一种风轮结构的制作方法

1.本发明涉及发电装置技术领域，更具体地说，是涉及一种风轮结构。


背景技术：

2.风力发电机作为可再生的清洁能源，并且节能环保，应用越来越多，其也是未来能源的最主要的组成部分。
3.风力发电机经过多年的发展，基本形成了水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机两种方式，水平轴风力发电机主要用于大型的风力发电，而垂直轴风力发电机主要用于小型的风力发电，垂直轴风力发电机又分为升力型和阻力型，但是现有技术中的阻力型的垂直轴风力发电机的风轮结构简单，且发电效率较低。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种风轮结构，以提高现有技术中垂直轴风力发电机的发电效率。
5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
6.一方面，本发明提供一种风轮结构，包括风轮组件，所述风轮组件包括横支架和绕转轴中心对称布置的多个叶片单元，其中，每一所述叶片单元包括：
7.第一叶片；
8.第二叶片，所述第一叶片、所述第二叶片均与所述横支架连接形成封闭端，且所述第一叶片和所述第二叶片倾斜设置形成夹角，所述封闭端的对侧具有第一开口；
9.侧挡板，所述侧挡板设于所述第一叶片和所述第二叶片之间的边缘并与所述第一叶片和所述第二叶片连接，所述侧挡板的对侧具有第二开口。
10.根据上述所述的风轮结构，所述侧挡板具有凸部，所述凸部朝向远离所述第二开口的一侧外凸。
11.根据上述所述的风轮结构，所述第一叶片与所述横支架所在水平面所成夹角范围值为0
°
～45
°
；
12.和/或，所述第二叶片与所述横支架所在水平面所成夹角范围值为0
°
～45
°
。
13.根据上述所述的风轮结构，所述风轮组件包括四个叶片单元，所述横支架呈十字型，所述横支架包括的每一支撑臂上设置一所述叶片单元，且相间的所述叶片单元呈中心对称。
14.根据上述所述的风轮结构，所述第一叶片和所述第二叶片之间还设有截面呈翼形的支撑柱，且所述支撑柱位于所述侧挡板的对侧，在第一开口和第二开口交集处，连接支撑第一叶片和第二叶片。
15.根据上述所述的风轮结构，所述第二叶片上开设有第一窗口，所述第一窗口位于所述第一叶片、所述第二叶片以及所述侧挡板形成角部处，所述第一窗口处设有第一窗扇板，所述第一窗扇板与所述第二叶片可开合连接。
16.根据上述所述的风轮结构，所述侧挡板上开设有第二窗口，所述第二窗口处设有第二窗扇板，所述第二窗扇板与所述侧挡板可开合连接。
17.根据上述所述的风轮结构，所述风轮结构还包括排水组件，所述排水组件与所述风轮组件横支架连接；
18.其中，所述排水组件包括排水管，所述排水管上设有进水口，所述排水管的外沿设有排水口，且所述排水口设于与所述风轮结构旋转方向相反的一侧。
19.根据上述所述的风轮结构，所述风轮结构还包括光伏组件，所述第一叶片上设有双面光伏组件。
20.本发明提供的风轮结构的有益效果至少在于：
21.本发明提供的风轮结构，通过将第一叶片和第二叶片分别呈倾斜设置，其一端形成封闭端，封闭端的对侧具有第一开口，并且在第一叶片和第二叶片的边缘处设置了侧挡板，且侧挡板对侧具有第二开口，使得第一叶片、第二叶片、侧挡板构成了三角腔，第一开口和第二开口连通，结构简单，成本低廉，外部风通过第一开口进入三角腔，并通过第二开口排出，以实现驱动叶片单元、横支架转动，进而实现风能发电，提高了风能的发电效率，并且由于风轮组件包括多个叶片单元，实现从多个不同方位来风以驱动多个叶片单元同时转动，由于支撑柱是翼形结构，三个以上叶片其翼形支柱在整体风轮结构中构成另一个h形的升力型风叶，在来风和风轮的相对运动中，使风轮获得升力，从而使得本风轮成为阻力型和升力型的组合型风轮结构，阻力型使风轮结构易于启动，而升力型风轮可以更进一步提高了风能的发电效率。发明提供的风轮结构的发电装置可以用于集中式、分布式发电，用于作路灯、凉亭、遮阳伞、岗亭、哨亭等。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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发明的一些实施例，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。
23.图1为本发明实施例提供的风轮结构的结构示意图；
24.图2为使用本发明实施例风轮结构的风轮应用装置的结构示意图一；
25.图3为本发明实施例提供的风轮应用装置的结构示意图二；
26.图4为图2中的a部分放大结构示意图。
27.其中，图中各附图标记：
28.29.具体实施方式
30.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
31.需要说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接位于该另一个部件上。当一个部件被称为“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间
接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是为了便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
32.请参阅图1，本实施例提供了一种风轮结构20，包括风轮组件210，所述风轮组件210包括横支架211和绕转轴中心对称布置的多个例如至少三个叶片单元212，其中，每一所述叶片单元212包括：第一叶片2121；第二叶片2122，所述第一叶片2121、所述第二叶片2122均与所述横支架211连接形成封闭端，且所述第一叶片2121和所述第二叶片2122倾斜设置形成夹角，所述封闭端(即所述横支杆211端侧)的对侧具有第一开口；侧挡板2123，所述侧挡板设于所述第一叶片2121和所述第二叶片2122之间的边缘并与所述第一叶片2121和所述第二叶片2122连接，所述侧挡板2123的对侧具有第二开口。
33.在较佳实施例中，每一叶片单元212由两个基本呈正方形的第一叶片2121和第二叶片2122从所述横支杆211成一夹角开口向外张开。所述侧挡板2123形成向外弯折的形状，从而形成兜风的角度。在较佳的实施例中，所述横支杆211成十字形状，从而形成四个横支杆211，每一横支杆211上设置有一个叶片单元212。可以但不限于中心对称分布的多个叶片单元，例如两个、三个、五个、六个等，可以根据不同的应用场景进行选择设置。
34.本实施例提供的风轮结构20的工作原理如下：
35.本实施例提供的风轮结构20，其叶片单元212包括的第一叶片2121和第二叶片2122分别与横支架211连接，并且第一叶片2121和第二叶片2122在横支架211处形成了封闭端，且所述第一叶片2121和第二叶片2122倾斜设置，使得第一叶片2121和所述第二叶片2122形成了夹角，并所述封闭端的对边具有第一开口，同时，由于在第一叶片2121和第二叶片2122的边缘处设置了侧挡板2123，且侧挡板2123对侧具有第二开口，从而使得第一叶片2121、第二叶片2122、侧挡板2123构成了三角腔，第一开口和第二开口连通，外部风可以通过第一开口吹进三角腔，并从第二开口处排出，以实现驱动整个叶片单元212、横支架211转动，进而实现风能发电，并且当叶片单元212转动时，增加了扫风面(本实施例形成的扫风面的截面呈矩形)，进而提高了风能的发电效率，进一步地，由于风轮组件210包括了两个及两个以上的叶片单元212，实现从多个不同方位来风以驱动多个叶片单元212同时转动，从而更进一步提高了风能的发电效率。
36.本实施例提供的风轮结构20的有益效果至少在于：
37.本实施例提供的风轮结构20，通过将第一叶片2121和第二叶片2122分别呈倾斜设置，其一端形成封闭端，封闭端的对侧具有第一开口，并且在第一叶片2121和第二叶片2122的边缘处设置了侧挡板2123，且侧挡板2123对侧具有第二开口，使得第一叶片2121、第二叶片2122、侧挡板2123构成了三角腔，第一开口和第二开口连通，结构简单，成本低廉，外部风通过第一开口进入三角腔，并通过第二开口排出，以实现驱动叶片单元212、横支架211转动，进而实现风能发电，并增加了扫风面积，提高了风能的发电效率，并且由于风轮组件210包括至少两个叶片单元212，实现从多个不同方位来风以驱动多个叶片单元212同时转动，更进一步提高了风能的发电效率。本实施例提供的风轮结构20的发电装置100可以用作路灯、凉亭、遮阳伞、岗亭、哨亭等。
38.在一较佳实施例中，请继续参阅图1，所述侧挡板2123具有凸部21231，所述凸部21231朝向远离所述第二开口的一侧外凸。
39.由于在侧挡板2123上设置有凸部21231，且凸部21231朝向远离第二开口的一侧外凸，也即，凸部21231朝向远离三角腔的一侧呈外凸，当三角腔受到外部风力驱动整个叶片单元212转动时，凸部21231可以减少叶片单元212转动的阻力，进而提高了风能的发电效率。
40.可选的是，所述凸部21231位于所述侧挡板2123的中部。
41.可选的是，所述侧挡板2123包括第一侧挡部和第二侧挡部，所述第一侧挡部的一端与所述第一叶片2121连接，所述第二侧挡部的一端与所述第二叶片2122连接，所述第一侧挡部的另一端与所述第二侧挡部的另一端连接并形成所述凸部21231。可选的是，凸部21231的形状呈外凸角形。可选的是，凸部21231的形状呈外凸弧形。
42.在一较佳实施例中，所述第一叶片2121与所述横支架211所在水平面所成夹角范围值为0
°
～45
°
，所述第二叶片2122与所述横支架211所在水平面所成夹角范围值为0
°
～45
°
。也即使得第一叶片2121和第二叶片2122形成的夹角范围为0
°
～90
°
。在风力作用下，将第一叶片2121和第二叶片2122分别与横支架211所成夹角范围值设置为0
°
～45
°
，调大角度，可增加了扫风面积，进而提高了风能发电效率。
43.可选的是，所述第一叶片2121与所述横支架211所成夹角值为15
°
～35
°
，所述第二叶片2122与所述横支架211所成夹角值为15
°
～35
°
。
44.可选的是，所述第一叶片2121与所述横支架211所成夹角值为30
°
，所述第二叶片2122与所述横支架211所成夹角值为30
°
，从而使得形成的三角腔为等边三角腔。
45.应当理解的是，所述第一叶片2121与所述横支架211所成夹角值、所述第二叶片2122与所述横支架211所成夹角值并不限于为上述数值，还可以是其他数值，此处不做限制。
46.可选的是，第二叶片2122的位于第二开口处的边缘为齿状，这样设置可以使得从第一开口进入的风可以从第二开口处均匀的流出三角腔，从而使得叶片单元212被推动转动得更加的平稳。
47.在一较佳实施例中，请继续参阅图1，所述风轮组件210包括四个叶片单元212，所述横支架211呈十字型，所述横支架211包括的每一支撑臂2111上设置一所述叶片单元212，且相间的所述叶片单元212呈中心对称。由于横支架211呈十字型，也即横支架211包括四个支撑臂2111，四个叶片单元212分别设置在四个支撑臂2111上，从而使得四个叶片单元212也排布呈十字型，且相间的叶片单元212呈中心对称设置，从而使得四个叶片单元212分别接收不同方位的来风，也即整个风轮结构20可以接收四面来风，提高了风能发电效率。
48.在一较佳实施例中，请参阅图1，所述第一叶片2121和所述第二叶片2122之间还设有截面呈翼形的支撑柱2128，且所述支撑柱2128位于所述侧挡板2123的对侧。
49.支撑柱2128与第一叶片2121、第二叶片2122以及侧挡板2123共同构成稳定的三角腔结构。并且由于支撑柱2128的截面呈翼形，这样使得四个三角腔的四个翼形支撑柱2128在整体风轮结构20中构成另一个h形的四个升力型风叶(在来风和风轮结构的相对运动中，翼形支撑柱2128获得阻力和升力，运动中翼形支撑柱2128两侧表面产生压强差，该压力差即为翼形支撑柱2128的主要升力源，升力使得风轮结构获得有效的扭矩)，从而使得本实施
例中的风轮结构20成为阻力型和升力型的组合型风轮结构，再配合风轮应用装置100包括的垂直轴传动结构10，阻力型使风轮结构易于起动，而升力型风叶轮可以获得更高的风能利用率。所述风轮应用装置100可以是发电装置，也可以是任何风车装置，因此，其尺寸可以采用大小不一的各种形状。
50.在一较佳实施例中，请参阅图1、图2所示，所述第二叶片2122上开设有第一窗口21221，所述第一窗口21221位于所述第一叶片2121、所述第二叶片2122以及所述侧挡板2123形成角部处，所述第一窗口21221处设有第一窗扇板2125，所述第一窗扇板2125与所述第二叶片2122可开合连接。
51.当风力达到设定切出风速时，第一窗扇板2125受风力推动向外打开第一窗口21221，第一窗口21221透风立刻减弱了风对叶片单元212的推力，整个风轮结构20转速随之减慢，第一窗扇板2125逐渐恢复至原位直至关闭第一窗口21221，风轮结构20转速回到正常范围内。
52.在一较佳实施例中，请继续参阅图1、图2所示，所述第一窗扇板2125呈三角形，所述第一窗扇板2125靠近所述第一开口的一边与所述第二叶片2122通过合页连接，所述第一窗扇板2125的另两边分别通过过速保护件2127与第二叶片2122连接。
53.当外部风从第一开口处进入三角腔后，第一窗扇板2125受风力推动向外打开第一窗口21221，即第一窗扇板2125与第二叶片2122在风速较大时其连接的两边可以被打开，并通过合页绕着第二叶片2122转动，实现打开第一窗口21221，当风轮结构20转速减慢后，第一窗扇板2125可以恢复至原位并关闭第一窗口21221。
54.在一较佳实施例中，请参阅图1、图3和图4，所述风轮结构20还包括排水组件230，所述排水组件230与所述风轮组件210连接；
55.其中，所述排水组件230包括排水管231，沿所述横支杆211的管体设置，所述排水管231上可以但不限于设有条形进水口2311，所述排水管231的外沿设有排水口2312，且所述排水口2312设于与所述风轮结构20旋转方向相反的一侧。
56.从而，雨水在本发明所述风轮结构上可以被收集，沿着第一叶片2121通过进水口2311流入排水管231内，排水管231内的水流向排水管231外沿的排水口2312，排水口2312位于朝向与风轮结构20旋转方向相反一侧设置，雨水在排放时可以产生反作用力，从而推动整个风轮结构20进一步转动，进而可以驱动应用风轮装置的转动，或者，发电，从而实现无风、无光的情况下，可以通过排雨水的方式也可以驱动风轮结构的转动。
57.可选的是，进水口2311为四分之一排水管面，其不仅方便雨水进入，还方便收集雨水，使得雨水不会从进水口2311处溢出。
58.可选的是，叶轮组件包括的多个叶片单元212，每一叶片单元212对于的支撑臂2111处均设置有排水管231，当多个排水管231内收集的雨水同时从排水口2312排出，进而更好的推动风轮结构20转动。
59.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。