一种微型风力发电机的叶轮结构的制作方法

1.本发明涉及风力发电机技术领域，尤其是涉及一种微型风力发电机的叶轮结构。


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。如图1所示，叶轮驱动主动齿轮转动，主动齿轮带动啮合的从动齿轮转动，从动齿轮最终带动发电机的转子转动，从而实现发电机发电。现有微风发电机叶轮只是将大型风力发电机叶轮进行等比例缩小，由于迎风面同步减小，导致感应微风能力较弱，不能很好的利用微风，发电效率下降。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供了一种微型风力发电机的叶轮结构，用以解决现有风力风电机叶轮不能合理利用微风发电的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
5.一种微型风力发电机的叶轮结构，包括两个交错分布的弧面壳叶片，叶片沿转轴呈中心对称设置；两个叶片交错部分连通并形成风道，气流由叶片i流入，然后从叶片ii流出；气流转换过程中完成转向，并推动叶轮转动；叶轮转动过程中，气流绕叶片外端面运动，进一步地推动叶轮转动。
6.优选的，所述叶片为圆桶壳、椭圆桶壳、半圆桶半椭圆桶壳其中一种。
7.优选的，所述叶片为空心壳体，且迎风面敞口设置。
8.优选的，所述叶片为封闭的空心腔体，腔体内部设置若干风道，风道与叶片迎风面连接并形成进风碗口。
9.优选的，所述半圆桶
‑
半椭圆桶壳的风道的进风段、出风段设置为喇叭状。
10.本发明采用上述结构的微型风力发电机的叶轮结构，叶片由条状改为弧形壳状，相对增大迎风面，从而能高效感应微风。在此基础上，弧面壳内部增加风道，通过风道实现气流的转向，气流转向进一步推动叶轮转动。同时，气流沿叶片外端面流转，也可以推动叶轮转动。
附图说明
11.图1为风力发电机的原理图；
12.图2为本发明实施例中圆桶壳叶轮的截面示意图；
13.图3为本发明实施例中椭圆桶壳叶轮的截面示意图；
14.图4为本发明实施例中半圆桶
‑
半椭圆桶壳叶轮的截面示意图；
15.图5为本发明实施例中半圆桶
‑
半椭圆桶壳叶轮的风管结构示意图；
16.图6为本发明实施例中半圆桶
‑
半椭圆桶壳叶轮转动过程内气流的行进图；
17.图7为本发明实施例中半圆桶半椭圆桶壳叶轮转动过程外气流的行进图。
18.附图标记
19.1、发电机；2、从动齿轮；3、主动齿轮；4、叶轮；5、圆桶壳；6、椭圆桶壳；7、半圆桶
‑
半椭圆桶壳；8、风管；9、进风碗口；
①
一次风向；
②
二次风向；
③
三次风向；
④
、出风口。
具体实施方式
20.以下结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
21.如图1所示的风机发电机，风力吹动叶轮4转动，叶轮4带动主动齿轮3转动，主动齿轮3带动从动齿轮2转动，从动齿轮2连接在发电机1上。主动齿轮3直径大于或等于从动齿轮2直径。叶轮4的设计直接影响到发电效率。
22.如图2
‑
4所示的一种微型风力发电机的叶轮4结构，包括两个交错分布的弧面壳叶片，叶片沿转轴呈中心对称设置。弧面结构一方面降低转动阻力，另一方面还可以使叶轮4外部气流绕外端面流转，从而提高叶轮4转动速度。
23.叶片为圆桶壳5、椭圆桶壳5、半圆桶
‑
半椭圆桶壳7其中一种。叶片设置为敞口空心壳体，两个叶片交错部分连通并形成风道。如图6所示，气流由叶片i流入，然后从叶片ii流出。气流转换过程中完成转向，并推动叶轮4转动。叶轮4转动过程中，气流绕叶片外端面运动，进一步地推动叶轮4转动。如图7所示，一次风向
①
吹到叶片i外壳上，一次风向
①
受到撞击并转向，沿叶片i外壳切线方向进入叶片ii，然后受到叶片ii内空腔碰撞完成转向并形成二次风向
②
，二次风向
②
在叶片ii空腔内进一步碰撞，转向形成三次风向
③
，三次风向
③
进入叶片i空腔，然后从叶片i的出风口流出，该过程叶片受气流碰撞会转动一定角度。
24.如图5所示，叶片为封闭的空心腔体，腔体内部设置若干风管8。相比于整个内腔均通风方式，风管8通风更集中，气流冲击叶片壁强度更高，从而气流推动叶片转动速度更快。进一步的，风管8与叶片迎风面连接并形成进风碗口9，方便导入气流。半圆桶
‑
半椭圆桶壳7由于前端与后端弧度不同，前端空间比较大，所以在风管8的进风段、出风段设置为喇叭状，从而尽可能增大进风量并压缩，提高气流转向处冲击强度。
25.为提高叶片强度，叶片使用铝合金材质、工业塑料或玻璃钢金属制作。
26.综上，本发明采用上述结构的微型风力发电机的叶轮结构，改变叶片形状，高效利用微风发电，提高发电率。
27.以上是本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围不应局限于此。任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此本发明的保护范围应以权利要求书所限定的保护范围为准。


技术特征：
1.一种微型风力发电机的叶轮结构，其特征在于：包括两个交错分布的弧面壳叶片，叶片沿转轴呈中心对称设置；两个叶片交错部分连通并形成风道，气流由叶片i流入，然后从叶片ii流出；气流转换过程中完成转向，并推动叶轮转动；叶轮转动过程中，气流绕叶片外端面运动，进一步地推动叶轮转动。2.根据权利要求1所述的微型风力发电机的叶轮结构，其特征在于：所述叶片为圆桶壳、椭圆桶壳、半圆桶
‑
半椭圆桶壳其中一种。3.根据权利要求2所述的微型风力发电机的叶轮结构，其特征在于：所述叶片为空心壳体，且迎风面敞口设置。4.根据权利要求2所述的微型风力发电机的叶轮结构，其特征在于：所述叶片为封闭的空心腔体，腔体内部设置若干风道，风道与叶片迎风面连接并形成进风碗口。5.根据权利要求4所述的微型风力发电机的叶轮结构，其特征在于：所述半圆桶
‑
半椭圆桶壳的风道的进风段、出风段设置为喇叭状。

技术总结
本发明公开了一种微型风力发电机的叶轮结构，包括两个交错分布的弧形壳叶片，叶片沿转轴呈中心对称设置；两个叶片交错部分连通并形成风道，气流由叶片I流入，然后从叶片II流出；气流转换过程中完成转向，并推动叶轮转动；叶轮转动过程中，气流绕叶片外端面运动，进一步地推动叶轮转动。本发明采用上述叶轮结构，微风天气下也能工作，提高风力资源利用率，提高发电效率。高发电效率。高发电效率。


技术研发人员：董广文 张京海
受保护的技术使用者：山东惠德节能环保科技有限公司
技术研发日：2021.09.09
技术公布日：2021/11/2