一种风力发电机的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种风力发电机，包括发电装置主体与底座，所述发电装置主体包括风力叶片和中轴，所述中轴沿竖直方向安装在所述底座上，所述风力叶片沿所述中轴的纵向安装在所述中轴上，所述发电装置主体还包括：挡风壳体，用于根据风向而遮挡住围绕所述中轴的180度范围，以使所述风力叶片受到风力的驱动的叶面始终是所述风力叶片的迎风面，从而所述风力叶片始终沿一个方向旋转；以及挡风壳体转向系统，用于带动所述挡风壳体根据风向进行转动；并且所述风力叶片的迎风面上设置有凹坑，所述凹坑用于增大风力的驱动力。本实用新型的风力发电机具有结构简单、设计新颖、适用范围广、发电效率高的有益效果。
【专利说明】
一种风力发电机
技术领域
[0001]本实用新型属于风力发电的技术领域，特别涉及一种风力发电机。【背景技术】
[0002]虽然目前的发电装置较多，但在地理条件有限的地区，大型发电装置的运输、安装均难完成，且成本较高，并不实用。而目前的小型风车等发电装置在安装后只能转换利用固定风向的风能，当风向发生改变时，则需要移动设备，因风向变化较快，往往需要来回移动安装设备，时效性较差且容易损坏设备，该类装置也无法连续转换利用风能，转换率较低。
[0003]此外，目前的风力发电机主要是三个叶片在外界风力的作用下旋转进而通过发电机进行发电，这种装置需要在既空旷又地势较高的地方发电效果会较好，但是该种方式发电不适用于建筑物较多、地理环境不太空旷的环境下。
[0004]在新能源日益受欢迎的今天，为了让生活中能够更大程度地利用风能发电，为此本领域迫切需要一种结构简单、占地面积小、发电效率高的风力发电机。【实用新型内容】
[0005]本实用新型旨在克服以上技术问题，提出一种结构简单、设计新颖、适用范围广、 发电效率高的风力发电机。
[0006]为解决上述技术问题，根据本实用新型的第一方面，提供一种风力发电机，包括发电装置主体与底座，所述发电装置主体包括风力叶片和中轴，所述中轴沿竖直方向安装在所述底座上，所述风力叶片沿所述中轴的纵向安装在所述中轴上，其中，
[0007]所述发电装置主体还包括:
[0008]挡风壳体，用于根据风向而遮挡住围绕所述中轴的180度范围，以使所述风力叶片受到风力的驱动的叶面始终是所述风力叶片的迎风面，从而所述风力叶片始终沿一个方向旋转；以及
[0009]挡风壳体转向系统，用于带动所述挡风壳体根据风向进行转动;并且
[0010]所述风力叶片的迎风面上设置有凹坑，所述凹坑用于增大风力的驱动力。
[0011]根据本实用新型的第二方面，提供一种风力发电机，其中，所述风力叶片沿所述中轴的纵向包括至少两段叶片，所述中轴包括同轴的至少两个转轴，每段所述叶片分别对应地安装在一个所述转轴上，每段所述叶片通过对应的所述转轴而分别连接到对应的一个发电机，并且，每段所述叶片能够独立受到风力作用而旋转。
[0012]根据本实用新型的第三方面，提供一种风力发电机，其中，所述挡风壳体转向系统包括:风向标、滑轮、轨道、驱动器以及控制器，
[0013]所述风向标设置在所述中轴的顶部，用于检测实时风向；
[0014]所述滑轮设置在所述挡风壳体的底部，用于带动所述挡风壳体旋转；
[0015]所述轨道设置在所述底座的顶部，用于引导所述挡风壳体旋转；以及
[0016]所述驱动器与所述控制器设置在所述底座中，用于驱动与控制所述挡风壳体的旋转。
[0017]根据本实用新型的第四方面，提供一种风力发电机，其中，所述挡风壳体为半开半闭式的半圆柱结构，通过其轴线的横向断面为挡风壳体的敞口端面。
[0018]根据本实用新型的第五方面，提供一种风力发电机，其中，所述底座包括:底座壳体、发电机与变速箱，所述发电机与所述变速箱在所述底座壳体的内部通过传动轴连接。
[0019]根据本实用新型的第六方面，提供一种风力发电机，其中，还包括支架，所述支架用于将所述发电装置主体固定在所述底座壳体上。
[0020]根据本实用新型的第七方面，提供一种风力发电机，其中，所述支架由四个方向的支柱构成，用于将所述发电装置主体固定在所述底座壳体上。
[0021]根据本实用新型的第八方面，提供一种风力发电机，其中，所述风向标的指向与所述挡风壳体顶部或底部的半圆面的直径平行。
[0022]根据本实用新型的第九方面，提供一种风力发电机，其中，所述底座壳体的材质选用不锈钢。
[0023]根据本实用新型的第十方面，提供一种风力发电机，其中，所述凹坑形状为圆形、 方形、椭圆形或多边形。
[0024]本实用新型的风力发电机相比于现有技术具有如下优点:本实用新型通过在挡风壳体及挡风壳体转向系统共同作用下，使得其上设置有凹坑的风力叶片能够利用更多的风能，尽量$父少风能损失，进而提尚风力发电机的发电效率。【附图说明】
[0025]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。[〇〇26]图1为本实用新型的风力发电机的一种结构示意图；[〇〇27]图2为本实用新型的风力发电机的另一种结构示意图；[〇〇28]图3为本实用新型的风力发电机的风力叶片的一种结构示意图；[〇〇29]图4为本实用新型的风力发电机的风力叶片的另一种结构示意图。[〇〇3〇]附图标记说明:[〇〇31] 1、发电装置主体11、风力叶片
[0032]111、凹坑12、中轴[〇〇33] 13、挡风壳体14、挡风壳体转向系统
[0034]141、风向标2、底座[〇〇35]21、底座壳体22、发电机
[0036]23、变速箱3、支架【具体实施方式】
[0037]为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明了，下面结合【具体实施方式】并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构及技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
[0038]图1为本实用新型的风力发电机的一种结构示意图，图2为本实用新型的风力发电机的另一种结构示意图，如图1和图2所示，本实用新型提供了一种风力发电机，其包括发电装置主体1与底座2,发电装置主体1包括风力叶片11和中轴12,中轴12沿竖直方向安装在底座2上，风力叶片11沿中轴12的纵向方向安装在中轴12上。具体地，发电装置主体1还包括: 挡风壳体13以及挡风壳体转向系统14,其中，挡风壳体13用于根据风向而遮挡住围绕中轴 12的180度范围，以使风力叶片11受到风力的驱动的叶面始终是风力叶片11的迎风面，从而可以使得风力叶片11始终沿一个方向旋转;挡风壳体转向系统14用于带动挡风壳体13根据风向进行转动。需要说明的是，目前生活中进行发电的风力发电机的叶片都是平滑叶面，这样会造成很大程度上风能的损失，为了增大风能利用率，图3为本实用新型的风力发电机的风力叶片的一种结构示意图，图4为本实用新型的风力发电机的风力叶片的另一种结构示意图，如图3和图4所示，在本实用新型的风力叶片11的迎风面上设置有凹坑111，背风面仍设置为光滑叶面。这样设置的带有凹坑111的风力叶片11可以增大风力的驱动力，并且在风力的驱动下会最大程度上利用风能，使其转化为电能，进而提高发电效率。
[0039]本实用新型中的叶片为与中轴12平行的完整的矩形叶片，由于风力叶片11的重量影响，在风力较弱的时候风力叶片11可能会因风力驱动力不足而不能绕中轴12旋转，进而不能发电，为此可以将风力叶片11设置为沿中轴12纵向方向上的多个叶片。具体地，将风力叶片11进行如下设置:风力叶片11在沿中轴12的纵向方向上包括至少两段叶片，对应地，中轴12包括同轴的至少两个转轴，其中，每段叶片分别对应地安装在一个转轴上，每段叶片通过对应的转轴而分别连接到对应的一个发电机22,并且，每段叶片能够独立受到风力作用而旋转。这样设置的风力叶片11在风力较弱的情况下，可以转动其中一个、两个、三个或其他数目的叶片，即在风力较弱的情况下只转动其中一部分叶片，这样在风力较弱的时候风力发电机不仅可以运作，还可以最大限度地利用风能，从而提高风能的利用率。
[0040]上述风力叶片11在沿中轴12的纵向方向上包括至少两段叶片，需要说明的是，在实际生产与使用时，可以根据需要将叶片设置为不同尺寸或相同尺寸的风力叶片11。在受到风力作用时，这样设置的风力发电机可以根据风力的大小自动旋转合适尺寸的风力叶片 11，从而可以提尚风能的利用率，进而提尚发电效率。[0041 ]在本实用新型的进一步实施例中，挡风壳体转向系统14包括:风向标141、滑轮、轨道、驱动器以及控制器。其中，风向标141设置在中轴12的顶部，用于检测实时风向；滑轮设置在挡风壳体13的底部，用于带动挡风壳体13旋转;轨道设置在底座2的顶部，用于引导挡风壳体13旋转；以及驱动器与控制器设置在底座2中，用于驱动与控制挡风壳体13的旋转， 具体地，驱动器用于驱动挡风壳体13的旋转，控制器则用于控制挡风壳体13的旋转。这样设置的挡风壳体转向系统14可以根据风向的变化，由风向标141实时监测风向，然后由驱动器驱动挡风壳体13转动，由控制器根据风向来控制挡风壳体13沿着轨道进行转动，直至旋转至挡风壳体13的敞口面直径与风向标141平行为止。
[0042]在本实用新型的进一步实施例中，风力发电机的底座2包括:底座壳体21、发电机 22与变速箱23，其中，发电机22与变速箱23在底座壳体21的内部通过传动轴连接。需要说明的是，在风力发电机发电的过程中，风力叶片11的转动通过变速箱23改变转矩的大小以及转速的大小，然后带动发电机22发电。其中，变速箱23可以根据风力叶片11转动的速度等级来改变输出速度，进而改变发电机22的发电量以及发电效率的高低。
[0043]在本实用新型的进一步实施例中，挡风壳体13为半开半闭式的半圆柱结构，通过其轴线的横向断面为挡风壳体13的敞口端面。在本实用新型中该挡风壳体13的设置主要是为了遮挡住一部分风力，从而使得未被挡风壳体13遮挡住的风力叶片11在风力的作用下发生旋转。如图1所示，这样设置的挡风壳体13在风吹向风力叶片11时，会以中轴12为界限左边一半的风力叶片11被挡风壳体13遮住，使其受力几乎为零，而右边一半没有遮挡住，在风力的驱动下发生旋转，并且越转越快。另外，当挡风壳体13旋转至遮挡住左半边的风力叶片 11时，右半边的风力叶片11在风力的作用下逆时针旋转；当挡风壳体13旋转至遮挡住右半边的风力叶片11时，左半边的风力叶片11在风力的作用下顺时针旋转。
[0044]通常情况下，在风向标141随着风向转动的同时，挡风壳体13亦会随着风向标141 的指向发生旋转，直至旋转至其开口方向的截面直径方向与风向标141指向平行时停止，此时风力叶片11的迎风面上的凹坑111正好迎风，挡风壳体13遮挡住发电装置主体1的一半风力叶片11，另一半风力叶片11露置在空气中。在风力的作用下，以中轴12为界限，风力叶片 11上的凹坑111会尽可能地增大风能的驱动力，从而在风力的驱动下发生旋转，进而带动变速箱23发生转动，由此带动发电机22进行发电。
[0045]本实用新型的风力发电机还可以包括支架3,该支架3用于将发电装置主体1固定在底座壳体21上。需要说明的是，该支架3的作用是将发电装置主体1安装到底座壳体21上即可，其具体结构或数量不唯一。在本实用新型中，优选地，支架3由四个方向的支柱构成， 用于将发电装置主体1固定在底座壳体21上。在安装时，将四个支柱对称地设置在发电装置主体1的四周外侧，四个支柱的中心与中轴12连接。另外，本实用新型中的挡风壳体13顶端与支架3固定连接，其底端与挡风壳体转向系统14相连接。
[0046]在使用风力发电机时，如果是放置在地面上进行发电时，可以将底座2埋置于地面之下，这样可以将风力发电机牢固稳定地放置在某一位置处，不会发生由于风力过大造成风力发电机装置的倾倒或其他损害。当然，也可以直接将本实用新型的风力发电机放置于地面上进行发电。[〇〇47]在本实用新型的进一步实施例中，本实用新型的风力发电机在受到风力作用下时，风向标141的指向始终与挡风壳体13顶部或底部的半圆面的直径平行，这样设置是为了根据风向标141先确定风向，然后由挡风壳体转向系统14带动挡风壳体13发生转动，在转动至挡风壳体13顶部或底部的半圆面的直径与风向标141的指向平行时停止转动，这样可以保证风力叶片11迎风面上的凹坑111始终处于迎风的状态，从而提高风能利用率，进而提高风力发电机的发电效率。
[0048]在本实用新型的进一步实施例中，底座壳体21的材质选用不锈钢，这样设置可以将风力发电机牢固、安全、放心地放置于迎风位置处。当然，本实用新型中的底座壳体21也可以采用其他材质，只要满足能够将风力发电机牢固、安全、放心地放置于迎风位置处即可。
[0049]在本实用新型的进一步实施例中，风力叶片11上的凹坑111形状可以为圆形、方形、椭圆形或多边形，即凹坑111的形状不唯一，如3和图4所示，可以根据个人喜好或加工方便程度进行随意设置，只要能够满足增大风力叶片11上的风力驱动力即可。
[0050]本实用新型的风力发电机的整个系统在外形上可大可小，大的可以设计为几十米高，小的可以设计为几米高，其具体尺寸可以根据实际情况进行设计，并不限于上述表述的尺寸。需要说明的是，如果本实用新型的风力发电机尺寸较小时，整个系统可以不需要支架 3系统进行稳定。在具体使用本实用新型的风力发电机时，可以将其装到建筑物顶端，也可以装到柱子顶端。
[0051]应当理解的是，本实用新型的上述【具体实施方式】仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神及范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外， 本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围及边界、或者这种范围及边界的等同形式内的全部变化及修改例。
【主权项】
1.一种风力发电机，包括发电装置主体与底座，所述发电装置主体包括风力叶片和中 轴，所述中轴沿竖直方向安装在所述底座上，所述风力叶片沿所述中轴的纵向安装在所述 中轴上，其特征在于，所述发电装置主体还包括:挡风壳体，用于根据风向而遮挡住围绕所述中轴的180度范围，以使所述风力叶片受到 风力的驱动的叶面始终是所述风力叶片的迎风面，从而所述风力叶片始终沿一个方向旋 转；以及挡风壳体转向系统，用于带动所述挡风壳体根据风向进行转动;并且所述风力叶片的 迎风面上设置有凹坑，所述凹坑用于增大风力的驱动力。2.根据权利要求1所述的风力发电机，其特征在于，所述风力叶片沿所述中轴的纵向包 括至少两段叶片，所述中轴包括同轴的至少两个转轴，每段所述叶片分别对应地安装在一 个所述转轴上，每段所述叶片通过对应的所述转轴而分别连接到对应的一个发电机，并且， 每段所述叶片能够独立受到风力作用而旋转。3.根据权利要求1所述的风力发电机，其特征在于，所述挡风壳体转向系统包括:风向 标、滑轮、轨道、驱动器以及控制器，所述风向标设置在所述中轴的顶部，用于检测实时风向；所述滑轮设置在所述挡风壳体的底部，用于带动所述挡风壳体旋转；所述轨道设置在所述底座的顶部，用于引导所述挡风壳体旋转；以及所述驱动器与所述控制器设置在所述底座中，用于驱动与控制所述挡风壳体的旋转。4.根据权利要求1或2所述的风力发电机，其特征在于，所述挡风壳体为半开半闭式的 半圆柱结构，通过其轴线的横向断面为挡风壳体的敞口端面。5.根据权利要求1或2所述的风力发电机，其特征在于，所述底座包括:底座壳体、发电 机与变速箱，所述发电机与所述变速箱在所述底座壳体的内部通过传动轴连接。6.根据权利要求5所述的风力发电机，其特征在于，还包括支架，所述支架用于将所述 发电装置主体固定在所述底座壳体上。7.根据权利要求6所述的风力发电机，其特征在于，所述支架由四个方向的支柱构成， 用于将所述发电装置主体固定在所述底座壳体上。8.根据权利要求2所述的风力发电机，其特征在于，所述风向标的指向与所述挡风壳体 顶部或底部的半圆面的直径平行。9.根据权利要求5所述的风力发电机，其特征在于，所述底座壳体的材质选用不锈钢。10.根据权利要求1所述的风力发电机，其特征在于，所述凹坑形状为圆形、方形、椭圆 形或多边形。
【文档编号】F03D9/25GK205638799SQ201620500373
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月26日
【发明人】刘勇
【申请人】刘勇