[發明專利]水平軸風力機風輪

無效

• 申請號: 200910165851.0
• 申請日: 2009-08-09
• 公開（公告）號: CN101619709A
• 公開（公告）日: 2010-01-06
• 發明（設計）人: 朱永發
• 申請（專利權）人: 朱永發
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于風力機設備范圍，具體涉及一種水平軸風力機風輪。

技術背景

充分利用風能這種可再生能源，已得到高度重視和實際應用。實際應用中，風能利用最多的是風力發電。風力發電機的風輪主要有兩類，一類是水平軸風輪，一類是垂直軸風輪。現在水平軸的風輪比垂直軸的風輪應用的更普遍，而水平軸風輪又以三葉片螺旋槳式為最多。風輪是風力機的重要部件，是提高風力機效率、增加捕風量、降低制造成本、減少運行故障的關鍵所在。自有風力機以來，對風輪結構的研究就沒有中斷過。風力機需要風能轉換率高、捕風量大、結構簡單、加工容易、成本低廉、可靠耐用的風輪，以促進風能這種綠色的可再生的能源之廣泛利用。

發明內容

本發明的目的是提供一種風能轉換率高、結構簡單、制做容易、堅固耐用、成本低廉的水平軸風力機風輪。

本發明的技術解決方案是：水平軸風力機風輪包括：葉片架、葉片、輪輻、輪轂和制動裝置。葉片架是用幾個不同直徑的圓環和若干根徑向桿焊接或者鉚接而成，徑向桿的長度就是不同直徑圓環的最大外圓環半徑減去最小內圓環半徑的數值。在不同直徑的圓環中，最大圓環和最小圓環各是兩組，其中一組最大圓環、中間圓環和最小圓環，由均勻排列的徑向桿焊接或鉚接在一起，另一組最大圓環和最小圓環，通過支架焊接或鉚接在已成形的相對應的圓環架體上，這種結構的葉片架，可以提高整體強度和剛性。葉片是一種板片，形狀可以是矩形，也可以是梯形，或者是兩頭窄中間為圓弧狀長邊的形狀；葉片數和徑向桿數相同，葉片的一長邊連接固定在徑向桿上，另一長邊通過支桿支撐固定在葉片架的圓環桿上。在葉片架上固定好的所有葉片，都和葉片架平面相對傾斜，且傾斜方向都是順時針方向，或者都是逆時針方向，每張葉片的傾斜角度都相同，該角度是在大于0度和小于90度之間選擇一個合適角度。葉片在葉片架上安裝固定好后，帶葉片的葉片架，通過輪輻，和輪轂連接固定成一體，構成風輪總成。當風輪所安裝的轉軸在水平位置、風輪的平面處于迎風狀態，風輪即可以把風能轉變成風力機的旋轉動能。制動裝置安裝在風力機支架上或者發電機殼體上，制動裝置通過輪轂對風力機產生制動作用。

本風輪的工作過程是這樣的，當風能對著風輪平面吹來，相對風輪平面傾斜的葉片，把風力分解成與風輪平面垂直的阻力和與風輪平面平行的推力，這個推力通過葉片架、輪輻、輪轂對轉軸產生轉矩，因每張葉片的傾斜方向都一樣，所以各葉片產生的轉矩方向都相同，即都是順時針方向或逆時針方向，這些轉矩之和，成為推動風輪旋轉的動力源。只要有風吹，風輪就會不停地旋轉，把風能轉變成風輪的旋轉動能。

本水平軸風力機風輪具有葉片數量多，捕捉風能多，轉換效率高，結構簡單，制做容易，成本不高，堅固耐用的優點，值得推廣。

附圖說明

下面結合附圖進一步詳細說明本發明：

圖1是水平軸風力機風輪的主視圖；

圖2是水平軸風力機風輪的俯視圖。

其中：1、葉片架，2、葉片，3、輪輻，4、輪轂，5、制動裝置。

具體實施方式

如圖所示，葉片架1是由幾個不同直徑的圓環和若干根均勻排列的徑向桿焊接或者鉚接而成，徑向桿的長度就是不同直徑圓環中，最大的外圓環半徑減去最小的內圓環半徑的數值。最大圓環和最小圓環各是兩組，先用均勻排列的徑向桿，把一組大、中、小的圓環焊接或鉚接成一體，再通過支桿把另一組大圓環和小圓環對應焊接或鉚接在一起。為了減輕葉片架1的重量和提高整體剛性，選用合適直徑的金屬管材做各種桿件。葉片2是長條形的矩形板片，或是梯形板片，或是兩頭窄中間為圓弧形邊的板片，葉片數和徑向桿數相同。葉片2一長邊焊接或鉚接在徑向桿上，另一長邊通過支桿支撐在葉片架1的圓環架桿上。在實際加工制做中，葉片2在葉片架1上的連接固定，是和葉片架的成型參差進行的，大、中、小圓環可以用許多長度和兩根相鄰徑向桿之間距離相等的直桿連接而成。焊接固定好的每張葉片和葉片架1的平面，都是順時針方向傾斜，或者逆時針方向傾斜，每張葉片的傾斜角度都相等，這個角度是在大于0度和小于90度之間選擇一個合適角度。葉片2在葉片架1上焊接固定好后，葉片架部件通過輪輻3和輪轂4焊接或鉚接成一體。制動裝置5安裝在風力機的支架上，或者是發電機的殼體里，制動裝置5通過輪轂4對風輪產生制動作用。