本實(shí)用新型屬于可再生能源的風(fēng)能利用領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

風(fēng)能是可再生能源的主要組成部分之一。而風(fēng)輪和槳葉則是風(fēng)能利用的核心關(guān)鍵部件?，F(xiàn)今世界上的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪，幾乎都是螺旋漿式。其槳葉的兩面或者都是曲面，或者是一個(gè)平面和一個(gè)曲面構(gòu)成，其迎風(fēng)面的沖角或叫攻角都很大，換言之，風(fēng)速方向和槳葉采風(fēng)面的夾角很大，而且由葉根往葉尖移動(dòng)時(shí)，其采風(fēng)面積越來(lái)越小。這種槳葉和風(fēng)輪，雖然高速性能好，轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)后，槳葉所受風(fēng)阻很小，但是，它的起動(dòng)風(fēng)速較大，小鳳吹不動(dòng)。而且因?yàn)楣ソ呛艽?，風(fēng)輪從風(fēng)能獲得的升力較小。本來(lái)，離葉根越遠(yuǎn)力臂越大，但離葉根越遠(yuǎn)槳葉越窄，捕獲的風(fēng)能越小。

另有一種風(fēng)輪其槳葉是平板形或弧面板的多葉風(fēng)輪，小風(fēng)易起動(dòng)，但是，它轉(zhuǎn)動(dòng)開(kāi)以后，風(fēng)輪所受阻力很大，而升力較小，因此這是低速風(fēng)輪。

本實(shí)用新型就是要解決上述問(wèn)題，就是要發(fā)明一種微小風(fēng)就能起動(dòng)的并從葉根到葉尖都能獲得最大化的升力而又在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所受風(fēng)阻很小的，即風(fēng)能利用率很高的兩面佳風(fēng)輪。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

1、一種兩面佳風(fēng)輪，包括兩面佳漿葉、輪轂和轉(zhuǎn)軸，或者還包括輪圈，其特殊之處在于：

A、所述兩面佳槳葉，簡(jiǎn)稱(chēng)槳葉。是由如下各個(gè)長(zhǎng)條形的面和邊構(gòu)成的：即采風(fēng)面、背風(fēng)面、頂邊和尾邊，或者還包括過(guò)渡面，所謂采風(fēng)面是為了推動(dòng)風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)而采集風(fēng)的能量的面，它必然是迎風(fēng)面，所述背風(fēng)面是半流線(xiàn)型曲面，當(dāng)使槳葉的采風(fēng)面以向上傾斜的狀態(tài)而把槳葉裝在風(fēng)輪上時(shí)，在采風(fēng)面的上邊緣和半流線(xiàn)型曲面的上邊緣之間，或是經(jīng)過(guò)一個(gè)過(guò)渡面而把此兩個(gè)邊緣間接相連接，并由過(guò)渡面和半流線(xiàn)型曲面構(gòu)成槳葉的弧形頂 邊，采風(fēng)面的下邊緣和半流線(xiàn)型曲面的下邊緣構(gòu)成槳葉的尾邊，或者是把上述兩個(gè)上邊緣直接的相連接而構(gòu)成另外一種頂邊；

B、所述采風(fēng)面是折平面或凹曲面，所謂折平面是把平面折成角而成，折平面的靠近頂邊的部分叫上折面，折平面的靠近尾邊的部分叫下折面；所述凹曲面是槽型的面，所述過(guò)渡面也叫中介面，它是平面或是曲面，它們都是長(zhǎng)條形的面；

C、所述眾多槳葉在安裝成風(fēng)輪時(shí)，是按照同一傾斜方向，把它們的內(nèi)端和連接于托盤(pán)的輪轂相連接，即統(tǒng)一按照順時(shí)針?lè)较蚧蚰鏁r(shí)針?lè)较蚨鴥A斜安裝的，托盤(pán)和轉(zhuǎn)軸固定連接，簡(jiǎn)稱(chēng)固連，全部槳葉的外端或是自由式的，或是和外輪圈相連接的；

D、所述兩面佳風(fēng)輪，或是固定式的，或是自動(dòng)調(diào)速式的，或是混合式的即半自動(dòng)調(diào)速式的。所謂固定式兩面佳風(fēng)輪，它的全部槳葉和輪轂都是固定相連接即固連的；所謂自動(dòng)調(diào)速式兩面佳風(fēng)輪，它全部的槳葉和輪轂以及和輪圈之間都是活動(dòng)連接的；所謂混合式兩面佳風(fēng)輪，它的全部槳葉中有一部分和輪轂及輪圈之間是固連，另有一部分槳葉和輪轂及輪圈之間是活動(dòng)連接的。這每一種兩面佳風(fēng)輪的任何槳葉的采風(fēng)面都是面向來(lái)風(fēng)的迎風(fēng)面，半流線(xiàn)型曲面都是背風(fēng)面。

2、所述和輪轂及外輪圈進(jìn)行活動(dòng)連接的槳葉，其兩端有轉(zhuǎn)軸或心軸，內(nèi)端軸與所述輪轂活動(dòng)連接，外端軸與所述輪圈活動(dòng)連接，槳葉的靠近尾邊處和彈簧的一端連接，彈簧的另一端連接在輪轂的上端或固連于輪圈的接簧板，接簧板是連接彈簧的物體，同時(shí)，槳葉的尾邊附近在與輪轂對(duì)應(yīng)處或者在與輪圈對(duì)應(yīng)處都裝有限位體，此種風(fēng)輪叫自動(dòng)調(diào)速式兩面佳風(fēng)輪。

3、所述兩面佳槳葉，或者是空心的，或者是實(shí)心的。

4、所述兩面佳槳葉的上折面和下折面的背風(fēng)面，即面向流線(xiàn)型曲面的那一面，和風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)平面構(gòu)成的夾角，名叫楔角，上折面的背風(fēng)面和風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)平面所夾楔角小于90°，下折面的背風(fēng)面和風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)平面所構(gòu)成的楔角 小于85°。

5、所述每一種兩面佳風(fēng)輪的槳葉的下折面的楔角；或者凹曲面的靠近其下端邊處的曲面的切平面與風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)平面所夾楔角，在由輪轂處的槳葉根沿槳葉長(zhǎng)度方向向槳葉尖端處移動(dòng)觀測(cè)時(shí)，此楔角或是逐漸減小的，或是固定不變的；同時(shí)，槳葉寬度即采風(fēng)面的寬度，或是逐漸變寬的，或是寬度不變的。

附圖說(shuō)明

圖1是自動(dòng)調(diào)速式兩面佳風(fēng)輪的主視圖即圖2的剖視圖；

圖2是自動(dòng)調(diào)速式兩面佳風(fēng)輪的俯視圖；

圖3是固定式兩面佳風(fēng)輪的俯視圖；

圖4是固定式兩面佳風(fēng)輪的主視圖即圖3的剖視圖；

圖5是采風(fēng)面為折平面的兩面佳槳葉各部位的說(shuō)明圖；

圖6是圖5的俯視圖；

圖7是混合式半自動(dòng)調(diào)速的兩面佳風(fēng)輪的俯視圖；

圖8是采風(fēng)面為凹曲面的兩面佳風(fēng)輪的說(shuō)明圖。

具體實(shí)施方式

在圖1中，1是轉(zhuǎn)軸，它和托盤(pán)2固連，3是固連于托盤(pán)的內(nèi)輪轂，4是外輪圈的一個(gè)剖面，5是固連于外輪圈的掛簧板，它和彈簧的上端連接，6是支拉桿，7是連接拉桿的支柱，其下端固連于托盤(pán)2，8是兩面佳槳葉的內(nèi)轉(zhuǎn)軸，它與內(nèi)輪轂和外輪轂9活動(dòng)連接，10是彈簧，其上端連接于外輪轂9，其下端連接于兩面佳槳葉，11是兩面佳槳葉，在輪轂和輪圈間或可加支板，或不加支板，12是固連于輪轂9的限位體。

在圖2中，9是外輪轂，13是兩面佳槳葉的外端轉(zhuǎn)軸，它與外輪圈活動(dòng)連接。在槳葉的尾邊附近處連接有彈簧下端，彈簧上端與接簧板5連接。

圖3是固定式兩面佳風(fēng)輪的俯視圖，圖中1是外輪圈，2是固定式兩面佳槳葉。

圖4是圖3的B-B剖視圖。圖中1是外輪圈，3和4是槳葉的楔板，用于保持兩面佳槳葉的傾斜度。4是輪轂，2是槳葉，5是托盤(pán)，6是和托盤(pán)5 固連的轉(zhuǎn)軸，全部槳葉都和輪轂4與托盤(pán)5以及輪圈1固定連接。

在圖5中，箭頭指風(fēng)的方向，圖中1是上折面，2是下折面，3是所述半流線(xiàn)型曲面4和下折面2所構(gòu)成的尾邊，它是半流線(xiàn)型曲面的銳角邊，4是半流線(xiàn)型曲面，5是槳葉的頂邊，它是由過(guò)渡平面6和半流線(xiàn)型曲面4構(gòu)成的弧形面的頂邊。實(shí)驗(yàn)證明，在同等條件下本實(shí)用新型的頂邊所受的風(fēng)阻系數(shù)，遠(yuǎn)小于由尖頂角構(gòu)成的頂邊的風(fēng)阻系數(shù)。

在圖6中，5是弧形的頂邊，3是尖角形尾邊。

在圖7中，1是接簧板，是連接彈簧的一端的物體，彈簧的另一端和活動(dòng)槳葉2連接，3是輪圈，4是支拉桿，它的一端與輪圈固連，另一端與支柱6固連，5是定槳葉，其一端固連于輪圈，另一端固連于輪轂，6是中心支柱，各支拉桿都與它固連，7是與托盤(pán)固連的輪轂，8是自動(dòng)調(diào)速式槳葉的外端軸，它與輪圈活動(dòng)連接。

這種風(fēng)輪中的固定槳葉既能吸取風(fēng)能又起著支板的作用，把輪轂和輪圈固定的連接起來(lái)，把輪圈上的力矩傳遞給輪轂和托盤(pán)及轉(zhuǎn)軸，一物兩用。

在圖8中，1是凹曲面，2是尖角形尾邊，3是半流線(xiàn)型曲面，4是半流線(xiàn)型曲面3與過(guò)渡面5構(gòu)成的弧形頂邊，5是過(guò)渡面，箭頭代表風(fēng)向。

本實(shí)用新型的空氣動(dòng)力性能很好。本實(shí)用新型的采風(fēng)面是折平面或凹曲面，實(shí)驗(yàn)證明，在攻角不大于45°條件下，在其余條件為同等情況下，這種采風(fēng)面的升力系數(shù)較之平面的升力系數(shù)有很大幅度的提高。

此外，本實(shí)用新型的沖風(fēng)頂邊是風(fēng)阻系數(shù)很小的弧形頂邊，本實(shí)用新型的背風(fēng)面是半流線(xiàn)型曲面，風(fēng)阻系數(shù)也很小，并且，它能使在槳葉尾邊所產(chǎn)生的風(fēng)的渦流大為減小，使風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)時(shí)所受風(fēng)阻很小，即產(chǎn)生的負(fù)功很小，所以叫兩面佳風(fēng)輪。并且，在由槳葉根向槳葉尖而移動(dòng)觀測(cè)時(shí)，槳葉的采風(fēng)面或者不變，或者越走越寬，但其楔角按需要可逐漸變小以獲得最有利的攻角。因?yàn)槿~尖處的切向分力產(chǎn)生的力矩最大。所以，本實(shí)用新型的風(fēng)輪設(shè)計(jì)是最合理的。

根據(jù)本實(shí)用新型權(quán)利要求書(shū)所描述的內(nèi)容，還可以設(shè)計(jì)出更多的實(shí)施例，它們都屬于本實(shí)用新型的權(quán)利要求書(shū)所保護(hù)的范圍。

本實(shí)用新型對(duì)于中小型風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)是一個(gè)很大的創(chuàng)新。其優(yōu) 點(diǎn)為：

1、能大大提高風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)能利用率，向著水平軸風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的理想風(fēng)能利用系數(shù)的極限趨近了一大步。

2、遇到暴風(fēng)或烈風(fēng)時(shí)能自動(dòng)調(diào)速或自我保護(hù)，而所用方法簡(jiǎn)單。

3、因?yàn)橛型廨喨Π迅鱾€(gè)槳葉連為整體，并且有支拉桿，所以各個(gè)槳葉遇到暴風(fēng)時(shí)不易折斷。

4、抗大風(fēng)能力強(qiáng)，因?yàn)楦鳂~不是懸臂式安裝的。

5、起動(dòng)風(fēng)速低，微風(fēng)就能起動(dòng)。

6、自重輕而成本低廉，可用廉價(jià)的輕質(zhì)材料制造。