专利名称：小型风力发电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种风力发电设备，尤其涉及一种小型风力发电装置。
背景技术：
传统的小型风力发电装置一般由发电机、叶轮、舵杆组成(见图3)，发电机裸露在 外面，其轴端连接叶轮的轮毂并且采用一个导流罩防止灰尘进入，发电机的另一端一方面 与舵杆连接另一方面与立柱连接。叶轮的叶片相对轮毂轴向是垂直的。这种小型风力发电 机的不足有以下几方面一、导流罩仅起防护作用。叶轮安装时是叶片与轮毂安装做好平衡之后，再装上导 流罩的。轮毂材料一般为金属碳钢或铝合金，轮毂直径不能做太大，否则转动惯量增大，一 般外径不超过发电机外径。而导流罩只能装在轮毂上，考虑二次安装和转动惯量的二重因 素，迫使导流罩只能做得很小，很薄，很轻，甚至不做。为了不加大风轮的转动惯量和二次安 装的平衡精度要求，迫使风机的轮毂、叶片制造、安装精度要求提高，增加了风机的制造难 度和成本，同时对风机的综合技术参数产生了不利因素如下1、导流罩基本不起导流作用。造成叶轮根部涡流阻力增大，降低了风轮的转换效 率；2、由于二次安装的累积误差，影响到风轮的平衡精度，增加了启动阻力、发电效率 和启动风速。同时导流罩的固定位和紧固件抗腐蚀强度不够，安装后1-2年由断、落之危险。二、发电机裸露在外，1、当阳光曝晒高温和发电机温升的双重作用，轴承润滑脂就 会熔化造成流油现象，降低了润滑效果。2、下雨时，水易进入轴承和永磁发电机内部，造成 轴承、永磁体锈蚀，极易造成发电机之损坏。从理论上讲，这样的布局结构为以后的正常发 电埋下了极大的隐患，更谈不上全天候、无故障运行之理念。三、采用尾舵调风系统，由于尾舵的惯行作用，风机需几次调整才能到位。特别是 风向改变频次高，使风轮对准最大迎风面时间减少，从而降低了风机的发电效益。三、风能密度。自然界中，风是时有时无，时大时小的一种自然现象，我们导入一个风场强度概 念，即风速在1-12米/秒的特定值时，扫风面积越大，外部作用的能量越大。但是，叶片强 度也随之减弱，叶片重量和转动惯量也随之增大。大风时，叶片有吹断的危险，系统的动静 平衡也随之增大。同时，自然界是一般风速大都在四级左右。按贝兹理论和传统经验抄袭 的叶片数据做的风力发电机其额定风速都在12米/秒左右。这样的风力机全年发电时间 是非常有限的。由于前面一、二、三项的缺陷，就贝兹理论和传统的叶片数据链做成的风机。使其 发电机发出的额定功率时所需额定风速为12米/秒。在自然界中，适合人类居住的地方， 其年平均风速在3-8米/秒之间，而12米/粆的风速，全年累积也只有多约5-20小时左右 (台风和特大风时，风机处于刹车状态)。传统风力发电机安装在适合人类居住的地方，年发
3出额定时间也就那么几天。过高的额定风速要求，迫使风力发电机绝大部分时间是发不出 电的，发出的电能不能克服系统的内阻进行作功，基本没有实用价值。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种发电效率高，具有实用价值的小型风力发电装置。本实用新型提供的这种小型风力发电装置，包括发电机、叶轮、立柱，叶轮由轮毂 和叶片组成，本发明还包括一导流罩，所述发电机安装在导流罩中，导流罩上设有回转件， 导流罩通过该回转件与立柱可转动连接，所述叶片的叶尖向后弯曲。所述导流罩和叶轮的主体材料采用高分子复合轻质材料。本实用新型由于改进了导流罩、摈弃了舵杆，并且叶尖向后弯曲，这些因素都使得 本发电装置能在风力低速段起动，有效提高发电效率。首先本实用新型的导流罩使用能起 到整流扩压作用，叶尖向后弯曲成弧形，充当了一个离心叶片的作用，当风轮达到一定转速 后由于叶片尖部的离心作用，迫使风轮后部产生了一个负压区A，空间结构如图2所示，这 个负压区空间区的大小，负压强度是随着风速的变化组成一定的函数关系。负压空间区的 产生，起到了以下两个积极作用1、使扩压提速效果更加增强，增加了相对风速；2、减少了叶片根部在负压区的涡流阻力，弥补了叶片半径变化，因线速度不同，攻 角变化，影响升力系数，阻力系数，对叶形设计的束缚，使叶片得以在低风速区段就能起动， 高效捕风发电的要求得以实现。导流罩与立柱通过回转件连接，快速准确对风，使风力得到 最大效率的利用。发明人通过试验本实用新型的做功效率可提高42%，起动风速低，起动风速一般为 1. 8-2米/秒，额定风速，一般为5-8米/秒，风速在2-3米/秒就能发电。因此本实用新型 大部分时间都能发电，为人类提供了一种真正意义上的环保新能源。
图1是本实用新型的结构示意图。图2是风轮后部形成负压区的空间示意图。图3是传统小型风力发电装置的结构示意图。
具体实施方式
从图1可以看出本实用新型仍具有发电机1、叶轮2、立柱3，但还有导流罩4，发 电机1安装在导流罩4中，导流罩4上有回转件(轴承)，立柱3通过该回转件与导流罩4连 接，起到支撑作用，导流罩4在风的作用下非常灵活而平稳地自动调节叶轮2的方位，使风 始终以最佳角度作用于叶轮2。叶轮2包括轮毂21和叶片22，其中叶片22的叶尖向后弯 曲成，风从导流罩4流线状地到达叶片22，由于叶尖向后弯曲，当风轮达到一定转速后叶片 尖部将起到离心作用，进而迫使风轮后部产生了一个负压区，空间结构如图2。发电机1的 输入轴与叶轮2的轮毂21中心孔连接，由叶轮2带动发电机1转动发电。导流罩4和叶轮 2的主体材料采用高分子复合轻质材料。
权利要求1.一种小型风力发电装置，包括发电机(1)、叶轮(2)、立柱(3)，叶轮(2)由轮毂(21) 和叶片(22)组成，其特征在于还包括导流罩(4)，所述发电机(1)安装在导流罩(4)中，导流 罩(4)上设有回转件，导流罩(4)通过该回转件与立柱(3)可转动连接，所述叶片(22)的叶 尖向后弯曲。
2.根据权利要求1所述的小型风力发电装置，其特征在于导流罩(4)和叶轮(2)的主 体材料采用高分子复合轻质材料。
专利摘要本实用新型公开的这种小型风力发电装置，包括发电机、叶轮、立柱，叶轮由叶片和轮毂组成，本实用新型还包括一导流罩，发电机安装在导流罩中，导流罩上设有回转件，导流罩通过该回转件与立柱可转动连接，叶片的叶尖向后弯曲。本实用新型能使风速在2-3米/秒就发电，使小型风力发电机更加具有实用性，能充分将风能转为电能。
文档编号F03D3/06GK201934261SQ20112008704
公开日2011年8月17日 申请日期2011年3月29日 优先权日2011年3月29日
发明者王亮海 申请人:王亮海