一种单向气流叶片式风轮的制作方法

1.本实用新型涉及风力发电机配件领域，尤其是一种应用于垂直轴风力发电机上的单向气流叶片式风轮。


背景技术：

2.风力发电机的发展已经很多年，大部分应用在大型兆瓦级发电设备，其规模庞大，价格昂贵，而另一个领域又是在几百瓦的小型领域，用作家庭和野外作业，中型领域风力发电机基本是个空白。现有的风力发电机按照轴的方向分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机，其中，垂直轴风力发电机的风轮通常采用对固定在垂直轴连接套周围的叶片的外部形状进行设计的方式提高风轮部分的转动速度，其设计的原理大都通过增加流线型设计来减少逆向凤阻和正向做功的差，其效率不高，功率也不大，大多在一千瓦左右。且体积存在体积大，造价高的缺陷也无法达到很大的发电量。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种结构简单、体积小、可有效利用风能提高发电效率的单向气流叶片式风轮。
4.本实用新型解决现有技术问题所采用的技术方案：一种单向气流叶片式风轮，包括垂直轴连接套，所述风轮还包括风轮组件，所述风轮组件包括叶片固定架及单向叶片板，叶片固定架固定于所述垂直轴连接套上；该叶片固定架包括一端与垂直轴连接套固定连接的主架体及固定于主架体末端的分支架体，分支架体所在面与主架体所在面设有夹角；所述主架体和分支架体均包括上、下平行的支撑杆，分支架体的末端设有与分支架体的支撑杆相连的垂直端杆，在支撑杆之间设有相互平行的多个叶片固定杆；所述单向叶片板包括主叶片板和分支叶片板；主叶片板于一端转动连接于主架体的叶片固定杆上；分支叶片板于一端转动连接于分支架体的叶片固定杆上。
5.所述夹角为60
‑
120度。
6.所述主架体和分支架体的叶片固定杆均等距设置且平行于支撑杆设置。
7.所述主架体和分支架体的叶片固定杆均等距设置且垂直于支撑杆设置。
8.垂直轴连接套的两侧分别固定有一组风轮组件，并使两组风轮组件的主架体位于同一平面，而分支架体的方向及单向叶片板的开启方向均相反。
9.所述分支架体的长度为主架体长度的1/4。
10.所述单向叶片板的外侧设有同步稳定杆，该同步稳定杆包括棱柱体，在棱柱体的任一平面上设有相互平行的转动槽，并使得该转动槽的轴线与所述棱柱体的轴线垂直；转动槽的间距与所述单向叶片的末端间距相同；主叶片板和分支叶片板的外侧分别设有同步稳定杆，主叶片板和分支叶片板的端部转动连接于该转动槽中。
11.主叶片板和分支叶片板的端部均设有外翻边，该外翻边与转动槽转动连接。
12.所述单向叶片的宽度大于相邻叶片固定杆之间的距离。
13.所述主架体与分支架体的支撑杆为一体结构。
14.本实用新型的有益效果在于：本实用新型结构简单，通过在垂直轴连接套的两侧固定方向相反的叶片固定架及单向叶片板，利用分支架体所在面与主架体所在面之间的夹角及固定在每根叶片固定杆上的单向叶片板，当风轮转动时，在分支架体与主架体之间的夹角的作用下，利用一侧单向叶片板全部打开，而另一侧单向叶片板全部关闭时产生的涡流从而增大风轮的转动速度。本实用新型的体积较现有技术明显减小，而对于风力的利用效率却明显提高，其具有广阔的应用前景。
附图说明
15.图1是本实用新型的叶片固定架的俯视图。
16.图2是本实用新型实施例1的叶片固定架的结构示意图。
17.图3是本实用新型实施例1的结构示意图。
18.图4是本实用新型实施例2的叶片固定架的结构示意图。
19.图5是本实用新型实施例2的结构示意图。
20.图6是本实用新型中单向叶片板的结构示意图。
21.图7是本实用新型中同步稳定杆的结构示意图。
22.图8是本实用新型的使用状态示意图。
23.图中：1
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垂直轴连接套、2
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主架体、3
‑
分支架体、4
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支撑杆、5
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垂直端杆、6
‑
叶片固定杆、 7
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主叶片板、8
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分支叶片板、9
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套管部、10
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同步稳定杆、11
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棱柱体、12
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转动槽、13
‑
外翻边、14
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风力发电机轴。
具体实施方式
24.以下结合附图及具体实施例对本实用新型进行说明：
25.图1
‑
8示出了本实用新型的具体结构。一种单向气流叶片式风轮，包括用于套接固定在垂直轴风力发电机轴14上的垂直轴连接套1及风轮组件。其中风轮组件包括叶片固定架及单向叶片板，叶片固定架固定于垂直轴连接套1上；如图1所示，该叶片固定架包括一端与垂直轴连接套1固定连接的主架体2及固定于主架体2末端的分支架体3，分支架体3所在面与主架体2所在面设有60
‑
120度夹角。主架体2和分支架体3的结构相同：均包括上、下平行的支撑杆4。优选分支架体3的支撑杆4的长度为主架体2的支撑杆4长度的1/4。其中，支撑杆4可以采用图2
‑
5所示的直杆体，也可以将支撑杆4做成具有流线型弧度的杆体，同时可以采用分支架体3所在面与主架体2所在面之间形成60
‑
120度的圆角等设计来减少叶片固定架整体的逆向风阻和正向做功的差。分支架体3的末端设有与分支架体3的支撑杆4相连的垂直端杆5。如图2
‑
5所示，在支撑杆4之间设有相互平行的多个叶片固定杆6，单向叶片板于一端转动连接在每个叶片固定杆6上。作为优选实施方式，单向叶片的宽度大于相邻叶片固定杆6之间的距离以使同一叶片固定架上的单向叶片板关闭时，全面覆盖住该叶片固定架。为增加风轮整体的坚固性，主架体2与分支架体3的支撑杆4优选采用一体式结构。
26.其中单向叶片板具体分为结构相同的主叶片板7和分支叶片板8。具体地，如图 6 所示，主叶片板7的一端设有用于套接在叶片固定杆6上的套管部9以使主叶片板7和分支叶片板8分别通过给套管部9转动连接在主架体2和分支架体3的叶片固定杆6上。
27.如图2
‑
5所示：通常采用在垂直轴连接套1的两侧各固定一组风轮组件，并使两组风轮组件中的主架体2位于同一平面，而分支架体3的方向及单向叶片板的开启方向均相反。作为优选实施例，当支撑杆4做成具有流线型弧度的杆体，同时可以采用分支架体3所在面与主架体2所在面之间形成60
‑
120度的圆角等设计可以使位于垂直轴连接套1的两侧的风轮组件整体形成流畅的s形，更好的提高整个风轮的转动速率使风轮的旋转更加流畅均衡。
28.为使同一叶片固定架上的单向叶片板同步开关，在单向叶片板的外侧设有同步稳定杆10。具体地，如图7所示：同步稳定杆10包括棱柱体11，可以采用图7所示的三棱柱体，在棱柱体11的任一平面上设有相互平行的转动槽12，并使得该转动槽12的轴线与棱柱体11的轴线垂直；转动槽12的间距与单向叶片的末端间距相同；主叶片板7和分支叶片板8的外侧分别设有同步稳定杆10，主叶片板7和分支叶片板8的端部均设有外翻边13，该外翻边13与转动槽12转动连接。
29.在实际应用中，根据不同需要，对于叶片固定杆6的设置方式可采用以下实施例：
30.实施例1：叶片固定杆6平行于支撑杆4设置，如图2
‑
3所示：
31.主架体2与分支架体3的上、下支撑杆4之间设有平行于支撑杆4的叶片固定杆6，主叶片板7于一端转动连接于主架体2的叶片固定杆6上；同样地，分支叶片板8于一端转动连接于分支架体3的叶片固定杆6上。形成主叶片与分支叶片随风向上下摆动的效果。此时，同步稳定杆10垂直于支撑杆4。
32.实施例2：叶片固定杆6采用等距设置且垂直于支撑杆4设置，如图4
‑
5所示：主架体2与分支架体3的上、下支撑杆4之间设有垂直于支撑杆4的叶片固定杆6，单向叶片板包括主叶片板7和分支叶片板8；主叶片板7于一端转动连接于主架体2的叶片固定杆6上；同样地，分支叶片板8于一端转动连接于分支架体3的叶片固定杆6上，形成主叶片与分支叶片随风向左右摆动的效果。此时，同步稳定杆10平行于支撑杆4。
33.本实用新型的动作原理如下：
34.当垂直轴连接套1任一侧的风轮组件因风力的作用使任一单向叶片板开启时，连接在同一同步稳定杆10上的单向叶片板全部开启，此时达到最大的通风效果，而位于垂直连接套另一侧的方向设置的风轮组件上的单向叶片板会处于完全关闭的状态，配合该侧的分支架体3所在面与主架体2所在面设有60
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120度夹角的作用下，最大程度的增大了原有的风力以推动关闭侧的风轮组件转动。此时两侧的风轮组件上的单向叶片板的状态会随着接受风向的变化逐渐发生改变，原来完全开启的单向叶片板会逐渐关闭，而原来完全关闭的单向叶片板会逐渐打开，在这样的变化下风力会在两侧的风轮组件之间产生强大的风力涡流从而使与垂直轴风力发电机轴14转动而持续发电。
35.本实用新型在实际应用时候，可以如图8所示根据发电量的需求在垂直轴连接套1上固定多组风轮组件进行使用。
36.以上内容是结合具体的优选技术方案对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。