一种水平轴向风力发电机的制作方法

1.本实用新型属于风力发电机技术领域，具体涉及一种水平轴向风力发电机。


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。由于风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染，因此在世界上广受好评。
3.由于受环境的影响，因此风力发电机常建造于户外，在长时间雨水的侵蚀下，风轮片的螺丝固定处容易出现锈蚀，需要频繁的维修，浪费成本的同时还降低了发电效率；当外界风向发生变换时，风轮片无法正对迎风方向，大大降低了风轮片的转速，无法做到风能的有效利用，而且现有的风机在强大的转动惯量的影响下，会产生较强烈的振动，也会造成一部分能源的流失。


技术实现要素：

4.本实用新型目的是为了克服现有技术的不足而提供一种水平轴向风力发电机。
5.为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种水平轴向风力发电机，它包括：
6.支架、转动安装在所述支架顶部的风轮机体、固定在所述风轮机体一侧的电机安装板、固定在所述电机安装板内侧的发电机、与所述发电机机轴相连的风轮机轴、套设在所述风轮机轴上且与其同步转动的风轮毂、圆周固定在所述风轮毂上的风轮片、固定在所述风轮机体另一侧的尾翼轴以及套在所述尾翼轴端部的尾翼。
7.优化地，它还包括固定在所述支架顶部的第一法兰柱、固定在所述第一法兰柱顶部的第一法兰、固定在所述第一法兰顶部的第二法兰、固定在所述第二法兰顶部的第二法兰柱以及固定在所述风轮机体底部且转动安装在所述第二法兰柱上的法兰套。
8.优化地，它还包括固定在所述风轮毂一侧的固定压板、开设在所述风轮毂上的第一固定孔、开设在所述固定压板上且与所述第一固定孔相配合使用的第二固定孔以及固定在所述固定压板远离所述风轮毂一侧的整流罩，所述风轮片固定在所述固定压板上。
9.优化地，所述尾翼包括插接柱、开设在所述插接柱上的插孔、一体连接在所述插接柱顶部的上尾翼以及一体连接在所述插接柱底部的下尾翼，所述插接柱插入所述尾翼轴。
10.优化地，所述整流罩靠近所述固定压板一侧圆周开设有卡槽。
11.优化地，所述风轮片包括卡板、一体连接在所述卡板上的叶片以及开设在所述卡板上的第三固定孔，所述卡板插入所述卡槽内。
12.优化地，它还包括固定在所述第一法兰柱和第一法兰之间的加强筋、设置在第一法兰和第二法兰之间的橡皮垫、贯穿所述第一法兰、第二法兰和橡皮垫的螺栓、套设在所述螺栓上的平垫圈和弹性垫圈以及旋拧在所述螺栓底部的螺帽。
13.优化地，所述叶片靠近卡板的一侧相对设置有第一弧形部和第二弧形部。
14.优化地，所述第一固定孔、第二固定孔和第三固定孔的直径相同。
15.优化地，所述风轮片有三组，且每两组夹角为120
°
。
16.由于上述技术方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：
17.本实用新型水平轴向风力发电机结构简单，通过在风轮机体与第二法兰柱之间设置双轴承，可以减轻运行过程中产生的振动，提高抗风能力；将风轮片固定在固定压板上，由抗松螺母将其紧压在风轮毂上，传递扭矩的同时，还可以起到承担抵抗风载的作用；整流罩也有效的避免了抗松螺母的锈蚀，延长了风机的使用寿命，避免了频繁的维修，节省成本；设置在尾翼轴端部的尾翼，可以随外界风向的变化而调节风轮片的角度，确保风轮片始终保持迎风方向，提高风能利用率以及发电效率。
附图说明
18.图1为本实用新型的爆炸图；
19.图2为本实用新型风轮毂的结构示意图；
20.图3为本实用新型固定压板的结构示意图；
21.图4为本实用新型整流罩的结构示意图；
22.图5为本实用新型尾翼的结构示意图；
23.图6为本实用新型尾翼的主视图；
24.图7为本实用新型尾翼的结构示意图；
25.图8为本实用新型尾翼的俯视图；
26.附图标记说明：
27.1、支架；2、第一法兰；3、第二法兰；4、橡皮垫；5、第一法兰柱；6、加强筋；7、第二法兰柱；8、螺栓；9、平垫圈；10、弹性垫圈；11、螺帽；12、风轮机体；13、法兰套；14、电机安装板；15、风轮机轴；16、尾翼轴；17、尾翼；171、插接柱；172、插孔；173、上尾翼；174、下尾翼；18、风轮毂； 181、第一固定孔；19、固定压板；191、第二固定孔；20、抗松螺母；21、风轮片；211、卡板；212、第三固定孔；213、叶片；214、第一弧形部；215、第二弧形部；22、整流罩；221、卡槽。
具体实施方式
28.下面结合附图所示的实施例对本实用新型作进一步描述。
29.如图1所示，为本实用新型的爆炸图，它通常与路灯系统相配合使用，为路灯照明提供电源，它包括支架1、第一法兰2、第二法兰3、橡皮垫4、第一法兰柱5、加强筋6、第二法兰柱7、螺栓8、平垫圈9、弹性垫圈10、螺帽11、风轮机体12、法兰套13、电机安装板14、风轮机轴15、尾翼轴16、尾翼17、风轮毂18、固定压板19、抗松螺母20、风轮片21和整流罩22。
30.支架1作为发电机的底部，主要起支撑作用，通过焊接的方式固定在塔顶上。第一法兰柱5固定在支架1的顶部，第一法兰2通过焊接的方式固定在第一法兰柱5的顶部，由于第一法兰2超出第一法兰柱5的悬出面较大，为了提高第一法兰2的承载负荷，因此第一法兰2与第一法兰柱5的连接处圆周焊接有多根加强筋6。第二法兰3固定在第一法兰2的顶部，第一法兰2与第二法兰3之间设有橡皮垫4，第一法兰2与第二法兰3紧固时，会向内挤压橡皮垫4，使其发生弹性形变，橡皮垫4发生塑性变形以填充法兰密封面之间存在的微小间隙，确保第一法兰2与第二法兰3固定的可靠。在固定第一法兰2与第二法兰3时，先将平垫圈9和弹性
垫圈10套在螺栓8上，然后将螺栓8依次穿过第二法兰3、橡皮垫4和第一法兰2，最后在第一法兰2的底部将螺帽11旋拧在螺栓8上(平垫圈9的作用是加大螺栓8与第二法兰3的接触面积，消除弹性垫圈10在卸螺栓8的时候对第二法兰3表面的损害；弹性垫圈10的作用是用来防松的，弹性垫圈10相当于一个圈数的弹簧，利用螺栓8压紧时，弹性垫圈 10弹力增加螺栓摩擦力，防止松动)。
31.第二法兰柱7通过焊接的方式固定在第二法兰3的顶部。法兰套13转动安装在第二法兰柱7上(法兰套13与第二法兰柱7之间设有双轴承，双轴承可以降低法兰套13在转动时产生的振动，而且也可以有效地提高抗风能力)。风轮机体12固定在法兰套13的顶部，电机安装板14通过螺丝紧固的方式固定在风轮机体12的一侧(发电机置于风轮机体12内，且固定在电机安装板14上；在本实施例中，发电机选用三相交流永磁同步发电机，电损耗低，提高了风能的利用率)。风轮机轴15与发电机机轴相连。风轮毂18套设在风轮机轴15上，且与风轮机轴15同步转动，如图2所示，为风轮毂18的结构示意图，风轮毂 18的中部开设有套孔，将风轮毂18的套孔穿过风轮机轴15，然后配合平键将其固定在风轮机轴15上。风轮毂18上开设有第一固定孔181，第一固定孔181 用于后续风轮片21的固定(风轮毂18是水平轴向风力发电机中连接风轮机轴 15和风轮片21的关键部件，起到承担抵抗风载、传递转矩的作用)。固定压板 19固定在风轮毂18远离电机安装板14的一侧，如图3所示，为固定压板19 的结构示意图，固定压板19的中部也开设于套孔，风轮机轴15会穿过风轮毂 18和固定压板19的套孔。固定压板19上开设有第二固定孔191，第二固定孔191与第一固定孔181的直径以及排列方式相同(固定压板19用于固定风轮片 21)。抗松螺母20旋拧在风轮机轴15的端部(风轮机轴15的端部设有外螺纹，在抗松螺母20的作用下，将固定压板19紧压在风轮毂18上，确保固定压板 19与风轮毂18之间没有间隙，避免风轮片21转动时发生振动)。
32.风轮片21固定在固定压板19远离风轮毂18的一侧上，如图7、8所示，为风轮片21的结构示意图，它包括卡板211、第三固定孔212和叶片213。风轮片21有三组，圆周固定在固定压板19远离风轮毂18的一侧上(每两组风轮片21的夹角为120
°
，这样可保证最大的风能转换率)。第三固定孔212开设在卡板211上，第三固定孔212的直径等于第一固定孔181的直径(卡板211 上第三固定孔212的位置与第一固定孔181、第二固定孔191的位置相对应，将螺栓穿过第三固定孔212、第二固定孔191和第一固定孔181，另一侧辅以螺母完成风轮片21的固定)。叶片213一体连接在卡板211上，叶片213呈锥形，叶片213靠近卡板211的一侧设有相对设置的第一弧形部214和第二弧形部 215，叶片213转动时，叶片213和卡板211的连接处会承受较大的转动惯量，因此第一弧形部214和第二弧形部215可以增大叶片213和卡板211的连接处面积，避免长时间使用而出现根部断裂的情况发生。
33.整流罩22固定在固定压板19远离风轮毂18的一侧上，如图4所示，为整流罩22的结构示意图，整流罩22呈半球形，整流罩22在靠近固定压板19的一侧圆周开设有卡槽221，风轮片21的卡板211置于卡槽221内。整流罩22 的中部开设有圆形凹槽，用于容纳抗松螺母20，防止抗松螺母20受雨水的侵蚀而发生松动。尾翼轴16固定在风轮机体12的另一侧，尾翼17固定在尾翼轴 16的端部，当外界风向发生改变后，会导致尾翼17两侧气流速度和压差不一致，产生负压差，尾翼17会随风向转动一定的角度，进而带动风轮机体12和法兰套13转动同样的角度，使得风轮片21始终保持迎风方向，提高风能利用率以及发电效率。如图5、6所示，为尾翼17的结构示意图，尾翼17包括插接柱171、插孔172、上尾翼173和下尾翼174。插孔
172开设在插接柱171上，在实际安装时，将尾翼轴16插入插接柱171的插孔172内，将两者固定在一起。上尾翼173一体连接在插接柱171的顶部，下尾翼174一体连接在插接柱171 的底部。
34.上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。