一种风力驱动装置和风力发电装置的制作方法

1.本实用新型属于风能源利用转化设备，具体地涉及一种风力驱动装置和风力发电装置。


背景技术：

2.现有的风力发电的设备主要是三叶的旋翼发电风车，风车高度一般在50米以上，其风车的发电机组件位于风车支撑桩的顶部，在安装风车时，因为高度高，安装发电机和叶片时非常不方便。


技术实现要素：

3.本实用新型目的在于提供一种风力驱动装置和风力发电装置；提供了一种新的风能转化装置；运用该装置来解决现有风车高度太高，安装发电机组件时不方便的问题。
4.第一方面，本实用新型提供了一种风力驱动装置，包括笼形转动支架，所述笼形转动支架的中心竖直设置有主轴，所述笼形转动支架通过轴承与主轴连接并沿主轴转动；所述笼形转动支架包括多根侧面筋条，所述侧面筋条以主轴为中心均匀分布，每个所述侧面筋条上转动设置有风板；每根所述侧面筋条与所述主轴所在的平面上设置有阻隔筋条，所述阻隔筋条随笼形转动支架一起转动。通过以上技术，通过侧面筋条以主轴为中心均匀分布，每个所述侧面筋条上转动设置有风板，当有风垂向该装置时，使得风板迎风转动，当风板转动到阻隔筋条时还未与风向保持一致，则风板形成阻风效果；当风板转动还未碰到阻隔筋条时就与风向一致，则形成透风效果；如此，通过笼形转动支架与主轴是轴承连接，阻风的风板成为动力源，驱动笼形转动支架沿主轴转动；如此，转动后，活动的风板在风的吹动下也跟着旋转，直到下一个风板转动到被阻隔筋条阻挡形成新的阻风风板带动笼形转动支架转动，每个风板则会经历阻风然后透风的循环，使得装置转动，将风能转化为机械动能，该装置在竖直方向及设置风板，驱动装置在水平方向转动，避免了风车需要首先架高，带来安装困难的问题。
5.在一种可能的设计中，侧面筋条设置有6根。
6.在一种可能的设计中，多根所述侧面筋条包括第一侧面筋条和第二侧面筋条，设第一侧面筋条与主轴所在平面为平面s，第二侧面筋条与所述第一侧面筋条相邻，所述风板的宽度接近于第二侧面筋条与平面s之间的最小距离。通过设置风板的宽度接近于第二侧面筋条与平面s之间的最小距离，可以保证风板正常转动，也使风板面积最大化，提高能量转化率。
7.在一种可能的设计中，所述支架顶部和底部设有多根横向筋条，所述横向筋条一端通过轴承与所述主轴连接，横向筋条另一端连接侧面筋条。
8.相应的，所述阻隔筋条竖直设置，阻隔筋条的两端分别与笼形转动支架顶部的横向筋条和底部的横向筋条固定连接。
9.相应的，所述阻隔筋条位于与之对应的侧面筋条与所述主轴所在平面的中部。
10.在一种可能的设计中，所述风板与侧面筋条通过多个合页连接。
11.在一种可能的设计中，所述合页为180度的平面合页。当有风从任意角度吹过来时，可能会使所有风板转向笼形转动支架外侧，如此，风板便会从另一面碰到阻隔筋条，使得笼形转动支架的转动方向发生变化，通过设置风板与侧面筋条的连接合页为180度的平面合页，使得风板在转动时不会反向碰撞阻隔筋条，使得转动方向不会发生变化。
12.在一种可能的设计中，所述笼形转动支架外部设置有支撑架，所述支撑架包括多根以所述主轴为中心且均匀分布的支撑柱，所述支撑柱顶部连接有固定横梁，所述主轴与固定横梁固定连接。通过在笼形转动支架外部设置有支撑架，可以使转动机构更加的稳定。
13.第二方面，本实用新型提供了一种风力发电装置，其特征在于，采用第一方面以及第一方面中任意一种可能的设计中所述的风力驱动装置来驱动发电机，发电机采用直驱外转子永磁风力发电机，发电机水平设置在所述笼形转动支架的下方，发电机的外转子与所述笼形转动支架的底部固定连接且轴线与所述主轴位于同一中心线。通过采用第一方面提供给的风力驱动装置来驱动发电机，如此，发电机可以安装在该设备的底部，即可以安装在地面，解决现有风车高度太高，安装发电机组件时不方便的问题。
14.在一种可能的设计中，所述直驱外转子永磁风力发电机的内定子中心固定且设置有中心轴，所述中心轴上下两端设置有轴承，所述外转子通过轴承与中心轴连接；所述外转子的外周边缘设置有连接件与所述笼形转动支架底部连接。
15.本实用新型的有益效果是：
16.1、本实用新型提供的一种风力驱动装置通过侧面筋条以主轴为中心均匀分布，每个所述侧面筋条上转动设置有风板，当有风垂向该装置时，使得风板迎风转动，当风板转动到阻隔筋条时还未与风向保持一致，则风板形成阻风效果；当风板转动还未碰到阻隔筋条时就与风向一致，则形成透风效果；如此，通过笼形转动支架与主轴是轴承连接，阻风的风板成为动力源，驱动笼形转动支架沿主轴转动；如此，转动后，活动的风板在风的吹动下也跟着旋转，直到下一个风板转动到被阻隔筋条阻挡形成新的阻风风板带动笼形转动支架转动，每个风板则会经历阻风然后透风的循环，使得装置转动，将风能转化为机械动能，该装置在竖直方向及设置风板，驱动装置在水平方向转动，避免了风车需要首先架高，带来安装困难的问题；
17.2.本实用新型提供的一种风力驱动装置通过设置风板与侧面筋条的连接合页为180度的平面合页，使得风板在转动时不会反向碰撞阻隔筋条，使得转动方向不会发生变化；
18.3.本实用新型提供的一种风力发电装置，通过采用第一方面提供给的风力驱动装置来驱动发电机，如此，发电机可以安装在该设备的底部，即可以安装在地面，解决现有风车高度太高，安装发电机组件时不方便的问题。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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实用新型的一些实施例，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。
20.图1是本实用新型提供的一种风力驱动装置和风力发电装置的结构示意图。
21.图2是本实用新型提供的一种风力驱动装置的转动支架的俯视结构示意图。
22.图3是本实用新型提供的第一风力驱动装置和风力发电装置的剖面结构示意图。
23.图中附图标记是：
[0024]1‑
主轴，2
‑
侧面筋条，3
‑
风板，4
‑
阻隔筋条，5
‑
横向筋条，6
‑
合页，7
‑
支撑柱，8
‑
固定横梁，9
‑
发电机，901
‑
外转子，902
‑
内定子，903
‑
中心轴。
具体实施方式
[0025]
下面结合附图及具体实施例来对本实用新型作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明虽然是用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本实用新型的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本实用新型，并且不应当理解为本实用新型限制在本文阐述的实施例中。
[0026]
应当理解，尽管本文可能使用术语第一、第二等等来描述各种单元，但是这些单元不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个单元和另一个单元。例如可以将第一单元称作第二单元,并且类似地可以将第二单元称作第一单元，同时不脱离本实用新型的示例实施例的范围。
[0027]
应当理解，对于本文中可能出现的术语“和/或”，其仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，单独存在b，同时存在a和b三种情况；对于本文中可能出现的术语“/ 和”，其是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，a/和b，可以表示：单独存在a，单独存在a和b两种情况；另外，对于本文中可能出现的字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。
[0028]
应当理解，在本文中若将单元称作与另一个单元“连接”、“相连”或“耦合”时，它可以与另一个单元直相连接或耦合，或中间单元可以存在。相対地，在本文中若将单元称作与另一个单元“直接相连”或“直接耦合”时，表示不存在中间单元。另外，应当以类似方式来解释用于描述单元之间的关系的其他单词(例如，“在
……
之间”对“直接在
……
之间”,“相邻”对“直接相邻”等等)。
[0029]
应当理解，本文使用的术语仅用于描述特定实施例，并不意在限制本实用新型的示例实施例。若本文所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”意在包括复数形式，除非上下文明确指示相反意思。还应当理解，若术语“包括”、“包括了”、“包含”和/或“包含了”在本文中被使用时,指定所声明的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在性,并且不排除一个或多个其他特征、数量、步骤、操作、单元、组件和/或他们的组合存在性或增加。
[0030]
应当理解，在下面的描述中提供了特定的细节,以便于对示例实施例的完全理解。然而,本领域普通技术人员应当理解可以在没有这些特定细节的情况下实现示例实施例。例如可以在框图中示出系统，以避免用不必要的细节来使得示例不清楚。在其他实例中，可以不以非必要的细节来示出众所周知的过程、结构和技术，以避免使得示例实施例不清楚。
[0031]
如图1所示，本实用新型第一方面提供的所述一种风力驱动装置，包括笼形转动支架，所述笼形转动支架的中心竖直设置有主轴1，所述笼形转动支架通过轴承与主轴1连接并沿主轴1转动；所述笼形转动支架包括多根侧面筋条 2，所述侧面筋条2以主轴1为中心均
匀分布，每个所述侧面筋条2上转动设置有风板3；每根所述侧面筋条2与所述主轴1所在的平面上设置有阻隔筋条4，所述阻隔筋条4随笼形转动支架一起转动。具体实施时，所述风板可采用多用玻璃钢或其它复合材料(如碳纤维)来制造。所述笼形转动支架的高度可根据驱动需求设置高度和宽度，例如高15米，宽8米；或高25米，宽15米。
[0032]
在一种可能的实施方式中，侧面筋条2设置有6根。也可以是5根或7根、 8根。
[0033]
在一种可能的实施方式中，多根所述侧面筋条包括第一侧面筋条和第二侧面筋条，设第一侧面筋条2与主轴1所在平面为平面s，第二侧面筋条2与所述第一侧面筋条相邻，所述风板3的宽度接近于第二侧面筋条2与平面s之间的最小距离。通过设置风板3的宽度接近于第二侧面筋条2与平面s之间的最小距离，可以保证风板3正常转动，也使风板3面积最大化，提高能量转化率。
[0034]
在一种可能的实施方式中，所述支架顶部和底部设有多根横向筋条5，所述横向筋条5一端通过轴承与所述主轴1连接，横向筋条5另一端连接侧面筋条2。
[0035]
具体实施时，所述阻隔筋条4竖直设置，阻隔筋条4的两端分别与笼形转动支架顶部的横向筋条5和底部的横向筋条5固定连接。
[0036]
具体实施时，所述阻隔筋条4位于与之对应的侧面筋条2与所述主轴1所在平面的中部。
[0037]
在一种可能的实施方式中，所述风板3与侧面筋条2通过多个合页6连接。
[0038]
在一种可能的实施方式中，所述合页6为180度的平面合页6。当有风从任意角度吹过来时，可能会使所有风板3转向笼形转动支架外侧，如此，风板 3便会从另一面碰到阻隔筋条4，使得笼形转动支架的转动方向发生变化，通过设置风板3与侧面筋条2的连接合页6为180度的平面合页6，使得风板3在转动时不会反向碰撞阻隔筋条4，使得转动方向不会发生变化。
[0039]
在一种可能的实施方式中，所述笼形转动支架外部设置有支撑架，所述支撑架包括多根以所述主轴1为中心且均匀分布的支撑柱7，所述支撑柱7顶部连接有固定横梁8，所述主轴1与固定横梁8固定连接。具体实施时，支撑架的底部还设置有横向固定梁，支撑柱7可以延伸到底面以下，增加稳定性。
[0040]
综上，如图2所示，通过侧面筋条2以主轴1为中心均匀分布，每个所述侧面筋条2上转动设置有风板3，当有风垂向该装置时，使得风板3迎风转动，当风板3转动到阻隔筋条4时还未与风向保持一致，则风板3形成阻风效果；当风板3转动还未碰到阻隔筋条4时就与风向一致，则形成透风效果；如此，通过笼形转动支架与主轴1是轴承连接，阻风的风板3成为动力源，驱动笼形转动支架沿主轴1转动；如此，转动后，活动的风板3在风的吹动下也跟着旋转，直到下一个风板3转动到被阻隔筋条4阻挡形成新的阻风风板3带动笼形转动支架转动，每个风板3则会经历阻风然后透风的循环，使得装置转动，将风能转化为机械动能，该装置在竖直方向及设置风板3，驱动装置在水平方向转动，避免了风车需要首先架高，带来安装困难的问题。
[0041]
第二方面，如图1所示，本实用新型提供了一种风力发电装置，其特征在于，采用第一方面以及第一方面中任意一种可能的实施方式中所述的风力驱动装置来驱动发电机9，发电机9采用直驱外转子永磁风力发电机9，发电机9水平设置在所述笼形转动支架的下方，发电机9的外转子901与所述笼形转动支架的底部固定连接且轴线与所述主轴1位于同一中
心线。通过采用第一方面提供给的风力驱动装置来驱动发电机9，如此，发电机9可以安装在该设备的底部，即可以安装在地面，解决现有风车高度太高，安装发电机9组件时不方便的问题。
[0042]
在一种可能的实施方式中，如图3所示，所述直驱外转子永磁风力发电机的内定子902中心固定且设置有中心轴903，所述中心轴上下两端设置有轴承，所述外转子通过轴承与中心轴连接；所述外转子的外周边缘设置有连接件与所述笼形转动支架底部连接。具体实施时，中心轴为中空的管状圆轴，线路从中心轴内部排布；中心轴底部设置有法兰盘，通过法兰盘与固定基座连接。
[0043]
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。
[0044]
最后应说明的是，本实用新型不局限于上述可选的实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本实用新型的保护范围的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。