一种折叠便携式布叶片水平轴风力发电装置

本发明涉及可再生能源发电，具体涉及一种折叠便携式布叶片水平轴风力发电装置。

背景技术：

1、风力发电是一种清洁无污染的可持续电力供应方式，对于长期保障远离电网的极地科考、野外地质勘探人员、边防卫士等的日常照明、应急无线通讯等十分重要。虽然当前的水平轴、垂直轴风力发电机结构简单，技术比较成熟，但一般的风力发电机的刚性叶片长且宽、重量大、易折断，不便于个人携带和现场安装使用；而垂直轴风力发电机的转速慢，电机很难配套，发电效果不理想。

2、公告号为cn210265018u、公告日为2020.04.07的实用新型专利，公开了一种便携式风力发电机，包括风轮组件，风轮组件包括风机叶片、第一连杆、第二连杆，第二连杆带动风机叶片一起进行90°转动，风轮组件转动连接在发电机仓上并可90°旋转，可实现水平轴与垂直轴风力发电机之间的转换，使风力发电方式多样化，从而满足人们在户外面对复杂风向时的需要。但本技术的发明人经过研究发现，前述便携式风力发电机的叶片亦为刚性，进行铰接的关节太多，结构较复杂，特别是当该风力发电机由水平轴转为垂直轴时，水平方向的连杆破坏了垂直轴叶片的流线形状，且其两端与轮毂和竖直叶片之间的单个铰接关节，由于叶片有自重和受风，将受到相当大的转动力，因此该电机此时的结构不十分合理，并且此时尾舵就多余了，可能需要拆解下来，整体性不强；而且，从该电机结构的设计附图可以看出，在垂直轴方式时各叶片从上到下的水平截面完全一样，这是便于垂直轴方式运行，也方便折叠收纳，但当转换为水平轴方式运行时，各叶片从转动中心向外，各横截面也处处一样，没有攻角变化，风能转化率低，并且为了便于收纳，叶片宽度应该很窄，在垂直轴方式运行时，叶片受风面小，扭转力小。因此，该风力发电机虽然便于收纳，但是风能利用率低，结构很不稳定。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种折叠便携式布叶片水平轴风力发电装置。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

3、一种折叠便携式布叶片水平轴风力发电装置，包括永磁发电机、风轮、三脚架和尾舵；其中，

4、所述风轮包括风轮方管轴、风轮叶片、第一叶片钢丝骨架、第二叶片钢丝骨架、第一钢丝骨架回复限制机构、第一叶片骨架连接支架、第二叶片骨架连接支架和支架定位销，所述风轮方管轴的一端与永磁发电机的输出轴连接，从靠近所述永磁发电机一侧开始，所述第一钢丝骨架回复限制机构、第一叶片骨架连接支架和第二叶片骨架连接支架顺次套接在风轮方管轴上，所述第一叶片骨架连接支架和第二叶片骨架连接支架在风轮方管轴上可以相对滑动但不能相对转动，所述支架定位销安装在风轮方管轴或叶片骨架连接支架上用于调节并限定两个叶片骨架连接支架在风轮方管轴上的相对滑动间距，所述第一叶片骨架连接支架和第二叶片骨架连接支架上放射状对称间隔设置有开口槽；所述第一叶片钢丝骨架和第二叶片钢丝骨架的根部一端设置有第一固定环，所述第一叶片钢丝骨架根部一端的第一固定环插入第一叶片骨架连接支架上的开口槽内，所述第二叶片钢丝骨架根部一端的第一固定环插入第二叶片骨架连接支架上的开口槽内，两个叶片钢丝骨架一端的第一固定环各自通过螺栓与对应叶片骨架连接支架旋转连接，两个叶片骨架连接支架上的叶片钢丝骨架在径向上相互错开一定角度在轴向间隔设置，所述第一叶片钢丝骨架上靠近根部一端设置有连接环，所述第一钢丝骨架回复限制机构与连接环固定连接；所述风轮叶片按照两个叶片钢丝骨架的走向均匀固定在两个叶片钢丝骨架上，并且相对于所述风轮方管轴呈现一定攻角、均匀放射状设置；

5、所述三脚架包括支撑杆、支撑腿和伸缩杆，所述支撑腿通过羊角锁紧螺母与支撑杆下部连接，所述伸缩杆下部通过羊角锁紧螺母与支撑杆顶部连接，所述永磁发电机前下端通过电机水平转动折叠连接器与伸缩杆顶部可转动连接；

6、所述尾舵包括尾舵叶片和尾舵叶片固定机构，所述尾舵叶片固定机构的前端分别与永磁发电机后下侧和电机水平转动折叠连接器下后侧的安装孔活动连接，所述尾舵叶片的四个顶点固定在尾舵叶片固定机构上，所述尾舵叶片和风轮叶片均具有一定的预张紧力并为不透风防水布料叶片。

7、进一步，所述风轮方管轴为不锈钢方管，所述风轮方管轴的一端通过轴管转接器连接永磁发电机的输出轴，另一端用堵头封闭。

8、进一步，所述第一钢丝骨架回复限制机构包括叶片骨架固定支架和拉簧，所述叶片骨架固定支架固定在风轮方管轴上，所述第一叶片骨架连接支架和第二叶片骨架连接支架可滑动套接在风轮方管轴上，所述拉簧的一端与叶片骨架固定支架固定连接，所述拉簧的另一端与第一叶片钢丝骨架上靠近根部一端设置的连接环固定连接。

9、进一步，所述第一钢丝骨架回复限制机构包括刚性三角限位支架和限位爪，所述刚性三角限位支架可转动套接在风轮方管轴上，所述第一叶片骨架连接支架固定套接在风轮方管轴上，所述第二叶片骨架连接支架可滑动套接在风轮方管轴上，所述限位爪一体成型于刚性三角限位支架末端，所述限位爪的末端穿插在第一叶片钢丝骨架上靠近根部一端设置的连接环内。

10、进一步，所述两个叶片骨架连接支架上的叶片钢丝骨架的根部在轴向上相互错开60度。

11、进一步，所述第一叶片钢丝骨架和第二叶片钢丝骨架的远侧一端设置有第二固定环，所述风轮叶片的两侧边与叶片钢丝骨架缝合并处处有一定的预张紧力，所述风轮叶片的四个顶点对应固定在两个叶片钢丝骨架的连接环和第二固定环上。

12、进一步，所述永磁发电机前下端与电机水平转动折叠连接器的上端通过转动轴相连，所述电机水平转动折叠连接器的下端设有竖直通孔，所述伸缩杆顶部内固定套接有轴承套，所述轴承套上端面固定嵌设有第一滚动轴承，所述轴承套下端面固定嵌设有第二滚动轴承，所述竖直通孔与第一滚动轴承和第二滚动轴承的内孔中穿插有长螺栓，所述长螺栓的下端连接有螺母。

13、进一步，所述长螺栓内部贯通设置有通孔。

14、进一步，所述尾舵叶片固定机构包括尾舵伸缩方管、尾舵叶片活动连接支架和尾舵叶片支撑钢丝，所述尾舵伸缩方管的前端分别与永磁发电机后下侧和电机水平转动折叠连接器下后侧的安装孔活动连接，所述尾舵叶片活动连接支架套接在尾舵伸缩方管中段，所述尾舵叶片活动连接支架可在尾舵伸缩方管中段上定位销之间滑动但不能转动，所述尾舵叶片活动连接支架上下两侧开设有凹槽，所述尾舵叶片支撑钢丝的一端插入凹槽内通过螺栓与尾舵叶片活动连接支架转动连接，所述尾舵叶片支撑钢丝的另一端和尾舵伸缩方管的前后两端均设有尾舵叶片固定环，所述尾舵叶片的顶点固定在尾舵叶片固定环上，所述尾舵伸缩方管和尾舵叶片活动连接支架位于四边形尾舵叶片的对角线上并与叶片缝合。

15、进一步，所述尾舵叶片固定机构包括一根主钢丝骨架和两根子钢丝骨架，所述主钢丝骨架的前端设有分别连接永磁发电机和电机水平转动折叠连接器下后侧安装孔的孔，所述主钢丝骨架的尾端呈垂直设有两个子钢丝骨架连接孔，所述子钢丝骨架的前端设有与两个子钢丝骨架连接孔对应连接的两个主钢丝骨架连接孔，所述两根子钢丝骨架分别位于主钢丝骨架的两侧且三者在同一竖直平面内并互成120度，所述子钢丝骨架的尾端设有尾舵叶片固定孔，所述主钢丝骨架前端靠近永磁发电机尾端处还设有一个尾舵叶片固定孔，所述一根主钢丝骨架和两根子钢丝骨架的三个尾舵叶片固定孔，组成正三角形的顶点用于固定正三角形尾舵叶片的顶点。

16、与现有技术相比，本发明提供的折叠便携式布叶片水平轴风力发电装置，采用钢丝骨架(及方管)和布作为风轮叶片和尾舵叶片，可快速折叠和展开，浑然一体、整体性强，展开后的风轮叶片和尾舵叶片面积大、转速高，风力截取稳定，微风下扭力大，折叠后占地极小、重量轻，叶片及钢丝骨架不会折断，使用便捷，特别适用于国内外偏远地区经常移动人员的应急发电作业。