[发明专利]风力发电单轮多叶片直立风桨式风轮

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电装置，是一种效率高、不受空气流动方向限制的风力发电单轮多叶片直立风桨式风轮。

背景技术

目前，大型或小型风力发电机大多为发电机与叶片同轴式叶片发电机风力动力形式，类似于电风扇式的发电动力形式，以下简称为电风扇式。电风扇形式的风力动力叶片系统的体积表现为体积较大，对风向方向有要求。大型系统中对风向的方向上不但有一定的要求通过风向标的改变在同过电子控制调整扇面的迎风面。同时对其自身叶片的角度的可转变角度也有所要求，角度的变化以用来控制动力轮的转速，在通过齿轮变数箱调整对发电机的转速，导致设备造价昂贵。这种装置用于广阔的原野，山区，海滨等有能形成风场的地段，不能用在城市或家庭当做家用电器使用。尤其是大型风力发电机不能固定在城市建筑物的顶上或墙壁上。另外，大型设备要求必须有国家电力部门的批准和允许为风电场地区才能使用安装风场风力发电场。小型机大风的时候转速高，噪音大，比较接近地面或物体有一定的危险性。就小型化的风机而言，由于其转速较高而扭矩会相对降低，叶片变角度的齿轮电控功能会成本提高，不能实现市场的经济价值。水轮机大部分的水轮机依然也以涡扇，类似于电风扇形式的方式为主，不适合和流量、流向多变的场合。

发明内容

本发明目的在于提供一种不受流体方向限制产生较均衡的定向动力，广泛适用于风力发电、特别是小型化家用设备，提高风能效率同时能减少其自身能量消耗的自抗阻力的风力发电单轮多叶片直立风桨式风轮。

本发明通过以下技术方案实现。

风力发电单轮多叶片直立风桨式风轮由桨翼1、桨臂2、风轮轴3和支架4组成，特点是桨翼1通过桨臂2与风轮轴3固定连接，桨翼1为两个以上，桨翼1的外侧为向外弯曲成圆弧形状，桨翼1的中部为平面，桨翼1的内侧向内弯折。

桨翼(1)上安装有一个以上的桨臂2；

桨翼(1)中部平面与风轮轴3中心线径向夹角c为0.01到30度。

桨翼(1)外侧圆弧的端部与圆弧过圆心的径向夹角a为0.01到30度。

桨翼(1)的外侧向外弯折后的角度与中部平面夹角等于或小于90度。

桨翼(1)内侧向圆心轴方向弯折角度b与桨翼1中部平面呈0.01到30度。

本发明不受流体方向限制产生较均衡的定向动力，提高风能效率同时能减少其自身能量消耗的自抗阻力，体积空间小，广泛适用于风力发电、或风力发电小型化家用设备等。

附图说明

图1为本发明的三维结构图示意图；

图2为本发明的截面图；

图3为本发明桨翼的截面图；

图4为本发明安装图；

图5为本发明屋顶安装图。

具体实施方式

结合附图部分说明本发明。

图1是本发明三维结构图示意图。本发明由桨翼1、桨臂2、风轮轴3和支架4组成，桨翼1与风轮轴3平行，通过桨臂2与风轮轴3固定连接，桨翼以风轮轴为中心按圆周线轨迹方向运动。桨翼1为两个以上，桨翼1上安装有桨臂2，桨翼1的外侧H是向外弯曲的圆弧形，中部B为平面，内侧T向内弯折，外侧H为弧形迎风面，减少旋转时正面风阻的压力。

图2为本发明的截面图。桨翼中部平面与风轮轴3中心线径向夹角c为0.01到30度；

图3为本发明桨翼的截面图，当桨翼1外侧H圆弧形向外侧弯曲，其弧形的端部与圆弧过圆心的径向夹角a为0.01到30度；如果桨翼(1)的外侧是向外弯折的，弯折后的角度与中部B平面的夹角等于或小于90度。

桨翼1内侧T向圆心轴方向弯折，与桨翼1中部B平面为角度b为0.01到30度，尾部有改变桨翼运动方向的作用，在顺风移动时兼风向导流。

当风流从右向左沿x轴方向通过时，桨翼外侧H圆弧被风挂住推动风轮逆时针旋转，风流到上方桨翼的后侧，产生对上方桨翼的同向推力，受桨翼中部平面和倾斜的内侧T导流，风沿x轴方向流到下方桨翼的后侧，同样对下方桨翼有向上的推力，产生同向旋转动力。因此在桨翼不同位置上均产生了不同程度的同方向动力，而风钩上产生最大动力。其他非做功的空气自行穿过，既不做功也不形成阻力。当桨翼反方向安装时，桨翼可以实现顺时针旋转。

本发明不受任何流体方向的改变而需要调整其受力方向，用于风力发电的时候其可用于小型化的设备上，同时也可以用在较大型设备上。在更多的地方建立风场，如城市的高层建筑的屋顶、山顶地带，沙漠地带，冰雪地带等，几乎不受地理位置的影响。本发明比电风扇式的发电动力装置转速低，减少了对鸟类的伤害。

本发明由于扭矩相对较大，能在低风情况下启动，非常适合用于风力发电设备的匹配。小型化风力发电机利用此类风力动力轮将大大提高其风电效率在弱风情况下启动，可以匹配功率较大的发电机从而提高发电设备的效益。本发明使风力发电设备的体积减小，没有安装空间的限制，噪音低，特别适合民用和家用。例如，能够安装在地面上，屋顶上，别墅区或市政电力供应系统上。图4为本发明安装图，图5为屋顶安装图。