[發明專利]弧槽形槳葉風槳多層疊加型直立軸立式風車

無效

• 申請號: 201210410405.3
• 申請日: 2012-10-15
• 公開（公告）號: CN103726984A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 呂元林;王小軍
• 申請（專利權）人: 呂元林;李建新
• 主分類號: F03D3/02
• 分類號: F03D3/02;F03D3/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及轉換風能為機械能的一種新型風車，具體是一種弧槽形槳葉風槳多層疊加型直立軸立式風車。

背景技術

現今風車在風能發電等領域被廣泛應用，但風車多為一桿三葉的水平軸風車和立軸帆葉槳風車，其缺點是；一、水平軸風車需配置偏航設施，其風槳、發電機等設施也都必須設置在很高的塔架上，安裝維護困難，且風槳槳葉對風能的吸收面積不足，風能對風葉的作用方式簡單，風車工作效率低。二、立軸的板葉槳和帆葉槳風車的軸兩側迎風面的對稱扭矩力大，風車工作時需迎風向前運動的槳葉受風阻力太大，不利于槳葉帶動風車軸作軸向運動。故現有風車對風能的轉換效率低，從而影響其應用中的經濟性。

發明內容

本發明針對現有風車的性能缺陷，提供一種弧槽形槳葉風槳多層疊加型直立軸立式風車，以優化風車對風能的接受利用方式，以及延長風力對風車的作用時間，提高風車對風能的吸收轉換效率，從而改善風車對自然條件的適應性能，拓寬其應用范圍。

本發明的技術方案弧槽形槳葉風槳多層疊加型直立軸立式風車包括風車基座、傳動軸(風車軸)、帶有法蘭的軸套筒、槳葉固定基(隔)板、弧槽形槳葉。風車基座固定在風車下的機艙頂部，基座中心設有一對推力球軸承，風車軸由推力球軸承固定在風車基座上。帶有法蘭的軸套筒與風車軸用可傳遞扭矩的鍵固定連接，槳葉固定基板為與風車軸同圓心的圓板，固定基板固定連接在軸套筒上的法蘭上，根據實際需要固定基板可設多層，兩基板間間距為基板直徑的0.05——0.7倍，直徑大倍數小，直徑小倍數大。槳葉為120°——180°弧的弧槽形，弧槽弦長與兩固定基板板面間間距相等，槳葉長為弧槽弦長的1.5-2倍，弧槽槽口兩側設有與槽同長，寬為槽弦長0.05倍的平行槽口板，槳葉由平行槽口板上根部槽長的0.2-0.4倍處為連接點，連接在上下兩基板上槳葉連接點上，連接時槳葉槽口均朝向同一時針方向。固定基板上的連接點在基板直徑0.8-0.9倍直徑的基板面的圓周線上，此圓周線上兩槳葉連接點間弧長不超出兩基板間距的正負0.1倍，上下固定基板上同一槳葉固定連接點對應在與風車軸平行的同一軸線上。弧槽槳葉固定連接在固定基板的連接點上，并在風車軸心的半徑線上弧槽以連接點為圓心向槽口向偏轉30°-45°。

槳葉多層疊加時，上下層槳葉固定連接點在固定基板上的同一圓周線上，下層槳葉連接點在上層槳葉的兩槳葉連接點間圓弧弧長的0.5倍處。

弧槽形槳葉風槳多層疊加型直立軸立式風車的槳葉，如為增加風車外觀視覺效果或為降低材料消耗時，槳葉可設計制作成V形槽，槽口寬和槽長與弧槽形槳葉一致，槽深是槽口寬的0.5-0.3倍。

當風車直徑較大時，固定基板可由內有輻狀支撐桿與風車軸連接的圓環板，或由輻狀支撐桿前端分叉構成的支撐架代替。

當風車受風時，風車受風的一面內槳葉槽口迎風的一側，在槽的集導流特性的作用下，收集氣流并導向風車中心，氣流再經風車背風面的槳葉槽內流出，使風車的大部分槳葉槽內的氣壓增高，形成氣流自對風車切入至切出風車時都能產生槳葉槽內外氣壓壓差的效果，對風車槳葉產生作用力，繼而由槳葉將所受到的作用力傳導給固定基板，基板又將其傳導給風車軸，使其成為風車整體運動動力，以達到風車運動的目的。同時，風車受風的另一側槳葉是弧槽背或V形槽背面迎風，故有對氣流阻力小的特性，除部分氣流進入風車中心外，大部分氣流很快流過風車，使風車運行時自身受到風的阻力小，形成了風車受風時所受到的動力大于阻力，從而達到風車運動并轉換風能為機械能的目的。

本發明的有益效果和現有風車相比有如下優點：1、風槳槳葉可受風面積大，保證了風車對風能的接收轉換能力。2、弧槽槳葉對氣流有良好的收集導流作用，具有收集引導氣流穿越風車的能力，優化了風力對風車槳葉的作用方式，使風力有效延長對風車槳葉的作用時間和作用效率。3、風車受風后所受動力大于阻力，故弧槽形槳葉風槳多層疊加型直立軸立式風車對氣流的敏感性強，吸收轉換風能效率高。4、弧槽形槳葉風槳多層疊加型直立軸立式風車啟動和工作對風速要求低，故降低了風車對自然條件的要求，從而拓寬了應用范圍。5、弧槽形槳葉風槳多層疊加型直立軸立式風車可面向360°的任意方向接受風力，故弧槽形槳葉風槳多層疊加型直立軸立式風車對自然風向沒有要求，可免除現有風車的偏航技術設施。6、風車軸上疊加的多層風槳匯集轉換風能給風車軸，使風車可提供出的能量得到有效保證，從而使風車吸收轉換風能的效率提高2-4倍。

具體實施方式