正向风力做功的水平轴发电装置的制作方法

1.本实用新型涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种正风力做功的水平轴风力发电装置。


背景技术：

2.周知，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。风力发电机一般有风轮、发电模块、调节装置、限速安全机构和储能装置等构件组成。
3.现有本领域存在的技术弊端是：目前大型风力发电装置多数为水平轴装置，叶片旋转面与风向垂直，风力作用到叶片斜面，产生侧向分力驱动叶片旋转，正向风力不做功。所以风能转换为机械能的效率较低，风电效率才10.83%。且叶片半径非常大，风车非常高，结构复杂，建造价格昂贵，安装费动辄几百万，运维成本较高。
4.针对现有技术上的弊端，作为本行业技术人员，如何通过技术上的改善，设计一款正风力做功的发电装置，其能够大幅提高风能转换机械能效率，降低制造和安装成本是本领域亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种正向风力做功的水平轴风力发电装置改变现有技术上的缺点，其使扇叶旋转面与风向平行，叶片扭转，在迎风面叶片与风向垂直，受到的风力最大，当叶片回转到对称位置时与风向平行，受到的风力最小，不产生反向扭矩，这样可以获得较大扭矩，使风力转化成机械能效率最大化。
6.如上所述的一种正向风力做功的水平轴发电装置，其包括一个支撑柱，在支撑柱上设置有导向装置，支撑柱的顶部设置有一个水平轴支撑座,所述的水平轴支撑座上连接着扇翼扭转模块;所述的扇翼扭转模块上设置有扇叶扭转轨道，所述的扇翼扭转模块的中心处为水平轴,水平轴上设置有若干组扇叶，每组扇叶上设置有至少一个导向扇翼，所述的导向扇翼上设置有导向轮与扇叶扭转轨道配合；所述的若干组扇叶围绕支撑柱转动并在转动时实现不同组扇叶摆动角度的不同，以此最大限度的实现风能转换。
7.所述的水平轴通过水平轴支撑座垂直转向后竖向延伸至支撑柱内并和支撑柱内部的发电机以及变速箱连接。
8.所述的导向扇翼设置在扇翼扭转模块上，导向扇翼上设置有扇叶曲轴，通过扇叶曲轴上设置导向轮与扇叶扭转轨道配合；所述的扇叶扭转轨道上设置有两个曲线面，当导向轮沿着扇叶扭转轨道上的曲线面摆动时，导向扇翼实现摆动；每组的导向扇翼通过拨叉连杆与其余扇叶连接实现联动。
9.所述的导向装置包括一个定位扇叶，所述的定位扇叶和转筒连接固定，转筒的顶部和扇叶扭转轨道联通。
10.本实用新型具有以下有益效果：本实用新型通过以上结构设置，其在支撑柱的顶
部设置有一个水平轴支撑座，通过水平轴支撑座实现水平设置的扇翼扭转模块，扇翼扭转模块的内部设置有若干组扇叶，每组扇叶上至少设置有一个导向扇翼，导向扇翼上设置有导向轮与扇叶扭转轨道配合，扇叶扭转轨道设置在扇翼扭转模块上，使扇叶旋转面与风向平行，叶片扭转，在迎风面叶片与风向垂直，受到的风力最大，获得最大推动力，当叶片回转到对称位置时与风向平行，受到的风力最小，不产生反向扭矩，这样可以获得较大扭矩，使风力转化成机械能效率最大化，本装置在支撑柱上设置有导向装置，通过导向装置实现为扇翼扭转模块迎风导向,确保其始终最大限度的受风,实现风能向机械能的转换。
附图说明
11.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
12.图1为本实用新型立体结构示意图ⅰ；
13.图2为本实用新型立体结构示意图ⅱ；
14.图3为图1中a区域放大结构示意图；
15.图中，1、水平轴支撑座，11、锥度转向齿轮，2、支撑柱，21、定位扇叶，22、转筒，23、下轴承，24、发电机，25、变速箱，26、驱动轴，3、扇叶扭转轨道，31、曲线面，32、上轴承，4、扇翼扭转模块， 41、水平轴，42、内部轴承套，43、拨叉，44、导向扇翼，441、拨叉连杆，45、导向轮，46、扇叶曲轴。
具体实施方式
16.以下对本实用新型进行细致的描述，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
17.如附图所示，如上所述的一种正向风力做功的水平轴发电装置，其包括一个支撑柱2，在支撑柱2上设置有导向装置，所述的导向装置包括一个定位扇叶21，定位扇叶21和转筒22连接固定，转筒22的顶部通过上轴承32和扇叶扭转轨道3联通，转筒22的底部通过下轴承23与支撑柱2连接固定。
18.支撑柱2的顶部设置有一个水平轴支撑座1，所述的水平轴支撑座1上连接着扇翼扭转模块4；所述的扇翼扭转模块4上设置有扇叶扭转轨道3，所述的扇翼扭转模块4的中心处为水平轴41,水平轴41上通过内部轴承套42设置有若干组扇叶，每组扇叶上设置有一个导向扇翼44，所述的导向扇翼44上设置有导向轮45与扇叶扭转轨道3配合；所述的导向扇翼44设置在扇翼扭转模块4上，导向扇翼44上设置有扇叶曲轴46，通过扇叶曲轴46上设置导向轮45与扇叶扭转轨道3配合；所述的扇叶扭转轨道3上设置有两个曲线面31，当导向轮45沿着扇叶扭转轨道3上的曲线面31转动时，导向扇翼44实现摆动；每组的导向扇翼44通过拨叉连杆441与其余扇叶上共同连接的拨叉固定至一体实现联动，所述的水平轴41通过水平轴支撑座1垂直转向后竖向延伸至支撑柱2内并和支撑柱2内部的发电机24以及变速箱25连接，实现动能向电能的转变。以上所述的发电机24以及变速箱25安装固定在支撑柱2内部仅为实施例中的一种情况，本领域技术人员根据作业习惯或者安装成本以及其它因素定的考量，发电机24以及变速箱25还可以安装在水平轴41上实现水平转动时的能量转换。
19.所述的若干组扇叶围绕支撑柱2转动并同时在水平轴41上转动，在转动时实现不同组扇叶摆动角度的不同，以此最大限度的实现风能转换。
20.总结：本实用新型通过定位扇叶21连接扇叶扭转轨道3，将扇叶扭转轨道3转动至迎风位置，此时导向扇翼44通过扇叶曲轴46与扇叶扭转轨道3的啮合使扇叶在水平轴41的一侧处于直立状态，使扇叶旋转面与风向平行，扇叶扭转，在迎风面的扇叶与风向垂直，受到的风力最大，获得最大推动力；当叶片回转到对称位置时与风向平行，受到的风力最小，不产生反向扭矩，这样可以获得较大扭矩，使风力转化成机械能效率最大化。
21.每一串上的扇叶通过拨叉43和拨叉连杆441组合使其同时翻转，风吹动扇叶，同时带动水平轴41旋转，水平轴41通过转向器连接驱动轴26，将扭矩传递到变速箱25内，然后在传递到发电机24上，最终将风能转化成电能。以上所述的通过水平轴41连接驱动轴26，再将扭矩传递到变速箱25和发电机24上，此种能量转换方式仅为实施例的一种，使用者在实际成型时还可以将变速箱25和发电机24直接连接至水平轴41，以上实施例非穷举案例。
22.本技术方案采用横轴法线方向迎风结构发电使扇叶与风向垂直，最大面积接受风压，并且一半扇叶正向迎风，一半扇叶水平漏风，减小阻力，可将风能转换效率提升到最大值。


技术特征：
1.一种正向风力做功的水平轴发电装置，其包括一个支撑柱，其特征在于：在支撑柱上设置有导向装置，支撑柱的顶部设置有一个水平轴支撑座,所述的水平轴支撑座上连接着扇翼扭转模块;所述的扇翼扭转模块上设置有扇叶扭转轨道，所述的扇翼扭转模块的中心处为水平轴,水平轴上设置有若干组扇叶，每组扇叶上设置有至少一个导向扇翼，所述的导向扇翼上设置有导向轮与扇叶扭转轨道配合；所述的若干组扇叶围绕支撑柱转动并在转动时实现不同组扇叶摆动角度的不同，以此最大限度的实现风能转换。2.如权利要求1所述的一种正向风力做功的水平轴发电装置，其特征在于：所述的水平轴分别和若干组扇叶以及发电机以及变速箱连接。3.如权利要求1所述的一种正向风力做功的水平轴发电装置，其特征在于：所述的导向扇翼设置在扇翼扭转模块上，导向扇翼上设置有扇叶曲轴，通过扇叶曲轴上设置导向轮与扇叶扭转轨道配合；所述的扇叶扭转轨道上设置有两个曲线面，当导向轮沿着扇叶扭转轨道转动时，导向扇翼实现摆动；每组的导向扇翼通过拨叉连杆与其余扇叶连接实现联动。

技术总结
本实用新型公开了一种正向风力做功的水平轴发电装置，其在支撑柱的顶部设置有一个水平轴支撑座，通过水平轴支撑座实现安装在水平轴上的扇翼扭转模块，扇翼扭转模块的内部设置有若干组扇叶，每组扇叶上至少设置有一个导向扇翼，导向扇翼上设置有导向轮与扇叶扭转轨道配合，扇叶扭转轨道设置在扇翼扭转模块上，使扇叶旋转面与风向平行，叶片顺风向扭转，在迎风面叶片与风向垂直，受到的风力最大，获得最大推动力，当叶片回转到对称位置时与风向平行，受到的风力最小，不产生反向扭矩，这样可以获得较大扭矩，使风力转化成机械能效率最大化。化。化。


技术研发人员：杨宪杰 王聪 杨传超
受保护的技术使用者：杨宪杰
技术研发日：2021.07.06
技术公布日：2022/4/6