[发明专利]一种水平轴风力发电机的多叶高速叶轮

说明书

技术领域

本发明涉及一种风力发电机叶轮，尤其是涉及一种水平轴风力发电机的叶轮。

背景技术

现有的水平轴风力发电机叶轮一般都是具有三张风浆叶的，这种叶轮风浆的受风面积是一定的，且设计时主要受风区也是确定的，而增加受风面积是提高风桨动力的重要途径，也是结构优化和提高风桨转速的主要设计依据。如果受风面积小，动力也就小，受风面积的增加，成本也会增加。

本申请人经过长期的研究分析和实验发现：风桨中受风力最集中的区域可称之为力心，适当的力心设计则即可提高风桨转速，且可达到结构设计性价比的最优化，即既能低成本又可高效率。

力心又可将它们分为三种类形：高速运转力心、微风起动力心和阻击力心。

高速运转力心区域：以叶轮回转中心为圆心、直径为桨叶长度的0.40的一个小园。该区域是设计高速桨增加受风面积提高风桨转速的主要区域；

微风起动力心区域：叶轮回转范围内除去高速运转力心区域的外环区域；

阻击力心区域：阻击力心是风桨在运转中制动力最强的地方，对风桨的转速主要是起制动性的作用。它与微风起动力心区域相同，也就是微风起动力心的反面。它是靠风桨在运转中出现的逆风阻击力阻击风桨运转速度，所以就被称为阻击力心。阻击力心在风桨的设计中是很不受欢迎的，它与起动力心互相对立，没有起动力心的大面积存在，也就没有阻击力心的最大制动力。故此：在高速桨的设计中，阻击力心点上都采用了尖叶型，既减少了受风面积，还减少了相对的阻击力，也减少了我们的利用价值。

高速运转力心区域增强的动力对风桨的转速主要是对桨叶尖起推动性的作用，一但风桨主要受风力设计在此区域，即可定为高速风桨。当40％以内的桨叶受风面积大过外环时，(也就是受风力大过外环)自然形成了小圆推动外环，使外环的风桨自动化成了冲击力。小圆转一周，外环的周长比小圆多2倍或3倍，从而构成了高速运转，在风速高的时候，叶尖转速及高，这就是高速运转力心的形成。

微风起动力心是使风桨微风起动的主要受风区，它对风桨的转速主要是起牵引的作用，一但风桨的受力力心在此区域，可认定是微风起动风桨。这种设计方法适合我国风力微弱的地区使用。

在风浆片实验中常常会遇到这样的例子：用常见的水平轴式尖叶式三叶风桨，和水平轴式尖叶三叶风桨倒着实验。我们就可以看出其中的奥妙，在直径、角度、风力相等的条件下，只见倒着实验的风桨早就起动了。可是常用的尖叶风桨呢它却要向倒着用的风桨的近距离推出一倍才可起动。这样的结果已鲜明地告诉我们，风浆尖的受风面积就是我们要找的微风起动力心，同时也说明微风起动不是单独靠风桨角度就可以完成任务，受风面积也是最主要的。

从前面的分析可以看出：高速运转力心、微风起动力、阻击力心的定位使受风面积在风桨结构中有一个真正归宿和稳固性的有机统一。同时：也鲜明地指出了高速运转力心是设计高速桨增加受风面积和结构优化的最佳部位，为以后设计高速风桨指明了一条捷径。

发明内容

本发明的目的，就是提供一种可达到结构设计性价比最优化的水平轴风力发电机多叶高速叶轮。

本发明的目的可以通过以下的技术方案来实现：一种水平轴风力发电机的叶轮，包括至少三张主浆，其特征是：还设有副浆，其长度大于或等于主浆的0.35倍，小于或等于或主浆的0.50倍。

在上述基础上，本发明有着多种变型；

所述的副浆均布于主浆之间，主浆中部受风面积最大，并向根部和端部逐步减少；

所述的副浆均布于主浆之间，主、副浆从根部至端部受风面积逐步增加；

所述的主浆具有尖的端部；

所述的主浆垂直于叶轮水平回转轴或朝前倾斜；

所述的副桨随主桨前倾；

所述的主浆前后面皆为平面加弧面，副浆后面皆为平面；

所述的副浆近端固定在一截头锥壳的底园周上，远端有钢圈连接；所述的叶轮回转轴呈放射状伸出对应主浆数的浆轴，所述的主浆中开有沿长度方向的浆轴孔，可摆动地套支承在浆轴上；

所述的主浆可摆动(90度)地套支承在浆轴上的结构为：主浆浆轴孔壁上开有凹槽，浆轴上对应处设有凸块，凸块的一侧与主浆浆轴孔凹槽壁设有弹簧；

所述的主浆前倾；(钢圈的外圆为主桨)

所述的主浆前后面皆为平面加弧面。