專(zhuān)利名稱(chēng)：水平軸風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于風(fēng)力機(jī)設(shè)備范圍，具體涉及一種水平軸風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪。
背景技術(shù)：
充分利用風(fēng)能這種可再生能源，已得到高度重視和實(shí)際應(yīng)用。實(shí) 際應(yīng)用中，風(fēng)能利用最多的是風(fēng)力發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪主要有兩 類(lèi)， 一類(lèi)是水平軸風(fēng)輪， 一類(lèi)是垂直軸風(fēng)輪?，F(xiàn)在水平軸的風(fēng)輪比垂 直軸的風(fēng)輪應(yīng)用的更普遍，而水平軸風(fēng)輪又以三葉片螺旋槳式為最 多。風(fēng)輪是風(fēng)力機(jī)的重要部件，是提高風(fēng)力機(jī)效率、增加捕風(fēng)量、降 低制造成本、減少運(yùn)行故障的關(guān)鍵所在。自有風(fēng)力機(jī)以來(lái)，對(duì)風(fēng)輪結(jié) 構(gòu)的研究就沒(méi)有中斷過(guò)。風(fēng)力機(jī)需要風(fēng)能轉(zhuǎn)換率高、捕風(fēng)量大、結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單、加工容易、成本低廉、可靠耐用的風(fēng)輪，以促進(jìn)風(fēng)能這種綠色 的可再生的能源之廣泛利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種風(fēng)能轉(zhuǎn)換率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制做容易、 堅(jiān)固耐用、成本低廉的水平軸風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是水平軸風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪包括葉片架、葉 片、輪輻、輪轂和制動(dòng)裝置。葉片架是用幾個(gè)不同直徑的圓環(huán)和若干根徑向桿焊接或者鉚接而成，徑向桿的長(zhǎng)度就是不同直徑圓環(huán)的最大 外圓環(huán)半徑減去最小內(nèi)圓環(huán)半徑的數(shù)值。在不同直徑的圓環(huán)中，最大 圓環(huán)和最小圓環(huán)各是兩組，其中一組最大圓環(huán)、中間圓環(huán)和最小圓環(huán)， 由均勻排列的徑向桿焊接或鉚接在一起，另一組最大圓環(huán)和最小圓 環(huán)，通過(guò)支架焊接或鉚接在已成形的相對(duì)應(yīng)的圓環(huán)架體上，這種結(jié)構(gòu) 的葉片架，可以提高整體強(qiáng)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(zhǎng)邊的形狀；葉片 數(shù)和徑向桿數(shù)相同，葉片的一長(zhǎng)邊連接固定在徑向桿上，另一長(zhǎng)邊通 過(guò)支桿支撐固定在葉片架的圓環(huán)桿上。在葉片架上固定好的所有葉 片，都和葉片架平面相對(duì)傾斜，且傾斜方向都是順時(shí)針?lè)较?，或者?是逆時(shí)針?lè)较?，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(gè)合適角度。葉片在葉片架上安裴固定好后， 帶葉片的葉片架，通過(guò)輪輻，和輪轂連接固定成一體，構(gòu)成風(fēng)輪總成。 當(dāng)風(fēng)輪所安裝的轉(zhuǎn)軸在水平位置、風(fēng)輪的平面處于迎風(fēng)狀態(tài)，風(fēng)輪即 可以把風(fēng)能轉(zhuǎn)變成風(fēng)力機(jī)的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能。制動(dòng)裝置安裝在風(fēng)力機(jī)支架上 或者發(fā)電機(jī)殼體上，制動(dòng)裝置通過(guò)輪轂對(duì)風(fēng)力機(jī)產(chǎn)生制動(dòng)作用。
本風(fēng)輪的工作過(guò)程是這樣的，當(dāng)風(fēng)能對(duì)著風(fēng)輪平面吹來(lái)，相對(duì)風(fēng) 輪平面傾斜的葉片，把風(fēng)力分解成與風(fēng)輪平面垂直的阻力和與風(fēng)輪平 面平行的推力，這個(gè)推力通過(guò)葉片架、輪輻、輪轂對(duì)轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩， 因每張葉片的傾斜方向都一樣，所以各葉片產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩方向都相同， 即都是順時(shí)針?lè)较蚧蚰鏁r(shí)針?lè)较?，這些轉(zhuǎn)矩之和，成為推動(dòng)風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力源。只要有風(fēng)吹，風(fēng)輪就會(huì)不停地旋轉(zhuǎn)，把風(fēng)能轉(zhuǎn)變成風(fēng)輪的 旋轉(zhuǎn)動(dòng)能。
本水平軸風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪具有葉片數(shù)量多，捕捉風(fēng)能多，轉(zhuǎn)換效率高， 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制做容易，成本不高，堅(jiān)固耐用的優(yōu)點(diǎn)，值得推廣。


下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明 圖1是水平軸風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪的主視圖； 圖2是水平軸風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪的俯視圖。
其中1、葉片架，2、葉片，3、輪輻，4、輪轂，5、制動(dòng)裝置。
具體實(shí)施例方式
如圖所示，葉片架1是由幾個(gè)不同直徑的圓環(huán)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(zhǎng)度就是不同直徑圓環(huán)中，最 大的外圓環(huán)半徑減去最小的內(nèi)圓環(huán)半徑的數(shù)值。最大圓環(huán)和最小圓環(huán) 各是兩組，先用均勻排列的徑向桿，把一組大、中、小的圓環(huán)焊接或 鉚接成一體，再通過(guò)支桿把另一組大圓環(huán)和小圓環(huán)對(duì)應(yīng)焊接或鉚接在 一起。為了減輕葉片架l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(zhǎng)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(shù)和徑向桿數(shù)相同。葉片2 — 長(zhǎng)邊焊接或鉚接在徑向桿上，另一長(zhǎng)邊通過(guò)支桿支撐在葉片架1的圓 環(huán)架桿上。在實(shí)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(jìn)行的，大、中、小圓環(huán)可以用許多長(zhǎng)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(shí)針?lè)较騼A斜，或者逆時(shí)針?lè)较騼A斜，每張
葉片的傾斜角度都相等，這個(gè)角度是在大于0度和小于90度之間選 擇一個(gè)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(guò)輪輻3和輪轂4焊接或鉚接成一體。制動(dòng)裝置5安裝在風(fēng)力機(jī)的支 架上，或者是發(fā)電機(jī)的殼體里，制動(dòng)裝置5通過(guò)輪轂4對(duì)風(fēng)輪產(chǎn)生制 動(dòng)作用。
由于在公路運(yùn)輸途中有高和寬的限制，大型風(fēng)輪不能制做加工成 型后再運(yùn)往風(fēng)場(chǎng)，而是要在廠里加工好各種零件，把零件運(yùn)送到安裝 現(xiàn)場(chǎng)再焊接組裝，如果風(fēng)場(chǎng)還沒(méi)有電源，不能加工，可到離風(fēng)場(chǎng)較近 的城鎮(zhèn)進(jìn)行組裝加工，再運(yùn)送到風(fēng)場(chǎng)安裝。
本水平軸風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪在結(jié)構(gòu)上作了改進(jìn)，葉片數(shù)量增多，捕風(fēng)量 加大，風(fēng)能轉(zhuǎn)換率提高，成本不高，堅(jiān)固耐用，將會(huì)為更好地利用風(fēng) 能這種綠色的可再生的能源，發(fā)揮更好的作用。
權(quán)利要求
1、一種水平軸風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪，其特征是該風(fēng)輪是由葉片架、葉片、輪輻、輪轂和制動(dòng)裝置組成；葉片安裝固定在葉片架上，葉片架通過(guò)輪輻和輪轂組合成一體，當(dāng)輪轂所裝配的轉(zhuǎn)軸在水平位置、風(fēng)輪平面處于迎風(fēng)狀態(tài)時(shí)，風(fēng)輪即可把風(fēng)能轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)的動(dòng)能。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平軸風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪，其特征是葉片 架是用不同直徑的幾個(gè)圓環(huán)和若干根均勻排列的徑向桿連接而成，最 大圓環(huán)和最小圓環(huán)是兩組，并通過(guò)支桿分別把兩個(gè)最大圓和兩個(gè)最小 圓對(duì)應(yīng)連接成一體。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平軸風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪，其特征是葉片 是長(zhǎng)條形的板片，形狀可以是矩形，也可以是梯形，或者是兩頭窄中 間為圓弧形長(zhǎng)邊的形狀；葉片的一長(zhǎng)邊連接在徑向桿上，另一長(zhǎng)邊通 過(guò)幾根支桿支撐在葉片架環(huán)形架桿上；所有葉片相對(duì)葉片架平面，都 是順時(shí)針?lè)较騼A斜，或者都是逆時(shí)針?lè)较騼A斜，而且傾斜角度相同， 該角度在大于0度和小于90度之間選擇確定。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平軸風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪，其特征是制動(dòng) 裝置通過(guò)輪轂對(duì)風(fēng)輪產(chǎn)生制動(dòng)作用。
全文摘要
一種水平軸風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪，由葉片架、葉片、輪輻、輪轂和制動(dòng)裝置組成；葉片架是用幾個(gè)不同直徑的圓環(huán)和若干根均勻排列的徑向桿連接而成，葉片通過(guò)徑向桿和支桿固定在葉片架上，固定好的所有葉片，都和葉片架平面相對(duì)傾斜，且傾斜方向一致，傾斜角度相同。葉片架總成通過(guò)輪輻和輪轂組合成一體。本風(fēng)輪具有捕風(fēng)量大，轉(zhuǎn)換率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，堅(jiān)固耐用等特點(diǎn)，風(fēng)能利用需要這種風(fēng)輪。
文檔編號(hào)F03D1/06GK101619709SQ20091016585
公開(kāi)日2010年1月6日 申請(qǐng)日期2009年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月9日
發(fā)明者朱永發(fā) 申請(qǐng)人:朱永發(fā)