[发明专利]一种使横轴风能动力机高效的八扇叶技术方案

说明书

一技术领域

本发明属于风能利用领域，涉及一种扇叶旋转圆面积上风能利用率95％以上的新设计方案，尤其涉及一种使横轴风能动力机高效的八扇叶技术方案。

二背景技术

随着石油、煤炭、天然气等不可再生能源越来越大的消耗，其不仅日趋资源枯竭、价格上扬、使用成本加大，更为严重的是对环境的污染，已经深刻得到影响了人类及一切生物、动物的生存。节能、环保、低碳的经济发展模式成为全世界必须遵守的客观规律。因此充分利用取之不尽、用之不竭、零碳排放的风能，成为发展的必要。

但是现在广泛使用的三桨叶横轴风车自身结构特点决定了其只能利用迎面吹在桨叶上、不足桨叶转动圆面积1/4的风。而其它3/4以上面积的风则穿过桨叶之间的空隙白白浪费了。就是作用在桨叶上1/4的风力，也只有被大于45度角的曲线斜面分解成不足1/2的横向矢量力来推动桨叶转动做有用功。而超过1/2的分解矢量力则成为将桨叶及支座向后倒的推力。很多中小型横轴风车尽管安装了斜拉索，风大时也常常被刮倒或吹断桨叶，而大型风力发电机为了提高效率只能向高、大发展。塔座已高达60米以上，单个桨叶长40米，重量数百吨，造价高昂。另外巨大的身躯、桨尖转动产生的噪音，使其只能安装在沙漠、海上、滩涂等荒芜人烟环境恶劣的地方，而且设计寿命只有20年，并且管理维护都较难。因此效率低、造价高、寿命短、性价比差制约了三桨叶横轴风力发电的应用及推广。

目前的立轴风车都是扇叶固定在扇架之上，并且迎风面凸出以减小风阻，受力面呈凹形，如碗状、槽状以加大风的兜力，而且只能在布足180度的范围内做有用功，因其效率低而很少应用。

三发明内容

针对目前普遍应用在风力发电机上的三桨叶横轴风能动力机效率较低的弊端，本发明提出了一种使横轴风能动力机高效的八扇叶技术方案，其和现在最接近的横轴风能动力机的桨扇叶技术共有的特征是：利用垂直安装于横轴之上的多个和横轴有一定倾斜角度的桨扇叶在迎风时把风的吹力变成矢量力转动，将风能变成机械能的方案，而本发明一种使横轴风能动力机高效的小扇叶技术方案，有别于现在广泛使用的三桨叶风能动力机的长条形及曲线斜面大于45度的桨叶技术方案，其特征是：在横轴端头的垂直于横轴的桨扇圆盘之上在360度圆周上均匀分布八个扇叶，每个扇叶呈去尖平底扇形，扇叶以和横轴以44度角经扇叶插槽均匀固定在桨扇圆盘之上，而且大小以八个扇叶在平行于桨扇圆盘的360度圆面上的垂直投影占95％以上的面积为准，小型扇叶可用竹、木、塑料、玻璃钢金属板材制造，大型扇叶在所有扇叶最外沿设将它们连接在一起的单个或数个加强圈，这样的设计可以使，吹在扇叶所在的360度范围内风能的95％作用在扇叶上，穿空而过的不足5％，而且因为每个扇叶以44度的斜面迎风，所以风能作用力的1/2以上矢量力，变为横向推力推动扇叶转动使横轴风能动力机高效的技术方案。

四有益效果

本发明具有性价比高的有益效果和显著优势。

1、本发明能使同样利用风能的面积内使风能作用在扇叶上的做功面积提高到95％以上。

2、作用在扇叶上的风力能1/2以上成为推动扇叶转动的横向矢量力，大大提高了有效作用力，相对减小了将风动机向后的推力，减少了塔座的建造成本。

五附图说明：

图1本发明的前视透视示意图

图2本发明的侧视透视示意图

图3本发明的俯视透视示意图

图中：

1-横轴 2-桨扇圆盘，3-扇叶，4-扇叶插槽，5-加强圈

六具体实施方式：

本发明小型扇叶技术方案具体实施例：