一種再生風能風力發電機的製作方法

2023-06-12 06:30:31

專利名稱：一種再生風能風力發電機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及發電機技術領域，特別涉及一種再生風能風力 發電機。
技術背景
風力發電機是一種利用風葉捕獲風能，並將其轉換為機械能， 進而驅動發電機發電的能源機器。
目前的風力發電機多數是採用葉片式結構，由風葉直接捕獲風 能並驅動發電機發電，這樣風能利用效率不到10%;為獲得大功率， 就將不斷增加風葉直徑，這樣會增大成本和安裝維護難度，從而影 響風電投資價值。
而且上述的風力發電機在低風速時，風力對葉片形成的風壓較 小，風力不足以啟動發電機發電，風力發電機就不能正常啟動，這 樣限制了風力發電機在低風速時的使用，也造成使用效率低。 實用新型內容
本實用新型的目的在於針對現有技術的不足而提供一種再生風 能風力發電機，該風力發電機的風能利用率高，且在低風速時也可 正常運轉。
為實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案 一種再生風能風力發電機，它包括風筒和安裝在風筒出風端的主風輪，風筒內固定有發電機，所述主風輪與發電機的轉軸同軸固
接；所述風筒內自進風端至出風端依次安裝有供風風葉、增壓渦輪 和吸風風葉；所述增壓渦輪與發電機的轉軸同軸固接，所述吸風風 葉同軸套接在轉軸上；所述供風風葉由一固設在風筒內的供風馬達 驅動；所述吸風風葉由一固設在風筒內的吸風馬達驅動；所述風筒 出風端固設有高壓風機，所述高壓風機的出風口正對所述主風輪。
其中，所述發電機的轉軸兩端均伸出定子，所述增壓渦輪和吸 風風葉均安裝在發電機靠近進風端的一側；所述主風輪與發電機之 間同軸設置有變速器；所述增壓渦輪與吸風風葉之間同軸設置有變 速器。
其中，所述主風輪直徑大於所述風筒的直徑；主風輪的葉片由 一側葉根翹曲而呈弧面狀。
其中，所述風筒出風端安裝有至少4個高壓風機，所述高壓風 機均勻分布在風筒出風端端面上。
更進一步地，所述風筒出風端安裝有8個高壓風機，所述8個 高壓風機交替分布在風筒出風端的內壁和外壁。
其中，所述增壓渦輪的渦葉由一側葉根翹曲而呈弧面狀，所述 增壓渦輪的渦葉翹曲方向與所述主風輪的葉片翹曲方向相反。
其中，所述風筒內在供風風葉與所述增壓渦輪之間，以及主風 輪與所述發電機的定子之間，均設置有風速傳感器；所述增壓渦輪 與與之相鄰的變速器之間設置有電磁恆速器；所述主風輪與與之相 鄰的變速器之間設置有電磁恆速器。其中，所述風筒的進風端延設有一直徑逐漸增大的喇叭狀入口。 其中，所述入口端面上設置有安全罩。
其中，所述風筒下端設置有風向轉動平臺；風筒上端設置有避雷針。
本實用新型有益效果為本風力發電機包括風筒和安裝在風筒 出風端的主風輪，風筒內固定有發電機，所述主風輪與發電機的轉
軸同軸固接；所述風筒內自進風端至出風端依次安裝有供風風葉、 增壓渦輪和吸風風葉；所述增壓渦輪與發電機的轉軸同軸固接，所 述吸風風葉同軸套接在轉軸上；所述供風風葉由一固設在風筒內的 供風馬達驅動；所述吸風風葉由一固設在風筒內的吸風馬達驅動； 所述風筒出風端固設有高壓風機，所述高壓風機的出風口正對所述 主風輪；使用時，啟動供風馬達和吸風馬達，經供風風葉和吸風風 葉的兩次增流，大流量的空氣進入風筒，並經所述高壓風機而形成 高速氣流，該氣流衝擊主風輪，帶動主風輪轉動，從而帶動發電機 的轉軸轉動而發電；轉軸轉動後，與轉軸同軸固接的增壓渦輪也同 步轉動，從而對進入風筒的氣流進行增壓增速，使風筒內的風壓和 風速進一步提高；與現有的風力發電機相比，本實用新型風筒內設 置了增流增壓裝置，故而對風能的利用率大大提高，且外界風速低 時，也可通過所述供風風葉和吸風風葉主動吸取空氣而發電，在外 界風速低時仍可正常運轉發電。


附圖1是本實用新型的立體結構示意圖；附圖2是本實用新型的剖面結構示意圖； 附圖3是本實用新型主風輪的結構示意圖； 附圖4是本實用新型增壓渦輪的機構示意圖； 附圖5是本實用新型供風風葉的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步的說明，見附圖1和附圖2 所示， 一種再生風能風力發電機，它包括風筒1和安裝在風筒1出 風端的主風輪3，其中，本實施例所述的風筒l為兩端開口的中空筒 體，風筒1內固定有發電機2，所述主風輪3與發電機2的轉軸21 同軸固接，亦即是說，所述主風輪3的中心軸線與轉軸21的中心軸 線重合。
所述風筒1內自進風端至出風端依次安裝有供風風葉4、增壓渦 輪5和吸風風葉6;所述增壓渦輪5與發電機2的轉軸21同軸固接， 所述吸風風葉6同軸套接在轉軸21上；所述供風風葉4由一固設在 風筒l內的供風馬達41驅動；所述吸風風葉6由一固設在風筒l內 的吸風馬達61驅動；其中，所述供風風葉4與吸風風葉6均為槳葉 葉輪，如附圖5所示，供風風葉4包括與供風馬達41的輸出軸固接 的輪軸43，以及多片徑向安裝在輪軸43上的槳葉42，所述槳葉42 傾斜於輪軸43的軸線安裝，供風風葉4轉動時，所述槳葉42切割 氣流，並使氣流沿槳葉42的傾斜方向流動，從而達到將空氣從槳葉 42的一側吸往另一側的目的；所述吸風風葉6的結構與工作原理與 所述的供風風葉4相同。所述風筒l出風端固設有高壓風機7，所述高壓風機7的出風口 正對所述主風輪3;所述高壓風機7由單獨的馬達驅動，高壓風機7 能提高流經其內的氣流的風壓；高壓風機7為成熟的現有技術，其 構造和工作原理這裡不再贅述。
其中，所述發電機2的轉軸21兩端均伸出定子，所述增壓渦輪 5和吸風風葉6均安裝在發電機2靠近進風端的一側。
見附圖2所示，所述主風輪3與發電機2之間同軸設置有變速 器9;所述增壓渦輪5與吸風風葉6之間同軸設置有變速器9;變速 器9的作用是改變傳遞至轉軸21的轉速，使轉軸21獲得合適的轉 速，促使發電機2在一個合適的轉速下工作。 .
如附圖2所示，本實用新型所述的風力發電機工作時，啟動供 風馬達41、吸風馬達61和高壓風機7，空氣從風筒1的進風端進入， 且被供風馬達41帶動，在風筒l內形成大流量的氣流；所述氣流在 高壓風機7的作用下，流速提高，形成高速氣流；所述高速氣流從 風筒l的出風端噴出，噴至所述主風輪3的葉片31上，帶動主風輪 3轉動；主風輪3帶動與之同軸固接的發電機2轉軸21轉動，從而 使發電機2內的磁場被切割而產生感應電勢，達到發電的目的，其 中，發電機2的工作原理為現有技術；所述轉軸21轉動後，與轉軸 21同軸固接的增壓渦輪5也隨轉軸21同步轉動，所述增壓渦輪5 的渦葉51轉動，從而使流經增壓渦輪5的氣流產生渦流，風壓增強； 這樣，空氣經供風風葉4被吸入風筒1，經增壓渦流形成高速氣流， 又經吸風風葉6的二次增流，最後經高壓風機7的二次增壓，形成持續的高速氣流，驅動主風輪3帶動發電機2轉軸21轉動而發電。 所述風筒1在外界氣流的風速較低時，仍可對氣流進行增流增壓作 用，從而驅使發電機2穩定運轉，從而最大限度地消除了風力發電 機對外界氣流環境的依賴，提高風力發電機的適用範圍。
見附圖1和附圖3所示，本實施例所述主風輪3直徑大於所述 風筒1的直徑，這樣，主風輪3超出風筒1直徑的部分也可以接受 風筒1外的自然風衝擊，進一步提高了主風輪3對氣流能量的吸收 利用；本實施例所述主風輪3包括一與發電機2的轉軸21固接的連 接軸32，所述連接軸32周沿均布有多片葉片31，具體地說，本實 施例所述主風輪3在連接軸32周沿設置了 8片葉片31;其中，每片 葉片31由一側根部311翹曲而呈弧面狀，這樣，氣流噴至葉片31 上時，被葉片31的弧面312引導，形成沿弧面312流動的渦流，從 而推動主風輪3旋轉；又，本實施例風輪設置了8片葉片31，這樣 風筒1內的氣流大部分能作用在主風輪3上，主風輪3對氣流的能 量利用率高，這樣，與現有的風力發電機相比，主風輪3的直徑可 以大大縮小，從而減小風力發電機的體積，既降低了製造成本，也 為安裝維護提供了方便，同時，使風力發電機對安裝場地的限制減 少。
其中，所述風筒l出風端安裝有至少4個高壓風機7，所述高壓 風機7均勻分布在風筒1出風端端面上；具體地說，本實施例所述 風筒1出風端安裝有8個高壓風機7，所述8個高壓風機7交替分布 在風筒1出風端的內壁和外壁；安裝在風筒1內的高壓風機7是使風筒1內的氣流增速，安裝在風筒1外的高壓風機7是使外界氣流增速。
見附圖4所示，本實施例所述增壓渦輪5的渦葉51由一側葉根 511翹曲而呈弧面狀，所述增壓渦輪5的結構與上述的主風輪3相同， 所不同的是，所述增壓渦輪5的渦葉51翹曲方向與所述主風輪3的 葉片31翹曲方向相反，這樣，增壓渦輪5在轉軸21的帶動下旋轉 時，渦葉51切割流經的空氣，使氣流形成沿渦葉51的弧面512的 渦流，達到使氣流的風壓增大的目的。
見附圖2所示，本實施例所述風筒1內在供風風葉4與所述增 壓渦輪5之間，以及主風輪3與所述發電機2的定子之間，均設置 有風速傳感器10;所述增壓渦輪5與與之相鄰的變速器9之間設置 有電磁恆速器8;所述主風輪3與與之相鄰的變速器9之間也設置有 電磁恆速器8。所述的電磁恆速器8均與與之相鄰的風速傳感器10 連接；發電機2工作時，要求其轉軸21的轉速保持在一個穩定的範 圍，過高或過低的轉速均會對發電機2造成損傷，甚至損毀發電機2; 而本實用新型與所述轉軸21固接的主風輪3，其轉速由空氣的流速 決定，而空氣流速並不穩定；本實施例設置了風速傳感器10和電磁 恆速器8後，風速傳感器10採集流經的氣流流速，並形成控制信號， 傳遞至所述的電磁恆速器8，當風速過高，使主風輪3或增壓渦輪5 轉速過快，從而造成所述轉軸21轉速過快時，電磁恆速器8內的磁 場作用，降低轉軸21轉速，使轉軸21在一個穩定的轉速範圍內轉 動，從而使發電機2平穩運轉，提高發電機2的工作壽命。本實施例所述的風速傳感器10、電磁恆速器8和變速器9均屬 於現有技術，其結構和工作原理這裡不作贅述。
見附圖1所示，本實施例所述風筒1的進風端延設有一直徑逐 漸增大的喇叭狀入口 ll，所述入口 11的形狀保證了風筒1能增大對 外界氣流的吸取量，從而獲得更多的氣流能量。
其中，所述入口 ll端面上設置有安全罩，該安全罩能過濾空氣 中的雜物，避免雜物進入風筒l，對風筒l的內部結構造成損害。
見附圖1或附圖2所示，本實施例所述風筒1下端設置有風向 轉動平臺201，本風力發電機通過該風向轉動平臺201安裝在一支架 20上，所述風向轉動平臺201與一導向風葉連接，導向風葉能驅使 風筒1在風向轉動平臺201上轉動，從而使風筒1的進風端始終正 對氣流方向；風筒1上端設置有避雷針30，風力發電機一般安裝在 空曠場地的較高處，容易遭受雷擊，故而在風筒1上端安裝避雷針 30。
見附圖2所示，本實施例所述支架20上安裝有發電機2恆速恆 壓自動控制櫃202，所述自動控制櫃202用以控制供風馬達41、吸 風馬達61和高壓馬達，以使作用在主風輪3上的氣流保持穩定合適 的風速和風壓；同時，自動控制櫃202還可以設置電磁恆速器8的 工作參數，以使發電機2穩定運轉。
以上所述僅是本實用新型的較佳實施方式，故凡依本實用新型 專利申請範圍所述的構造、特徵及原理所做的等效變化或修飾，均 包括於本實用新型專利申請範圍內。
權利要求1、一種再生風能風力發電機，它包括風筒(1)和安裝在風筒(1)出風端的主風輪(3)，風筒(1)內固定有發電機(2)，所述主風輪(3)與發電機(2)的轉軸(21)同軸固接；其特徵在於所述風筒(1)內自進風端至出風端依次安裝有供風風葉(4)、增壓渦輪(5)和吸風風葉(6)；所述增壓渦輪(5)與發電機(2)的轉軸(21)同軸固接，所述吸風風葉(6)同軸套接在轉軸(21)上；所述供風風葉(4)由一固設在風筒(1)內的供風馬達(41)驅動；所述吸風風葉(6)由一固設在風筒(1)內的吸風馬達(61)驅動；所述風筒(1)出風端固設有高壓風機(7)，所述高壓風機(7)的出風口正對所述主風輪(3)。
2、 根據權利要求l所述的一種再生風能風力發電機，其特徵在 於所述發電機(2)的轉軸(21)兩端均伸出定子，所述增壓渦輪(5)和吸風風葉(6)均安裝在發電機(2)靠近進風端的一側； 所述主風輪(3)與發電機(2)之間同軸設置有變速器(9); 所述增壓渦輪(5)與吸風風葉(6)之間同軸設置有變速器(9)。
3、 根據權利要求2所述的一種再生風能風力發電機，其特徵在 於所述主風輪(3)直徑大於所述風筒(1)的直徑；主風輪(3) 的葉片由一側葉根翹曲而呈弧面狀。
4、 根據權利要求3所述的一種再生風能風力發電機，其特徵在於所述風筒(1)出風端安裝有至少4個高壓風機(7)，所述高壓風機(7)均勻分布在風筒(1)出風端端面上。
5、 根據權利要求4所述的一種再生風能風力發電機，其特徵在 於所述風筒(1)出風端安裝有8個高壓風機(7)，所述8個高壓 風機(7)交替分布在風筒(1)出風端的內壁和外壁。
6、 根據權利要求3所述的一種再生風能風力發電機，其特徵在 於所述增壓渦輪(5)的渦葉由一側葉根翹曲而呈弧面狀，所述增 壓渦輪(5)的渦葉翹曲方向與所述主風輪(3)的葉片翹曲方向相 反。
7、 根據權利要求2所述的一種再生風能風力發電機，其特徵在 於所述風筒(1)內在供風風葉(4)與所述增壓渦輪(5)之間， 以及主風輪(3)與所述發電機(2)的定子之間，均設置有風速傳 感器(10);所述增壓渦輪(5)與與之相鄰的變速器(9)之間設置 有電磁恆速器(8);所述主風輪(3)與與之相鄰的變速器(9)之 間設置有電磁恆速器(8)。
8、 根據權利要求1 6任意一項所述的一種再生風能風力發電 機，其特徵在於所述風筒(1)的進風端延設有一直徑逐漸增大的 喇叭狀入口 (11)。
9、 根據權利要求8所述的一種再生風能風力發電機，其特徵在於所述入口 (11)端面上設置有安全罩。
10、 根據權利要求1 6任意一項所述的一種再生風能風力發電機，其特徵在於所述風筒(1)下端設置有風向轉動平臺(201);風筒(1)上端設置有避雷針(30)。
專利摘要本實用新型涉及發電機技術領域，特別涉及一種再生風能風力發電機；它包括風筒和安裝在風筒出風端的主風輪，風筒內依次安裝有供風風葉、增壓渦輪、吸風風葉和發電機；主風輪、增壓渦輪和吸風風葉均與發電機轉軸同軸固接；風筒出風端固設有高壓風機；使用時，經供風風葉和吸風風葉的兩次增流，大流量的空氣進入風筒，並經所述高壓風機而形成高速氣流，帶動主風輪轉動，從而驅動發電機發電；轉軸轉動後，增壓渦輪也同步轉動，使風筒內的風壓和風速進一步提高；本實用新型風筒內設置了增流增壓裝置，對風能的利用率大大提高，且外界風速低時，也可通過所述供風風葉和吸風風葉主動吸取空氣而發電，在外界風速低時仍可正常運轉發電。
文檔編號F03D1/04GK201386625SQ200920052210
公開日2010年1月20日 申請日期2009年3月6日 優先權日2009年3月6日
發明者許純權 申請人:東莞市金鑫智能機械設備有限公司