电量。

(四)附图说明：

图1为本发明一种实施方式的结构示意图。

图2为图1实施方式的A—A剖示图。

图号标识：1、发电机；2、增速传动机构；3、轴承座；4、风轮轴；5、锥形导风面；6、叶片；7、风轮毂；8、风管；9、定心塔柱；10、回转塔柱；11、弧形轨道；12、滚轮；13、横梁；14、轮架；15、水平回转机构。

(五)具体实施方式：

下面结合附图所示实施方式对本发明的技术方案作进一步说明。

本发明管叶锥连体风力发电机风轮主要由风轮轴4、叶片6、风轮毂7和风管8构成。

所述风轮毂7(圆柱体)同轴安装于风轮轴4上，所述风管8同轴套装于风轮毂7外，所述叶片6圆周均布(至少四片轻而薄的叶片6)设于风管8与风轮毂7之间形成的环腔内；所述风轮毂7的迎风端设为锥形而成为锥形导风面5(将气流向叶片6引导)，所述锥形导风面5优选圆锥面和三边形锥面，如图1、图2所示。

常规情况下，各叶片6的上、下两端分别连接在风管8的内壁和风轮毂7的外圆周上，使风管8、叶片6、风轮毂7和风轮轴4形成一个旋转的整体；特殊情况下，所述叶片6的下端通过风轮毂7内部设置的同步伸缩机构安装于风轮毂7的伸缩槽内，叶片6的上端与风管8的内壁分离，此时风管8通过管架与风轮轴4同轴安装，如图1、图2所示。