一种风力发电装置及笼式风叶的制作方法

本实用新型涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风力发电装置及笼式风叶。

背景技术：

近年来，随着新能源行业的兴起，风力发电技术也愈发成熟。风力发电主要利用风能带动风机的风叶转动、风机进一步带动发电机转动，从而实现风能向电能的转换。风能发电的运行效率取决于叶片接收并转化风能的效率，但是现有技术中风机的风叶主要接收一个方向的来流，即风叶只具有一个迎风面，而实际生活中，自然界的风向是不定向的，这种一个迎风面的风叶造成了大量风能的浪费，使得风能的利用率较低、并降低了风能发电的效率和产能。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种笼式风叶，用于解决现有技术中风叶的迎风面较少，不能充分利用各个风向的风能的技术问题。本实用新型还提供了一种应用上述笼式风叶的风力发电装置。

本实用新型的笼式风叶采用如下的技术方案：

笼式风叶包括转轴，所述转轴上沿着前后延伸方向顺次设置有至少一个风叶单元，所述风叶单元包括固定在转轴上的前安装座、固定在转轴上的后安装座以及连接在前安装座和后安装座之间的至少两个风叶，各风叶沿着转轴的周向等间隔布置，所述风叶为u型，风叶包括与前安装座连接的前迎风板、与后安装座连接的后迎风板以及连接在前迎风板和后迎风板之间的中间迎风板。

有益效果：通过将风叶设计成u型，风叶包括前迎风板、后迎风板以及中间迎风板，其中前迎风板可以接受来自前方的风能、后迎风板可以接受来自后方的风能，中间迎风板能够接受周向的风能，通过采用这种结构设计增加了风叶的迎风面，使得风叶能够利用各个方向的风能，提高了风能的利用率，避免了风能的浪费。

进一步地，各风叶的后迎风板和前迎风板在转轴的周向方向上均错开设定角度，以使对应的后迎风板位于相邻两个前迎风板的夹角位置处。其有益效果是：通过将前迎风板和后迎风板错开设定角度设置，使得后迎风板也可接受来自前方的风能，同时也使得前迎风板也可以接受来自后方的风能，这样增加了前后风能的迎风面积，进一步提高了对风能的利用率。

进一步地，所述中间迎风板为螺旋状。其有益效果是：方便了前迎风板和后迎风板在周向方向上错开设定的角度进行设置，并使得中间迎风板与转轴的间距一致，这样有利于笼式风叶的转动。

进一步地，所述前迎风板和中间连接板的夹角、后迎风板和中间连接板的夹角均为钝角。其有益效果是：使得前迎风板和中间连接板的连接类似流线型，一定程度上缩减了笼式风叶的直径，减弱了笼式风叶转动时的离心作用。

进一步地，前迎风板和中间迎风板的连接位置处、后迎风板和中间迎风板连接位置处均为平滑过渡。其有益效果是：使得风流在流动过程中更加顺畅，避免了局部风阻较大造成内耗的问题。

进一步地，所述前迎风板、后迎风板以及中间迎风板一体浇注成型。其有益效果是：使得对风叶具有较高的结构强度。

进一步地，所述前安装座和后安装座均为圆球状。其有益效果是：使得各方向的风流吹在前安装座和后安装座上时均为曲面接触，降低了风阻。

本实用新型的风力发电装置采用如下的技术方案：

风力发电装置包括发电机以及用于驱动发电机转动的笼式风叶，所述笼式风叶包括转轴，所述转轴上沿着前后延伸方向顺次设置有至少一个风叶单元，所述风叶单元包括固定在转轴上的前安装座、固定在转轴上的后安装座以及连接在前安装座和后安装座之间的至少两个风叶，各风叶沿着转轴的周向等间隔布置，所述风叶为u型，风叶包括与前安装座连接的前迎风板、与后安装座连接的后迎风板以及连接在前迎风板和后迎风板之间的中间迎风板。

有益效果：通过将风叶设计成u型，风叶包括前迎风板、后迎风板以及中间迎风板，其中前迎风板可以接受来自前方的风能、后迎风板可以接受来自后方的风能，中间迎风板能够接受周向的风能，通过采用这种结构设计增加了风叶的迎风面，使得风叶能够利用各个方向的风能，提高了风能的利用率，避免了风能的浪费。

进一步地，各风叶的后迎风板和前迎风板在转轴的周向方向上均错开设定角度，以使对应的后迎风板位于相邻两个前迎风板的夹角位置处。其有益效果是：通过将前迎风板和后迎风板错开设定角度设置，使得后迎风板也可接受来自前方的风能，同时也使得前迎风板也可以接受来自后方的风能，这样增加了前后风能的迎风面积，进一步提高了对风能的利用率。

进一步地，所述中间迎风板为螺旋状。其有益效果是：方便了前迎风板和后迎风板在周向方向上错开设定的角度进行设置，并使得中间迎风板与转轴的间距一致，这样有利于笼式风叶的转动。

进一步地，所述前迎风板和中间连接板的夹角、后迎风板和中间连接板的夹角均为钝角。其有益效果是：使得前迎风板和中间连接板的连接类似流线型，一定程度上缩减了笼式风叶的直径，减弱了笼式风叶转动时的离心作用。

进一步地，前迎风板和中间迎风板的连接位置处、后迎风板和中间迎风板连接位置处均为平滑过渡。其有益效果是：使得风流在流动过程中更加顺畅，避免了局部风阻较大造成内耗的问题。

进一步地，所述前迎风板、后迎风板以及中间迎风板一体浇注成型。其有益效果是：使得对风叶具有较高的结构强度。

进一步地，所述前安装座和后安装座均为圆球状。其有益效果是：使得各方向的风流吹在前安装座和后安装座上时均为曲面接触，降低了风阻。

附图说明

图1是本实用新型的风力发电装置的实施例1的整体结构示意图；

图2是本实用新型的风力发电装置的实施例1的侧视示意图；

图3是本实用新型的风力发电装置的实施例1的主视示意图。

附图标记说明如下：

1-转轴，2-后安装座，3-前安装座，4-风叶，5-发电机。

具体实施方式

为更好的说明本实用新型的目的、技术方案和优点，下面结合附图和实施例对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

本实用新型的风力发电装置的实施例1：

如图1至图3所示，风力发电装置包括发电机5以及用于驱动发电机5运转的笼式风叶。发电机5上连接有竖杆(图中未画出)，风力发电装置可以通过竖杆固定在相应的位置处。笼式风叶包括转轴1，转轴1的后端与发电机5内的转子固定连接，当转轴1转动时即会带动发电机5的转子进行转动，从而进行发电。笼式风叶还包括设置在转轴1上的风叶单元，本实施例中转轴1上只设置有一个风叶单元。风叶单元包括固定在转轴1前侧的前安装座3以及固定在转轴1后侧的后安装座2，本实施例中前安装座3和后安装座2均为圆球状。转轴1同时穿过前安装座3和后安装座2的球心进行设置。

风叶单元还包括连接在前安装座3和后安装座2之间的风叶4，本实施例中风叶4共有八个，八个风叶4沿着转轴1的周向等间隔进行布置。本实施例中各风叶4均为u型，风叶4包括与前安装座3固定连接的前迎风板、与后安装座2固定连接的后迎风板以及连接在前迎风板和后迎风板之间的中间迎风板。本实施例中前迎风板、后迎风板以及中间迎风板采用一体浇注成型的方式进行加工，这样能够保证风叶4各部分的结构强度，从而避免风叶4在受到外力轻易变形的情况。

本实施例中前迎风板为刀型的弯曲板，前迎风板用于与前安装座3固定的一端宽度较窄、用于与中间连接板固定的另一端宽度较宽，这样能够增大前迎风板转化风能的效率，使得前迎风板在受到较小的风流时依然能够发生转动。本实施例中前迎风板还具有轻微的螺旋，即前迎风板沿着延伸方向类似麻花状。本实施例中后迎风版与前迎风板的结构相同，此处不再赘述。

本实施例中前迎风板和中间迎风板的夹角、后迎风板和中间迎风板的夹角均为钝角，这样能够缩减笼式风叶的径向尺寸，减轻气流的离心发散作用。此外前迎风板和中间迎风板的连接处、后迎风板和中间迎风板的连接处均为平滑过渡。

本实施例中前迎风板和后迎风板在周向上错开设定的角度进行设置，各后迎风板分别位于对应相邻的两个前迎风板的夹角位置处，即从笼式风叶的前方看，任意相邻的两个前迎风板之间均能看到一个后迎风板，相似的，任意相邻两个后迎风板之间也均能看到一个前迎风板。这样能够增加笼式风叶的前迎风面和后迎风面，从而提到了风能的利用率。

本实施例中中间迎风板为螺旋状，中间迎风板绕着转轴1的周向进行螺旋，这样使得中间迎风板的各个位置均与转轴1的间距相同，从而有利于笼式风叶在转动时的稳定性；此外中间迎风板为螺旋状还方便了与前迎风板和后迎风板的连接。需要说明的是，中间迎风板宽度方向的两侧分别为左侧和右侧，中间迎风板的左侧与转轴1的间距要小于右侧与转轴1的间距。

本实施例的风力发电装置在使用时，来自前方的风流可以作用在前迎风板上，来自后方的风流可以作用在后迎风板上、来自周向的风流可以作用在中间迎风板上，这样任意方向的风流均能得到有效利用，从而提高了对风能的有效利用率，避免了风能的浪费。

本实用新型的风力发电装置的实施例2，与实施例1的区别技术特征在于：转轴上可以设置有多个风叶单元，各风叶单元沿着转轴的前后方向间隔设置。

本实用新型的风力发电装置的实施例3，与实施例1的区别技术特征在于：前安装座和后安装座可以为梭型、椭球型等。

本实用新型的笼式风叶的实施例：笼式风叶的具体结构与上述风力发电装置的实施例中的笼式风叶的具体结构相同，此处不再赘述。

以上实施例主要描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。