專利名稱：擴(kuò)散型風(fēng)輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)備，尤其是一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)上的擴(kuò)散型風(fēng)輪。
背景技術(shù)：
風(fēng)能作為可再生的環(huán)保能源，已經(jīng)成為人類開發(fā)的熱點(diǎn)，現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電裝置多 為小功率高速運(yùn)轉(zhuǎn)的直接驅(qū)動(dòng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，主要包括支撐架、風(fēng)輪、發(fā)電機(jī)和對(duì)風(fēng)裝置， 其中支撐架固定在地面上，支撐架上端安裝風(fēng)輪、發(fā)電機(jī)和對(duì)風(fēng)裝置。利用風(fēng)力吹動(dòng)風(fēng)輪旋 轉(zhuǎn)，把風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，再驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生電流，把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。 因此，風(fēng)輪是把風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的重要部件。而目前風(fēng)輪多為三槳葉，當(dāng)需要提高機(jī) 組發(fā)電功率時(shí)，必須相應(yīng)的增大風(fēng)輪的直徑，導(dǎo)致風(fēng)輪的體積過大，不便于運(yùn)輸和安裝；其 次，風(fēng)輪葉片為開放式，運(yùn)行中噪聲較大；另外，當(dāng)風(fēng)速高、風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速大幅度加快時(shí)，葉片 周期性顫振往往導(dǎo)致葉片、發(fā)電機(jī)以及控制系統(tǒng)的損壞等，而使風(fēng)力發(fā)電機(jī)無法使用。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提出了一種擴(kuò)散型風(fēng)輪，其結(jié)構(gòu)簡單，在不增大風(fēng)輪直徑的情況下可 以最大限度的提高風(fēng)輪的可用功率，使用安全穩(wěn)定，噪音小，并且可以大幅度地增加流量和 功率。本實(shí)用新型是采用以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種擴(kuò)散型風(fēng)輪，包括葉片和輪轂，輪 轂位于風(fēng)輪的中心位置，沿輪轂的環(huán)形外圓周面均勻間隔設(shè)置葉片，葉片的葉根與輪轂的 外表面固定連接，其中，葉片的葉根處的扭角不小于40°，該風(fēng)輪還包括輪圈，輪圈位于葉 片的外側(cè)，葉片頂部與輪圈的內(nèi)表面固定連接，且葉片頂部設(shè)有6-10°的扭角，輪圈與輪轂 同軸，輪圈的形狀呈擴(kuò)散形環(huán)狀，即輪圈擴(kuò)散端的直徑大于對(duì)應(yīng)的另一端的直徑，連接兩端 的環(huán)形圈的截面形狀為光滑過渡的擴(kuò)散形弧線。本實(shí)用新型中，所述風(fēng)輪至少設(shè)置八個(gè)葉片，增大了風(fēng)輪的啟動(dòng)力矩，從而實(shí)現(xiàn)了 風(fēng)力發(fā)電機(jī)的微風(fēng)啟動(dòng)。所述的風(fēng)輪通過模具壓合整體鑄造成型，即輪圈、葉片和輪轂呈一體式結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的有益效果是通過設(shè)置形狀為擴(kuò)散形的輪圈，輪圈與葉片相接在葉 尖處并把前后氣流隔離，避免葉尖處產(chǎn)生渦流，在風(fēng)輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生噪音，其次，當(dāng) 氣流通過變通徑的輪圈時(shí)在輪圈之后形成一定的負(fù)壓，從而加速了氣流的流速，增強(qiáng)了通 過氣流的能量密度，大幅度地增加了氣流的流量和風(fēng)功率；另外，通過在葉片從根部到尖 部設(shè)置變化的扭角，在額定工況下氣流順暢不紊亂，而當(dāng)風(fēng)輪超速時(shí)，使風(fēng)輪具有失速的特 性，限制風(fēng)輪轉(zhuǎn)速，確保風(fēng)力發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行；本設(shè)計(jì)通過一次性整體鑄造成型，風(fēng)輪尺寸 和重量的一致性好，旋轉(zhuǎn)平衡精度高，整體強(qiáng)度高，大大提高了風(fēng)力機(jī)的穩(wěn)定性和安全性。

圖1為本實(shí)用新型的主視圖；[0009]圖2為輪圈的左視圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型 進(jìn)一步說明。圖1和圖2為本實(shí)用新型所述的擴(kuò)散型風(fēng)輪。該風(fēng)輪包括輪圈1、葉片2和輪轂3， 風(fēng)輪的中心位置設(shè)有輪轂3，風(fēng)輪軸穿入輪轂3中，并且與輪轂3同軸。沿輪轂3的環(huán)形外 圓周面均勻間隔設(shè)置八個(gè)葉片2，通過增加葉片2的數(shù)量，提高了風(fēng)輪的啟動(dòng)力矩，實(shí)現(xiàn)了 風(fēng)力發(fā)電機(jī)的微風(fēng)啟動(dòng)，葉片2的葉根與輪轂3外表面固定連接。葉片2從葉根處到葉片 頂部即葉尖部均設(shè)置扭角，其中葉片葉根處的扭角不小于40°，葉尖部的扭角為6-10°。 通過設(shè)置扭角使風(fēng)輪易于啟動(dòng)；當(dāng)高風(fēng)速時(shí)，風(fēng)輪在高速旋轉(zhuǎn)下又具有失速的特性，可以有 效地控制風(fēng)輪轉(zhuǎn)速，確保了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行。葉片2頂部的外側(cè)設(shè)有輪圈1，輪圈1 與輪轂3同軸，葉片2頂部與輪圈1的內(nèi)表面固定連接，在葉尖處把前后氣流隔離，避免產(chǎn) 生渦流，風(fēng)輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生噪音。輪圈1的形狀呈擴(kuò)散形，即輪圈1的孔徑由小變 大，輪圈1擴(kuò)散端4的直徑大于對(duì)應(yīng)的另一端的直徑，連接兩端的環(huán)形側(cè)面的截面形狀為光 滑過渡的擴(kuò)散形弧線。在氣流通過擴(kuò)散變徑的輪圈時(shí)，在擴(kuò)散端4的氣流壓力將明顯低于 入口處氣流壓力，從而使經(jīng)過風(fēng)輪內(nèi)的氣流速度加大，增強(qiáng)了通過氣流的能量密度，大幅度 增加了氣流的流量和功率。該風(fēng)輪通過模具壓合一次性整體鑄造成型，因此輪圈1、葉片2和輪轂3呈一體式 結(jié)構(gòu)，其中輪轂3預(yù)置在模具內(nèi)的中心位置，葉片2、輪圈1采用增強(qiáng)工程塑形在模具中整體 壓力鑄造成型，風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)平衡精度高，產(chǎn)品的尺寸、重量一致性好，風(fēng)輪的強(qiáng)度高，大大提 高了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定性和安全性。另外，通過該方法制造成型的風(fēng)輪內(nèi)、外表面光滑，阻 力小，可以更大程度的降低風(fēng)輪運(yùn)行中的噪音。葉片2的數(shù)量并不限于本實(shí)施例中所述的八個(gè)，也可以設(shè)置更多數(shù)量的葉片。
權(quán)利要求1.一種擴(kuò)散型風(fēng)輪，包括葉片⑵和輪轂(3)，輪轂(3)位于風(fēng)輪的中心位置，沿輪轂 (3)的環(huán)形外圓周面均勻間隔設(shè)置葉片O)，葉片O)的葉根與輪轂(3)的外表面固定連 接，其特征在于葉片O)的葉根處的扭角不小于40°，該風(fēng)輪還包括輪圈(1)，輪圈(1) 位于葉片⑵的外側(cè)，葉片⑵頂部與輪圈⑴的內(nèi)表面固定連接，且葉片⑵頂部設(shè)有 6-10°的扭角，輪圈⑴與輪轂(3)同軸，輪圈⑴的形狀呈擴(kuò)散形環(huán)狀，即輪圈⑴擴(kuò)散 端(4)的直徑大于對(duì)應(yīng)的另一端的直徑，連接兩端的環(huán)形圈的截面形狀為光滑過渡的擴(kuò)散 形弧線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擴(kuò)散型風(fēng)輪，其特征在于所述風(fēng)輪至少設(shè)置八個(gè)葉片O)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的擴(kuò)散型風(fēng)輪，其特征在于所述的風(fēng)輪通過模具壓合整 體鑄造成型，即輪圈(1)、葉片(2)和輪轂(3)呈一體式結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)備，尤其是一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)上的擴(kuò)散型風(fēng)輪。該風(fēng)輪包括葉片和輪轂，輪轂位于風(fēng)輪的中心位置，沿輪轂的環(huán)形外圓周面均勻間隔設(shè)置葉片，葉片的葉根與輪轂的外表面固定連接，其中，葉片的葉根處的扭角不小于40°，該風(fēng)輪還包括輪圈，輪圈位于葉片的外側(cè)，葉片頂部與輪圈的內(nèi)表面固定連接，且葉片頂部設(shè)有6-10°的扭角，輪圈與輪轂同軸，輪圈的形狀呈擴(kuò)散形環(huán)狀，即輪圈擴(kuò)散端的直徑大于對(duì)應(yīng)的另一端的直徑，連接兩端的環(huán)形圈的截面形狀為光滑過渡的擴(kuò)散形弧線。其結(jié)構(gòu)簡單，在不增大風(fēng)輪直徑的情況下可以最大限度的提高風(fēng)輪的可用功率，使用安全穩(wěn)定，噪音小，并且可以大幅度地增加流量和功率。
文檔編號(hào)F03D11/00GK201874756SQ20102062031
公開日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2010年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月23日
發(fā)明者李靜, 王成龍, 趙福盛, 魯中間 申請(qǐng)人:山東安華拓源能源有限公司