风力发电机的新型风叶结构的制作方法

1.本发明属于风电设备技术领域，尤其涉及一种风力发电机的新型风叶结构。


背景技术：

2.风力发电机是将风能转换为机械功，机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备。其工作原理是，风轮在风力的作用下旋转，把风能转变为风轮轴的机械能，之后带动发电机转动发电。
3.为了能够达到较大的发电功率，风机叶片的长度基本为几十米，大功率风机的叶片长度甚至超过100米。制造难度大，制造成本高。
4.现有的风机的风轮在竖直面内转动，由于自然界的风向经常发生变化，当风向发生变化时，为达到最大发电的效率，风机头需要转动，以便使风轮正对风向。因此需要增加风机头转动结构，使得风机的结构复杂，增加了其制造成本。
5.综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。


技术实现要素：

6.针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种风力发电机的新型风叶结构，通过在水平面内转动的风轮头，使得无论风向如何变化，均可无差别的驱动叶片体转动。在发电过程中无需根据风向调整风轮头的朝向，使得风机的结构大为简化，在保证风能利用效率的同时，有效降低风机的制造成本及维护成本。在匹配相同功率的发电机时，本发明的叶片体的宽度、长度及厚度均有效减小，大大降低其加工难度及运输难度。
7.为了实现上述目的，本发明提供一种风力发电机的新型风叶结构，包括机头箱，所述机头箱的顶部设有可在水平面内转动的风轮头，所述风轮头连接穿入机头箱中的风轮轴；
8.所述风轮轴位于机头箱内的轴身上固定套接有第一锥齿轮；所述机头箱内固定有发电机，所述发电机的输入轴固定套接一第二锥齿轮，所述第二锥齿轮啮合连接第一锥齿轮；
9.所述风轮头上均匀环设偶数个叶片体；所述叶片体的宽度为10-15米，长度为30-50米；叶片体的厚度为25-40mm。
10.根据本发明的风力发电机的新型风叶结构，所述发电机为两台且对称设置在风轮轴的两侧。
11.根据本发明的风力发电机的新型风叶结构，所述叶片体的截面形状为直线型。
12.根据本发明的风力发电机的新型风叶结构，所述叶片体的截面形状为圆弧状，且各叶片体凸起的朝向一致；叶片体上均匀设有若干过气孔；每一过气孔位于叶片体内凹面的开口处设有一挡风片；所述挡风片通过支撑柱固定在叶片体的内凹面上。
13.根据本发明的风力发电机的新型风叶结构，所述挡风片与叶片体的距离为10-15cm。
14.根据本发明的风力发电机的新型风叶结构，每一挡风片与叶片体之间的支撑柱的数量不超过4根。
15.根据本发明的风力发电机的新型风叶结构，所述叶片体的数量为4个、6个或8个。
16.根据本发明的风力发电机的新型风叶结构，所述叶片体的数量为6个。
17.本发明通过的目的在于提供一种风力发电机的新型风叶结构，通过在水平面内转动的风轮头，使得无论风向如何变化，均可无差别的驱动叶片体转动。在发电过程中无需根据风向调整风轮头的朝向，使得风机的结构大为简化，在保证风能利用效率的同时，有效降低风机的制造成本及维护成本。在匹配相同功率的发电机时，本发明的叶片体的宽度、长度及厚度均有效减小，大大降低其加工难度及运输难度。
附图说明
18.图1是本发明的结构示意图；
19.图2是图1中a向一实施例的结构示意图；
20.图3是图1中a向一实施例的结构示意图；
21.图4是图3中a区域的结构示意图；
22.图5是图4中a向的结构示意图；
23.图中：1-机头箱，2-发电机，21-第二锥齿轮；3-风轮头，31-叶片体，311-过气孔，312-挡风片，313-支撑柱；32-风轮轴，33-第一锥齿轮。
具体实施方式
24.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
25.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
26.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
27.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
28.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在
第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
29.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
30.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
31.参见图1，本发明提供了一种风力发电机的新型风叶结构，包括机头箱1，所述机头箱1的顶部设有可在水平面内转动的风轮头3，所述风轮头3连接穿入机头箱1中的风轮轴32；
32.所述风轮轴32位于机头箱1内的轴身上固定套接有第一锥齿轮33；所述机头箱1内固定有发电机2，所述发电机2的输入轴固定套接一第二锥齿轮21，所述第二锥齿轮21啮合连接第一锥齿轮33；
33.更好的，所述发电机2为两台且对称设置在风轮轴32的两侧；通过一个风轮头3带动两台发电机2工作，提高了发电效率。
34.结合图2，所述风轮头3上均匀环设偶数个叶片体31；本发明的叶片体31的数量为4个、6个或8个，优选6个。
35.作为一种实施例，所述叶片体31的截面形状为直线型。风吹动叶片体31带动风轮头3转动，进而带动发电机2发电。
36.由于风轮头3在水平面内转动，因此无论风向如何变化，均可无差别的驱动叶片体31转动。在发电过程中无需根据风向调整风轮头3的朝向，使得风机的结构大为简化，在保证风能利用效率的同时，有效降低风机的制造成本及维护成本。
37.由于叶片体31设置在竖直平面内，因此可通过其受风面积匹配发电机的功率。本发明的叶片体31的宽度为10-15米，长度为30-50米；叶片体31的厚度可以根据叶片体31的面积适应性的设定为25-40mm。与现有的风机叶片相比，其长度和厚度有效减小，其加工难度及运输难度大大降低。
38.风向变化时，直线型的叶片体31可能会造成风轮头3的转动方向出现变化。虽然风轮头3的转向改变不会影响发电机2的工作，但是转向的过程会造成一定的能量损失，在风力较小时甚至会造成风轮头3的停转。
39.为进一步提高能量利用率，避免出现因风向变化造成的风轮头3反转。作为一种实施例，参见图3，所述叶片体31的截面形状为圆弧状，且各叶片体31凸起的朝向一致；当风吹来时，叶片体31内凹的一面将风力兜住，而凸起的一面受风后部分风力散开。因此无论风向怎么变化，风轮头3的转向始终一致，避免了用转向变化而造成的能量损耗。提高了能量的
利用率及转化率。
40.参见图4，所述叶片体31上均匀设有若干过气孔311；结合图5，每一过气孔311位于叶片体31内凹面的开口处设有一挡风片312；所述挡风片312通过支撑柱313固定在叶片体31的内凹面上；
41.在任意时刻，任意风向，风轮头3均有的部分叶片体31的凸起面正对风向，与此同时，也有部分叶片体31的内凹面正对风向。
42.在该时刻，凸起面正对风向叶片体31的，气流从过气孔311进入，并最终从叶片体31内凹面的支撑柱313的间隙中流出，减小风阻；
43.内凹面正对风向的叶片体31，由于挡风片312的阻挡，气流无法直接进入过气孔311；加之风轮头3处于转动过程中，因此凹面的风力不减小；
44.因此，风轮头3能够有效利用风能驱动其转动，同时降低风阻，提高了风能的利用率。
45.进一步的，挡风片312与叶片体31的距离为10-15cm；每一挡风片312与叶片体31之间的支撑柱313的数量不超过4根；便于凸起面的气流通过。
46.综上所述，本发明提供了一种风力发电机的新型风叶结构，通过在水平面内转动的风轮头，使得无论风向如何变化，均可无差别的驱动叶片体转动。在发电过程中无需根据风向调整风轮头的朝向，使得风机的结构大为简化，在保证风能利用效率的同时，有效降低风机的制造成本及维护成本。在匹配相同功率的发电机时，本发明的叶片体的宽度、长度及厚度均有效减小，大大降低其加工难度及运输难度。
47.当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。