[實用新型]立軸風(fēng)力機(jī)的風(fēng)輪

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200720039388.1
• 申請日: 2007-06-07
• 公開（公告）號: CN201121558Y
• 公開（公告）日: 2008-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 戴玉毅
• 申請（專利權(quán)）人: 戴玉毅
• 主分類號: F03D3/06
• 分類號: F03D3/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種立軸風(fēng)力機(jī)的風(fēng)輪，屬于風(fēng)能利用裝置技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

風(fēng)力機(jī)可將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能或電能，具有廣闊的應(yīng)用前景，風(fēng)輪作為風(fēng)力機(jī)的核心部件，對能量轉(zhuǎn)換效率的高低具有重要的影響。現(xiàn)有的立軸風(fēng)力機(jī)的風(fēng)輪，按照風(fēng)對風(fēng)輪的推動方式分為升力型與阻力型兩種。

升力型立軸風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪的葉片類似于飛機(jī)的機(jī)翼，利用氣流流過時，葉片象機(jī)翼一樣產(chǎn)生的升力，推動風(fēng)輪轉(zhuǎn)動，如已公開的實用新型(CN85201691)的風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪葉片即為升力型，此類型風(fēng)輪優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，弱點是起動風(fēng)速要求較高。

阻力型立軸風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪的葉片是橫擋在氣流的通道上，利用氣流吹向葉片時，在葉片前后較大的壓強(qiáng)差形成推力，推動風(fēng)輪轉(zhuǎn)動，如已公開的實用新型(CN85108096A、CN1450263A、CN1474050A、CN2505613Y)的風(fēng)輪葉片即為阻力型，此類型風(fēng)輪優(yōu)點是起動風(fēng)速要求較低，弱點是風(fēng)能利用效率相對較低。

近來也有一種阻力、升力復(fù)合型風(fēng)動力裝置，如已公開的實用新型(CN200510044144.8)是利用薄板制成的固定于風(fēng)輪上的機(jī)翼型葉片所形成的空心凹腔阻風(fēng)，產(chǎn)生推力推動風(fēng)輪轉(zhuǎn)動，其風(fēng)能利用率仍然欠佳。

實用新型內(nèi)容

本實用新型要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種多種方式利用風(fēng)能，對起動風(fēng)速要求較低，風(fēng)能利用效率較高的立軸風(fēng)力機(jī)的風(fēng)輪。

本實用新型的技術(shù)方案是：立軸風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪主要由中心軸、連接桿和不少于3片的葉片構(gòu)成，葉片沿風(fēng)輪中心軸圓周方向均勻排列；改進(jìn)之處是所述葉片為弧形曲面葉片，且弧形方向一致，葉片上設(shè)有位于弧面曲面內(nèi)的弓形橫向支撐和垂直軸，橫向支撐與垂直軸之間形成矩形網(wǎng)格，網(wǎng)格部位設(shè)有活動風(fēng)葉體和控制風(fēng)葉體轉(zhuǎn)動角度的限位件。

進(jìn)一步的方案是：所述橫向支撐為3～9道，垂直軸為3～9根，相鄰橫向支撐與垂直軸之間的網(wǎng)格部位均設(shè)有活動風(fēng)葉體。所述活動風(fēng)葉體一面為流線型凸面，一面為平凹面，截面為飛機(jī)機(jī)翼型，其前緣部位與垂直軸成轉(zhuǎn)動配合，風(fēng)葉體處于閉合狀態(tài)時，后緣指向風(fēng)輪中心軸，周邊與網(wǎng)格吻合，且風(fēng)葉體的凹凸方向與弧形葉片凹凸方向一致，風(fēng)葉體處于開啟狀態(tài)時，其中心面垂直于橫向支撐兩端點的連線。所述轉(zhuǎn)角限位件是設(shè)在橫向支撐上、位于弧形葉片凹面一側(cè)的擋塊，或者是設(shè)在垂直軸上的擋銷，活動風(fēng)葉體與擋銷配合處有缺口，擋銷位于缺口內(nèi)。

本實用新型在已有技術(shù)的基礎(chǔ)上，對垂直軸風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪葉片結(jié)構(gòu)和形狀作出重要改進(jìn)。

本實用新型中，活動風(fēng)葉體可在風(fēng)力作用下打開與閉合，即在弧形曲面葉片凹面一側(cè)做不大于180°的水平轉(zhuǎn)動。活動風(fēng)葉體閉合時，與垂直軸、橫向支撐、網(wǎng)格共處于弧形葉片的曲面內(nèi)。當(dāng)弧形曲面葉片凸面受風(fēng)力作用時，活動風(fēng)葉體繞其軸轉(zhuǎn)動而打開。當(dāng)弧面曲面葉片凹面受風(fēng)力作用時，活動風(fēng)葉體繞其軸轉(zhuǎn)動而閉合。并且打開和閉合是一個逐漸變化的過程。

以下描述中：把活動風(fēng)葉體平凹面(弧形曲面葉片凹面)受水平風(fēng)力作用產(chǎn)生的推力稱為F₁，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動力矩稱為M₁。

把活動風(fēng)葉體凸面受水平風(fēng)力作用產(chǎn)生的斜向風(fēng)葉體前緣方向的分力稱為F₂，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動力矩稱為M₂。

把活動風(fēng)葉體凸面和平凹面同時受水平風(fēng)力作用(根據(jù)空氣動力原理)而產(chǎn)生的升力稱為F₃，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動力矩稱為M₃。

本實用新型安裝于立軸風(fēng)力機(jī)上，其中心軸與弧形葉片垂直于地面。在水平風(fēng)力作用下，當(dāng)弧形曲面葉片凹面迎風(fēng)時，其上的活動風(fēng)葉體與網(wǎng)格處于吻合(閉合)狀態(tài)，活動風(fēng)葉體平凹面(弧形葉片凹面)受水平風(fēng)力的作用產(chǎn)生推力F₁，產(chǎn)生使風(fēng)輪轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)矩M₁。隨著風(fēng)輪的轉(zhuǎn)動，弧形曲面葉片上的活動風(fēng)葉體，逐漸由閉合到打開，由于網(wǎng)格上限位件的作用，風(fēng)葉體只能打開一定角度，又由于活動風(fēng)葉體凸面的流線型形狀，使其產(chǎn)生斜向風(fēng)葉體前緣方向的分力F₂，產(chǎn)生使風(fēng)輪轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)矩M₂。隨著風(fēng)輪的繼續(xù)轉(zhuǎn)動，弧形曲面葉片凸面迎風(fēng)，其上的活動風(fēng)葉體處于開啟狀態(tài)，風(fēng)從網(wǎng)格中通過，葉片不阻風(fēng)，產(chǎn)生的阻礙風(fēng)輪轉(zhuǎn)動的力矩趨于零。但此時活動風(fēng)葉體前緣端迎風(fēng)，其凸面和平凹面同時受水平風(fēng)力作用，由于其截面為機(jī)翼型，產(chǎn)生升力F₃，產(chǎn)生與M₁、M₂同方向的力矩M₃，作用于風(fēng)輪的中心軸使風(fēng)輪轉(zhuǎn)動。