專利名稱：風力發(fā)電機的多組葉輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種風力發(fā)電領(lǐng)域中發(fā)電裝置的葉輪，具體的說是一種風力發(fā)電機的多組葉輪。
背景技術(shù)：
人類利用風能已有數(shù)千年歷史，在蒸汽機發(fā)明以前風能曾作為重要的動力，應(yīng)用于人類生活的眾多方面。風力發(fā)電的探索，則起源于19世紀末的丹麥，但是直到20世紀70 年代以前，還只有小型充電用風力發(fā)電機達到實用階段。1973年爆發(fā)石油危機以后到現(xiàn)今社會，美國、西歐等發(fā)達國家為尋求替代石油燃料的能源，投入了大量經(jīng)費，動員高科技產(chǎn)業(yè)，利用計算機、空氣動力學、結(jié)構(gòu)力學和材料科學等領(lǐng)域的新技術(shù)研制風力發(fā)電機組，開創(chuàng)了風能利用的新時代。我國政府也在近年投入大量的資金及技術(shù)開展風力發(fā)電的研發(fā)， 并取得了舉世矚目的成效。垂直軸風車很早就被應(yīng)用于人類的生活領(lǐng)域中，中國最早利用風能的形式就是垂直軸風車。但是垂直軸風力發(fā)電機的發(fā)明則要比水平軸的晚一些，直到20世紀20年代才開始出現(xiàn)(&ivonius式風輪——19 年，Darrieus式風輪——1931年)。由于人們普遍認為垂直軸風輪的尖速比不可能大于1，風能利用率低于水平軸風力發(fā)電機，因而導致垂直軸風力發(fā)電機長期得不到重視。隨著科技的發(fā)展和人類認識水平的不斷提高，人們逐漸認識到垂直軸風輪的尖速比不能大于1僅僅適用于阻力型風輪(Mvonius式風輪)，而升力型風輪(Darrieus式風輪)的尖速比甚至可以達到6，并且其風能利用率也不低于水平軸。近年來，隨著清潔能源逐漸納入社會經(jīng)濟發(fā)展的軌道，利用風能發(fā)電已被大多數(shù)風力資源豐富的國家所認同， 為此在解決風能高效發(fā)電的領(lǐng)域，人們急切需要結(jié)合現(xiàn)實提供尖速比較高的垂直軸風力發(fā)電機的技術(shù)方案，而適用于垂直軸風力發(fā)電機的葉片及葉輪正是業(yè)內(nèi)人士刻意要解決的問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種風力發(fā)電機的多組葉輪。該葉輪專為風力發(fā)電機配置，且由多組葉輪構(gòu)成，設(shè)置在每組上的葉片數(shù)量相同形狀相同，但每組之間有間隔，其目的是通過本實用新型的多組螺旋葉片轉(zhuǎn)體葉輪的結(jié)構(gòu)方式提高風機的風能利用率及啟動風速。為此，本實用新型解決所述問題的技術(shù)方案是一種風力發(fā)電機的多組葉輪，其特征在于，所述多組葉輪包括至少兩組獨立的葉片輪，每組葉片輪同心、同軸，每組葉片輪上各自裝配至少兩片以上的葉片，所述葉片的尾端通過安裝件裝配在所述葉片輪的葉片定位槽內(nèi)。優(yōu)選的，所述的葉片呈半圓形，且每片葉片的尾端通過安裝件裝配在所述葉片輪的葉片定位槽內(nèi)。[0008]優(yōu)選的，與所述的葉片呈螺旋形，且每片葉片相對同軸自上而下旋轉(zhuǎn)180°環(huán)繞其安每片葉片的尾端通過安裝件裝配在所述葉片輪的葉片定位槽內(nèi)。優(yōu)選的，所述每組葉片輪上設(shè)有相對平行于葉片輪的龍骨支架，所述葉片的尾端安裝位相對垂直于所述龍骨支架。優(yōu)選的，所述每組葉片輪上設(shè)有相對垂直于葉片輪的龍骨支架，所述葉片的尾端安裝位相對平行于所述龍骨支架。優(yōu)選的，所述的葉片其材質(zhì)分別為輕質(zhì)金屬或環(huán)保塑膠材料或玻纖材料。優(yōu)選的，所述的龍骨支架為防銹的金屬構(gòu)件。相比現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型具有的積極效果是，本方案采用多組葉輪且葉片呈螺旋轉(zhuǎn)體的結(jié)構(gòu)形式可以不拘于任何方向的來風，均能由葉片旋轉(zhuǎn)進而推動風機轉(zhuǎn)動；這種設(shè)計不僅解決了風力發(fā)電機轉(zhuǎn)動的續(xù)航時間不受風向變化的影響，同時亦為開辟風能發(fā)展的空間起到了教導、啟示的作用，更重大的意義在于其葉片呈螺旋轉(zhuǎn)體的結(jié)構(gòu)形式為促進風能利用奠定了新的流體力學方面的研究和發(fā)展方向。實踐證明，本方案的多組葉輪結(jié)構(gòu)具有設(shè)計簡捷、易于制造加工、轉(zhuǎn)數(shù)較低、重心下降、安全性好、運行成本低、維護容易、無噪音污染等明顯特點。

圖1本實用新型涉及的風力發(fā)電機的多組葉輪的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1-第一葉輪，2-第二葉輪，3-葉片，4-軸孔(發(fā)電機轉(zhuǎn)軸)，5-龍骨支架， 6-葉片安裝鎖位(葉片定位槽)，7-安裝件(圖中與葉片安裝鎖位同位)。
具體實施方式
結(jié)合圖1，本實用新型是一種專用于長軸風力發(fā)電機的多組葉輪，所謂多組葉輪是指在本方案中的專配于風機垂直軸的兩組(或以上的)葉輪1、2，且兩組各自獨立，但每組葉片輪1、2同心、同軸，每組葉片輪上各自裝配至少兩片以上的葉片3，并且葉片的尾端是通過安裝件7裝配在所述葉片輪的葉片定位槽6內(nèi)的?？紤]到尖速比的要素，在設(shè)計葉片的形狀時應(yīng)結(jié)合將電機推動效果達到最佳狀態(tài)的匹配問題。所以，以下實施例給出了幾種可有選的方案，例如葉片3的形狀呈半圓形或螺旋形，且每片葉片的尾端通過安裝件7裝配在所述葉片輪的葉片定位槽6內(nèi)。雖然視圖未明顯標出其工位，但實踐中到動態(tài)時電機長軸的繞度問題，每組葉片輪上都設(shè)有相對平行于或垂直于葉片輪的龍骨支架5，安裝葉片時其尾端安裝位則相對垂直于或平行于所述的龍骨支架5。關(guān)于材料的選擇問題并不是本案刻意強調(diào)的，但考慮到節(jié)能環(huán)保高效工作的要求，實施例中的葉片其材質(zhì)可以分別為輕質(zhì)金屬或環(huán)保塑膠材料或玻纖材料，龍骨支架則為防銹的金屬構(gòu)件。綜上所述，本案的課題及成果是基于如何提高風機的風能利用率及啟動風速的需求而研發(fā)出來的。作為風機研發(fā)的重點課題，經(jīng)設(shè)計及運行實踐證明，風力發(fā)電機的多組葉輪方式是當前用來提高長軸風機的風能利用率的最佳選擇。這是因為，風能的利用是以風機的風葉的受風面積的大小來定的，葉片螺旋轉(zhuǎn)體的效應(yīng)則是一種新型風能轉(zhuǎn)化方式。從結(jié)構(gòu)上講，本案中的葉片它可以是一種螺旋轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)，這相對于水平軸流式風機而言，它是徑流式的，同已有的立軸式風機一樣也都是沿長軸布設(shè)槳葉且直接利用風的推力旋轉(zhuǎn)工作的。而單輪立軸風輪因軸兩側(cè)槳葉同時接受風力而扭矩相反，相互抵消，輸出力矩不大。本實用新型的巧妙則在于將螺旋轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)作為風機葉片的主要特征，進而將原來的立軸力矩輸出對槳葉流體力學形狀的依賴改變?yōu)榇怪甭菪~面的利用。再說，螺旋形葉片的最大優(yōu)點是對風向無任何要求，不管風從任何一個方向來都能受風，推動風機轉(zhuǎn)動，因此這種設(shè)計不僅具有非常強的實用效果而且促進了風力利用的研究和發(fā)展，同時更具有新的流體力學方面的意義，開辟了風能發(fā)展的新空間。
權(quán)利要求1.一種風力發(fā)電機的多組葉輪，其特征在于，所述多組葉輪包括至少兩組獨立的葉片輪，每組葉片輪同心、同軸，每組葉片輪上各自裝配至少兩片以上的葉片，所述葉片的尾端通過安裝件裝配在所述葉片輪的葉片定位槽內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風力發(fā)電機的多組葉輪，其特征在于，所述的葉片呈半圓形， 且每片葉片的尾端通過安裝件裝配在所述葉片輪的葉片定位槽內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風力發(fā)電機的多組葉輪，其特征在于，與所述的葉片呈螺旋形，且每片葉片相對同軸自上而下旋轉(zhuǎn)180°環(huán)繞其安每片葉片的尾端通過安裝件裝配在所述葉片輪的葉片定位槽內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風力發(fā)電機的多組葉輪，其特征在于，所述每組葉片輪上設(shè)有相對平行于葉片輪的龍骨支架，所述葉片的尾端安裝位相對垂直于所述龍骨支架。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風力發(fā)電機的多組葉輪，其特征在于，所述每組葉片輪上設(shè)有相對垂直于葉片輪的龍骨支架，所述葉片的尾端安裝位相對平行于所述龍骨支架。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的風力發(fā)電機的多組葉輪，其特征在于，所述的葉片其材質(zhì)分別為輕質(zhì)金屬或環(huán)保塑膠材料或玻纖材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5或3所述的風力發(fā)電機的多組葉輪，其特征在于，所述的龍骨支架為防銹的金屬構(gòu)件。
專利摘要本實用新型涉及一種風力發(fā)電機的多組葉輪，所述多組葉輪包括至少兩組獨立的葉片輪，每組葉片輪同心、同軸，每組葉片輪上各自裝配至少兩片以上的葉片，所述葉片的尾端通過安裝件裝配在所述葉片輪的葉片定位槽內(nèi)。本方案的多組葉輪結(jié)構(gòu)具有設(shè)計簡捷、易于制造加工、轉(zhuǎn)數(shù)較低、重心下降、安全性好、運行成本低、維護容易、無噪音污染等明顯特點。
文檔編號F03D11/00GK202047949SQ20112016544
公開日2011年11月23日 申請日期2011年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月23日
發(fā)明者胡鵬翔 申請人:深圳市正耀科技有限公司