一种基于网架结构的垂直轴风力发电装置的制作方法

1.本实用新型属于风力发电技术领域，特别涉及一种基于网架结构的垂直轴风力发电装置。


背景技术：

2.风能属于清洁能源，并且在能源问题日益严重的今天，风能还具有用之不竭的优点，因此，风力发电越来越受到重视。
3.传统的垂直轴风力发电设备一般由发电机、悬臂、叶片等组成，叶片和悬臂在风力作用下转动，进而带动发电机工作。比如公开号为cn217080674u的中国专利公开了一种网架加固型悬浮式垂直轴风力发电装置，通过改进悬臂的结构使其轻量化已达到增加悬臂长度的目的，为机器的大功率化创造了有利条件。该垂直轴风力发电设备的迎风面为外侧叶片、内侧叶片和悬臂，由于悬臂为细长型，风阻较小，使得风力与电能的转化效率较低。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有技术中风力发电设备风力使用效率低的缺陷，提供一种基于网架结构的垂直轴风力发电装置。
5.本实用新型提供了一种基于网架结构的垂直轴风力发电装置，包括下塔柱，所述下塔柱顶部设置有发电机，所述发电机顶部设置有上塔柱；所述发电机的底座与所述下塔柱的顶部连接，所述发电机的动力输入轴与所述上塔柱的底端连接，上塔柱的转动带动所述发电机转动实现发电；
6.所述上塔柱的外侧沿周向设置有环形结构的变速风箱，所述变速风箱的外侧沿周向均匀设置有若干个进风口，所述进风口外侧设置有风叶；
7.所述上塔柱与所述变速风箱通过网架结构连接。
8.进一步的方案为，所述变速风箱包括风箱内筒和风箱外筒，所述风箱内筒和风箱外筒构成环形封闭空腔结构；
9.所述风箱外筒的侧壁上均匀开设有若干通孔，所述通孔外侧设置导流板形成进风口；
10.所述变速风箱内部设置有风道，所述风道的起始端与所述通孔的两侧连接。
11.进一步的方案为，所述风道由风道导流板ⅰ和风道导流板ⅱ组成；
12.所述风道导流板ⅰ为波浪形结构，风道导流板ⅱ为弧形结构；
13.相邻两个风道的风道导流板ⅰ和风道导流板ⅱ的端部重合，形成连接端，所述连接端设置有转动板，所述转动板与所述连接端通过合页连接。
14.进一步的方案为，所述风叶包括弧形板和平直板，所述弧形板和平直板构成封闭中空结构；
15.所述平直板与所述导流板连接。
16.进一步的方案为，所述风叶内部填充有轻质气体气囊,所述轻质气体气囊为氢气
气囊或氦气气囊。
17.进一步的方案为，所述网架结构包括结构相同的三层立体网状结构；
18.第一层立体网状结构用于连接上塔柱顶部和风箱外筒的上沿；
19.第二层立体网状结构用于连接上塔柱中部和风箱内筒的上沿；
20.第三层立体网状结构用于连接上塔柱底部和风箱内筒的下沿；
21.立体网状结构由斜拉杆和链接球构成，所述斜拉杆的两端分别与上塔柱和变速风箱连接，若干个斜拉杆的端部通过链接球连接形成放射状结构，所述放射状结构的端部分别与上塔柱或变速风箱连接；所述链接球为开设有若干连接孔位的球状结构，用于连接斜拉杆。
22.进一步的方案为，所述上塔柱从上到下依次套设有第一套筒、第二套筒、第三套筒，所述第一套筒、第二套筒、第三套筒分别与所述上塔柱过盈配合连接；
23.所述第一层立体网状结构用于连接第一套筒和风箱外筒的上沿；
24.所述第二层立体网状结构用于连接第二套筒和风箱内筒的上沿；
25.所述第三层立体网状结构用于连接第三套筒和风箱内筒的下沿。
26.进一步的方案为，所述发电机为为内转子永磁发电机，所述上塔柱与内转子连接。
27.与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
28.本实用新型通过设置变速风箱，可最大程度的利用用力，将风力收集到变速风箱内部，形成风流，推动变速风箱转动，实现风能的二次利用，并且将风叶设计成内侧平直外侧弧形结构，符合空气动力学的胜利结构设计，当风流经叶片时，由于流速差而产生向外张力，增加叶片的动力输出。
29.本实用新型在变速风箱内部设置有风道，风道导流板ⅰ为波浪形，并且风道导流板ⅰ的末端设置了转动板，在风力作用下，转动板沿合页朝着远离风箱内筒的方向转动，增大了经过相邻进风口、相邻风道的风阻，进一步提高了风能的利用率。
30.本实用新型采用网架结构将变速风箱与上塔柱连接，由变速风箱带动上塔柱，进而带动发电机的内转子发电，满足高强度和轻量化的设计要求。
附图说明
31.以下附图仅对本实用新型作示意性的说明和解释，并不用于限定本实用新型的范围，其中：
32.图1：本实用新型结构示意图；
33.图2：变速风箱内部结构示意图；
34.图3：变速风箱另一视角内部结构示意图；
35.图4：发电机与上塔柱连接示意图；
36.图中：1、下塔柱；2、发电机；3、变速风箱；4、上塔柱；5、风叶；6、进风口；7、风箱内筒；8、风箱外筒；9、风道；10、风道导流板ⅰ；11、风道导流板ⅱ；12、合页；13、转动板；14、第一套筒；15、第二套筒；16、第三套筒。
具体实施方式
37.为了使本实用新型的目的、技术方案、设计方法及优点更加清楚明了，以下结合附
图通过具体实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
38.如图1所示，本实用新型提供了一种基于网架结构的垂直轴风力发电装置，包括下塔柱1，所述下塔柱1顶部设置有发电机2，所述发电机2顶部设置有上塔柱4；所述发电机2的底座与所述下塔柱1的顶部连接，所述发电机2的动力输入轴与所述上塔柱4的底端连接，上塔柱4的转动带动所述发电机2转动实现发电；
39.所述上塔柱4的外侧沿周向设置有环形结构的变速风箱3，所述变速风箱3的外侧沿周向均匀设置有6个进风口6，所述进风口6外侧设置有风叶5；上塔柱4与所述变速风箱3通过网架结构固定连接，风叶5和变速风箱3在风力作用下转动带动上塔柱4转动，进而带动发电机2转动实现发电。
40.如图2所示，上述的变速风箱3包括风箱内筒7和风箱外筒8，所述风箱内筒7和风箱外筒8构成环形封闭空腔结构；在环形封闭空腔结构内部设置有6个风道9；
41.所述风箱外筒8的侧壁上均匀开设有6个通孔，所述通孔外侧设置导流板形成进风口6；所述风道9的起始端与所述通孔的两侧连接。
42.如图3所示，风道9由风道导流板ⅰ10和风道导流板ⅱ11组成；其中，风道导流板ⅰ10为波浪形结构，风道导流板ⅱ11为弧形结构；
43.相邻两个风道9的风道导流板ⅰ10和风道导流板ⅱ11的端部重合，形成连接端，在连接端设置有转动板13，所述转动板13与所述连接端通过合页12连接，在风力作用下，转动板沿合页朝着远离风箱内筒的方向转动，增大了经过相邻进风口、相邻风道的风阻，进一步提高了风能的利用率。
44.继续参照图2，风叶5包括弧形板和平直板，所述弧形板和平直板构成封闭中空结构；所述平直板与所述导流板连接。其中，风叶5内部填充有氢气气囊或氦气气囊，以减轻风叶5的重力。
45.继续参照图1，上述的网架结构包括结构相同的三层立体网状结构；
46.所述立体网状结构由斜拉杆和链接球构成，所述斜拉杆的两端分别与上塔柱4和变速风箱3连接，若干个斜拉杆的端部通过链接球连接形成放射状结构，所述放射状结构的端部分别与上塔柱4或变速风箱3连接；所述链接球为开设有若干连接孔位的球状结构，用于连接斜拉杆。
47.如图4所示，上塔柱4从上到下依次套设有第一套筒14、第二套筒15、第三套筒16，所述第一套筒14、第二套筒15、第三套筒16分别与所述上塔柱4过盈配合连接；第一层立体网状结构用于连接第一套筒14和风箱外筒8的上沿；第二层立体网状结构用于连接第二套筒15和风箱内筒7的上沿；第三层立体网状结构用于连接第三套筒16和风箱内筒7的下沿。
48.在本实施例中，所述发电机2为内转子发电机，所述上塔柱4与内转子连接。风叶5和变速风箱3在风力作用下转动带动上塔柱4转动，进而带动发电机2的内转子转动实现发电。
49.以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域
的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

技术特征：
1.一种基于网架结构的垂直轴风力发电装置，其特征在于，包括下塔柱(1)，所述下塔柱(1)顶部设置有发电机(2)，所述发电机(2)顶部设置有上塔柱(4)；所述发电机(2)的底座与所述下塔柱(1)的顶部连接，所述发电机(2)的动力输入轴与所述上塔柱(4)的底端连接，上塔柱(4)的转动带动所述发电机(2)转动实现发电；所述上塔柱(4)的外侧沿周向设置有环形结构的变速风箱(3)，所述变速风箱(3)的外侧沿周向均匀设置有若干个进风口(6)，所述进风口(6)外侧设置有风叶(5)；所述上塔柱(4)与所述变速风箱(3)通过网架结构连接。2.根据权利要求1所述的一种基于网架结构的垂直轴风力发电装置，其特征在于，所述变速风箱(3)包括风箱内筒(7)和风箱外筒(8)，所述风箱内筒(7)和风箱外筒(8)构成环形封闭空腔结构；所述风箱外筒(8)的侧壁上均匀开设有若干通孔，所述通孔外侧设置导流板形成进风口(6)；所述变速风箱(3)内部设置有风道(9)，所述风道(9)的起始端与所述通孔的两侧连接。3.根据权利要求2所述的一种基于网架结构的垂直轴风力发电装置，其特征在于，所述风道(9)由风道导流板ⅰ(10)和风道导流板ⅱ(11)组成；所述风道导流板ⅰ(10)为波浪形结构，风道导流板ⅱ(11)为弧形结构；相邻两个风道(9)的风道导流板ⅰ(10)和风道导流板ⅱ(11)的端部重合，形成连接端，所述连接端设置有转动板(13)，所述转动板(13)与所述连接端通过合页(12)连接。4.根据权利要求3所述的一种基于网架结构的垂直轴风力发电装置，其特征在于，所述风叶(5)包括弧形板和平直板，所述弧形板和平直板构成封闭中空结构；所述平直板与所述导流板连接。5.根据权利要求4所述的一种基于网架结构的垂直轴风力发电装置，其特征在于，所述风叶(5)内部填充有轻质气体气囊,所述轻质气体气囊为氢气气囊或氦气气囊。6.根据权利要求2所述的一种基于网架结构的垂直轴风力发电装置，其特征在于，所述网架结构包括结构相同的三层立体网状结构；第一层立体网状结构用于连接上塔柱(4)顶部和风箱外筒(8)的上沿；第二层立体网状结构用于连接上塔柱(4)中部和风箱内筒(7)的上沿；第三层立体网状结构用于连接上塔柱(4)底部和风箱内筒(7)的下沿；所述立体网状结构由斜拉杆和链接球构成，所述斜拉杆的两端分别与上塔柱(4)和变速风箱(3)连接，若干个斜拉杆的端部通过链接球连接形成放射状结构，所述放射状结构的端部分别与上塔柱(4)或变速风箱(3)连接；所述链接球为开设有若干连接孔位的球状结构，用于连接斜拉杆。7.根据权利要求6所述的一种基于网架结构的垂直轴风力发电装置，其特征在于，所述上塔柱(4)从上到下依次套设有第一套筒(14)、第二套筒(15)、第三套筒(16)，所述第一套筒(14)、第二套筒(15)、第三套筒(16)分别与所述上塔柱(4)过盈配合连接；所述第一层立体网状结构用于连接第一套筒(14)和风箱外筒(8)的上沿；所述第二层立体网状结构用于连接第二套筒(15)和风箱内筒(7)的上沿；所述第三层立体网状结构用于连接第三套筒(16)和风箱内筒(7)的下沿。8.根据权利要求1所述的一种基于网架结构的垂直轴风力发电装置，其特征在于，所述
发电机(2)为内转子永磁发电机，所述上塔柱(4)与内转子连接。

技术总结
本实用新型属于风力发电技术领域，具体公开了一种基于网架结构的垂直轴风力发电装置，包括下塔柱，所述下塔柱顶部设置有发电机，所述发电机顶部设置有上塔柱；所述发电机的底座与所述下塔柱的顶部连接，所述发电机的动力输入轴与所述上塔柱的底端连接，上塔柱的转动带动所述发电机转动实现发电；所述上塔柱的外侧沿周向设置有环形结构的变速风箱，所述变速风箱的外侧沿周向均匀设置有若干个进风口，所述进风口外侧设置有风叶；所述上塔柱与所述变速风箱通过网架结构连接。本实用新型通过设置变速风箱，可最大程度的利用用力，将风力收集到变速风箱内部，形成风流，推动变速风箱转动，实现风能的二次利用。现风能的二次利用。现风能的二次利用。


技术研发人员：孙明
受保护的技术使用者：陕西珂骊玛铸业有限公司
技术研发日：2023.02.13
技术公布日：2023/6/1