一種渦流導風式風力發(fā)電的制造方法
【專利摘要】一種渦流導風式風力發(fā)電機，其包括定子架及轉子架，還包括導風板、葉片、主軸、增速機以及發(fā)電機，其特征在于所述導風板設置在所述定子架上，所述葉片設置在所述轉子架上，所述定子架固定設置于所述主軸上，所述轉子架相對于所述主軸可旋轉設置，所述增速機設置于所述主軸下部，所述發(fā)電機與所述增速機及所述主軸固定連接。本實用新型結構簡單，安裝、維護方便，提高了風機的發(fā)電效率及風能利用率。由于葉片的翼型和安裝角度的設計，提高了傳統(tǒng)風車的效率，微風即可啟動，只要風力達到7公里每小時即可產生電能，開始發(fā)電，對安裝風車的環(huán)境要求較小。本實用新型在任何風向下都可工作，包括紊流和旋風。
【專利說明】一種渦流導風式風力發(fā)電機

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種發(fā)電設備，尤其涉及一種渦流導風式風力發(fā)電機。

【背景技術】
[0002]隨著社會的經濟發(fā)展，電能已經成為人們日常生活和工作生產中必不可少的能源之一，目前的發(fā)電大多采用火力發(fā)電或水利發(fā)電，但火力發(fā)電會產生污染，水利發(fā)電需要特殊的地理位置，且建造火力發(fā)電或水利發(fā)電站都需要較高的建造成本；而隨著國家創(chuàng)建節(jié)能社會的要求，風能發(fā)電逐漸的被人們所利用，目前的風力發(fā)電機主要有兩種，一種是水平軸的風力發(fā)電機，另一種是垂直軸的風力發(fā)電機，前者的發(fā)展時間較長，但是結構比較復雜，而且需要定向對風向工作，對工作環(huán)境要求較為嚴格；垂直軸風力垂直軸風力發(fā)電機旋轉軸與地面垂直，分為阻力型和升力型兩種，阻力型風力發(fā)電機啟動性能好，但發(fā)電效率低，升力型風力發(fā)電機發(fā)電效率高，但啟動性能差。在垂直軸風力發(fā)電機葉片與輪轂的連接技術中，也有只是為了減少空氣阻力和定位安裝方便而采用具有一定流線型的結構連接，其效果只是減小空氣阻力而不增加轉動力矩，因而發(fā)電效率仍然很低，發(fā)電量較小，效率低，無法滿足供電的要求。
[0003]而且現(xiàn)有的垂直軸風力發(fā)電機的風能的利用率很低，一般的風能利用率僅在20%左右。而在二十一世紀的2000年初，風力發(fā)電機最具經濟效益的額定輸出功率范圍在600千瓦至750千瓦之間，而風輪直徑則需要在40米至47米之間。大型風力發(fā)電機主要市場是歐洲，也就是說現(xiàn)有的風力發(fā)電機，需要通過增加風輪直徑來彌補風能利用不足和自身損耗大的問題，從而提高發(fā)電的功率，這樣一來，過大的風輪直徑不僅給安裝和運輸帶來極大的不便，同時也對安裝風力發(fā)電機的場地有了一定的約束。
[0004]因此，現(xiàn)有的垂直軸風力發(fā)電機存在著發(fā)電率低、成本高、維護難、結構復雜、安裝不便以及實用性較差等缺點。
實用新型內容
[0005]為了解決上述的垂直軸風力發(fā)電機存在著發(fā)電率低、成本高、維護難、結構復雜、安裝不便等缺點，提供一種渦流導風式風力發(fā)電機，能提高風能利用率及發(fā)電率，且結構簡單，安裝方便。
[0006]具體的，本實用新型提供一種渦流導風式風力發(fā)電機，其包括定子架及轉子架，其特征在于，其還包括導風板、葉片、主軸、增速機以及發(fā)電機，所述導風板設置在所述定子架上，所述葉片設置在所述轉子架上，所述定子架固定設置于所述主軸上，所述轉子架相對于所述主軸可旋轉設置，所述增速機設置于所述主軸下部，所述發(fā)電機與所述增速機及所述主軸固定連接。
[0007]優(yōu)選的，所述定子架的內外圈以及所述主軸的法蘭盤軸承座為矩形鐵管，所述主軸的法蘭盤軸承座固定設置。
[0008]優(yōu)選的，所述定子架的內外圈與所述主軸的法蘭盤軸承座固定連接。
[0009]優(yōu)選的，所述導風板的數量為16個，所述導風板的四角通過螺絲固定設置在所述定子架的內外圈上。
[0010]優(yōu)選的，所述葉片的數量為9個，所述葉片的四角通過螺絲固定設置在所述轉子架上。
[0011]優(yōu)選的，所述葉片的外邊緣相對于所述主軸圓心的夾角角度為10-12度。
[0012]優(yōu)選的，所述葉片的外邊緣相對于所述主軸圓心的夾角角度為11.71度。
[0013]優(yōu)選的，所述葉片的內邊緣與外邊緣之間的距離與所述轉子半徑呈比例設置，具體的，轉子半徑為葉片的內邊緣與外邊緣之間的距離的2.5-3倍。
[0014]優(yōu)選的，所述電機為無鐵芯盤式結構，包括定子盤陀和永磁鐵。
[0015]優(yōu)選的，其還包括控制裝置、逆變器、蓄電裝置以及塔架，所述控制裝置、逆變器以及蓄電裝置經所述塔架與所述發(fā)電機相連接。
[0016]本實用新型的優(yōu)點主要有以下幾方面:
[0017](I)本實用新型結構簡單，安裝方便且維護方便，提高了風機的發(fā)電效率及風能利用率。
[0018](2)由于葉片的角度設計，最大化的提供了風車的效率。
[0019](3)微風即可啟動，只要風力達到7公里每小時即可產生電能，開始發(fā)電，對安裝風車的環(huán)境要求較小。
[0020](4)本實用新型在任何風向下都可工作，包括紊流和旋風。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型風力發(fā)電機的俯視圖；
[0022]圖2為本實用新型風力發(fā)電機的軸向剖視圖；
[0023]圖3為本實用新型風力發(fā)電機的轉子架的俯視圖；
[0024]圖4為本實用新型的葉片放大示意圖；
[0025]圖5為本實用新型的導風板放大示意圖。

【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖對本實用新型做進一步解釋，
[0027]如圖1所示，一種渦流導風式風力發(fā)電機，其包括定子架I及轉子架2，還包括導風板3、葉片4、主軸5、增速機6以及發(fā)電機7。
[0028]優(yōu)選的，如圖5所示，導風板3設置在定子架I上，導風板3的數量為16個，能夠接受各個方向的來風，導風板3的四角通過螺絲固定設置在所述定子架的內外圈上，導風板3的安裝角度為7-15度。
[0029]如圖2及圖3所示，優(yōu)選的，定子架I固定設置于主軸5上，轉子架2相對于主軸5可旋轉設置，增速機6設置于主軸5下部，發(fā)電機7與增速機5及主軸5固定連接。定子架I的內外圈以及主軸5的法蘭盤軸承座為矩形鐵管。定子架I的內外圈與主軸5的法蘭盤軸承座固定連接。
[0030]優(yōu)選的，葉片4設置在轉子架2上，葉片4的數量為9個，葉片4的四角通過螺絲固定設置在轉子架2上。
[0031]如圖4所示，葉片4為具有一定弧度的5-8塊鋁合金空心型材拼接而成，葉片4的壁厚為 0.4-1.2mm。
[0032]優(yōu)選的，葉片4的外邊緣相對于主軸5的圓心的夾角角度為10-12度。
[0033]優(yōu)選的，葉片4的外邊緣相對于主軸5的圓心的夾角角度為11.71度。在此角度下，風能的轉化率與利用率最高，通過實驗數據得出，以風的速度為8m / s-12m / s這個階段為例，在葉片4的外邊緣相對于主軸5的角度為11.71度時，風的轉化率最高，而且數據變化平穩(wěn)。其他角度略微低且變化幅度大，不利于采取最佳數據。因此在葉片4的外邊緣相對于主軸5的角度為11.71度時，相對風能利用率最佳。另外，在這個角度下，隨著風速的增加，發(fā)電功率也是逐漸增大的。
[0034]優(yōu)選的，葉片4的內邊緣與外邊緣之間的距離與轉子架2的半徑呈比例設置，具體的，轉子架2的半徑為葉片4的內邊緣與外邊緣之間的距離的2.5-3倍。
[0035]優(yōu)選的，發(fā)電機7為無鐵芯盤式結構，包括定子盤陀71和永磁鐵72。
[0036]實施例1
[0037]—種渦流導風式風力發(fā)電機，其包括定子架I及轉子架2，還包括導風板3、葉片4、主軸5、增速機6以及發(fā)電機7。
[0038]將16個形狀相同、均勻分布的導風板3設置在定子架I上，導風板3的四角通過螺絲固定設置在所述定子架的內外圈上，導風板3的安裝角度為10度。
[0039]將定子架I固定在主軸5上，轉子架2相對于主軸5可旋轉設置，增速機6設置于主軸5下部，發(fā)電機7與增速機5及主軸5固定連接。定子架I的內外圈以及主軸5的法蘭盤軸承座為矩形鐵管。定子架I的內外圈與主軸5的法蘭盤軸承座固定連接。
[0040]優(yōu)選的，葉片4設置在轉子架2上，葉片4的數量為9個，形狀相同且均勻分布，葉片4的四角通過螺絲固定設置在轉子架2上。葉片4的外邊緣相對于主軸5的角度為11.71度。
[0041]葉片4為具有一定弧度的5塊鋁合金空心型材拼接而成，葉片4的壁厚為1_。
[0042]優(yōu)選的，葉片4的內邊緣與外邊緣之間的距離與轉子架2的半徑呈比例設置，具體的，轉子架2的半徑為葉片4的內邊緣與外邊緣之間的距離的2.5倍。
[0043]發(fā)電機7為無鐵芯盤式結構，包括定子盤陀71和永磁鐵72。
[0044]將控制裝置8、逆變器9以及蓄電裝置10經所述塔架11與發(fā)電機7相連接。
[0045]任意方向的風通過定子架I上的導風板3按照固定角度引導，作用在轉子架2上的葉片4上，利用風力的阻力和升力帶動主軸5轉動，經增速機增速后使發(fā)電機發(fā)電，電能通過控制裝置8轉換存儲在蓄電裝置10上，后經逆變器9逆變使電器工作。
[0046]實施例2
[0047]一種渦流導風式風力發(fā)電機，其包括定子架I及轉子架2，還包括導風板3、葉片4、主軸5、增速機6以及發(fā)電機7。
[0048]將16個導風板3設置在定子架I上，導風板3的四角通過螺絲固定設置在所述定子架的內外圈上，導風板3的安裝角度為10度。
[0049]將定子架I固定在主軸5上，轉子架2相對于主軸5可旋轉設置，增速機6設置于主軸5的下部，發(fā)電機7與增速機5及主軸5固定連接。定子架I的內外圈以及主軸5的法蘭盤軸承座為矩形鐵管。定子架I的內外圈與主軸5的法蘭盤軸承座固定連接。
[0050]優(yōu)選的，葉片4設置在轉子架2上，葉片4的數量為9個，葉片4的四角通過螺絲固定設置在轉子架2上。葉片4的外邊緣相對于主軸5的角度為11.12度。
[0051]葉片4為具有一定弧度的8塊鋁合金空心型材拼接而成，葉片4的壁厚為1_。
[0052]優(yōu)選的，葉片4的內邊緣與外邊緣之間的距離與轉子架2的半徑呈比例設置，具體的，轉子架2的半徑為葉片4的內邊緣與外邊緣之間的距離的3倍。
[0053]發(fā)電機7為無鐵芯盤式結構，包括定子盤陀71和永磁鐵72。
[0054]將控制裝置8、逆變器9以及蓄電裝置10與發(fā)電機7相連接。
[0055]所述發(fā)電機不經過塔架而直接設置在建筑物上。發(fā)電機的堅固外形和它的圓筒形式使它能夠適合許多建筑上的構型。它可以完美和建筑融為一體，但平頂建筑形式要比斜頂的融合性更好。
[0056]任意方向的風通過定子架I上的導風板3按照固定角度引導，作用在轉子架2上的葉片4上，利用風力的阻力和升力帶動主軸5轉動，經增速機增速后使發(fā)電機發(fā)電，電能通過控制裝置8轉換存儲在蓄電裝置10上，后經逆變器9逆變使電器工作。
[0057]本實用新型結構簡單，安裝、維護方便，提高了風機的發(fā)電效率及風利用率。由于葉片的角度設計，最大化的提高了風車的效率。微風即可啟動，只要風力達到7公里每小時即可產生電能，開始發(fā)電，對安裝風車的環(huán)境要求較小。本實用新型在任何風向下都可工作，包括紊流和旋風。而且由于渦流式風力發(fā)電機工作是需要產生最大的扭矩，而不是旋轉速度，從而減少了轉子葉片的線速度。水平軸風力葉片的速度可以很容易地達到400公里/小時，渦流式風力發(fā)電機的葉片速度不超過85公里/小時，這大大降低了葉片上的離心力。此外，低速旋轉增加了風力發(fā)電機的安全性能。
[0058]而且整個發(fā)電機的管狀結構使共振的現(xiàn)象只產生很小的振動。同時，定子架還裝有供過濾振動的懸掛彈性體，振動可被傳送到建筑物即金屬結構自身頻率的吸收。因此在運行時聲音很微小。
[0059]本領域的技術人員容易理解，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種渦流導風式風力發(fā)電機，其包括定子架及轉子架，其特征在于:其還包括導風板、葉片、主軸、增速機以及發(fā)電機，所述導風板設置在所述定子架上，所述葉片設置在所述轉子架上，所述轉子架固定設置于所述主軸上，所述轉子架相對于所述主軸可旋轉設置，所述增速機設置于所述主軸下部，所述發(fā)電機與所述增速機及所述主軸固定連接。
2.根據權利要求1所述的渦流導風式風力發(fā)電機，其特征在于:所述定子架的內外圈以及所述主軸的法蘭盤軸承座為矩形鐵管，所述主軸的法蘭盤軸承座固定設置。
3.根據權利要求2所述的渦流導風式風力發(fā)電機，其特征在于:所述定子架的內外圈與所述主軸的法蘭盤軸承座固定連接。
4.根據權利要求1所述的渦流導風式風力發(fā)電機，其特征在于:所述導風板的數量為16個，所述導風板的四角通過螺絲固定設置在所述定子架的內外圈上。
5.根據權利要求1所述的渦流導風式風力發(fā)電機，其特征在于:所述葉片的數量為9個，所述葉片的四角通過螺絲固定設置在所述轉子架上。
6.根據權利要求1所述的渦流導風式風力發(fā)電機，其特征在于:所述葉片的外邊緣相對于所述主軸的角度為10-12度。
7.根據權利要求1所述的渦流導風式風力發(fā)電機，其特征在于:所述葉片的外邊緣相對于所述主軸圓心的夾角角度為11.71度。
8.根據權利要求1所述的渦流導風式風力發(fā)電機，其特征在于:所述葉片的內邊緣與外邊緣之間的距離與所述轉子半徑呈比例設置，并且具體的，轉子半徑為葉片的內邊緣與外邊緣之間的距離的2.5-3倍。
9.根據權利要求1所述的渦流導風式風力發(fā)電機，其特征在于:所述電機為無鐵芯盤式結構，包括定子盤陀和永磁鐵。
10.根據權利要求1所述的渦流導風式風力發(fā)電機，其特征在于:其還包括控制裝置、逆變器、蓄電裝置以及塔架，所述控制裝置、逆變器以及蓄電裝置經所述塔架與所述發(fā)電機相連接。
【文檔編號】F03D9/00GK203856648SQ201320607927
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2013年9月30日 優(yōu)先權日:2013年9月30日
【發(fā)明者】鄧福南 申請人:上海風合新能源科技發(fā)展有限公司