[实用新型]一种分层式风机风轮及利用分层式风机风轮的风力机

说明书

技术领域

本发明属于风能利用技术领域，尤其是适用于风力机械及风力发电技术领域。

背景技术

目前水平轴螺旋桨式风力机多是以2叶片或3叶片式结构，由叶片安装在发电机轴或轮毂上形成风轮，这样的结构可以是风轮的转动速度达到最优，其不足之处是启动风速和额定风速要求较高，且叶片根部的风能利用效率很低，为了适应低风速风场的要求，需要不断增加叶片的长度，而增加叶片长度后，风机的抗强风能力又有所下降；因此，发明一种可以降低启动风速或额定风速，利用微风启动且又可以抗强风同时提高叶片根部的风能利用效率的风力发电机是十分有必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用微风启动且又可以抗强风同时提高叶片根部的风能利用效率的风力发电机。本发明的另一目的是提供一种适用于低风速风力资源的风力发电机，同时，本发明还可以提供一种带增长装置的风轮或叶片，所述加长装置是一种可以用来增加风轮直径或可以用来增加叶片长度的装置。可以发展超大型风力发电机。

本发明利用了两种不同长度的风机叶片，为了方便描述，本发明定义：普通长度的风机叶片称为长风机叶片，另一种长度短一些的称为短风机叶片或小风轮。

一种分层式风机风轮，包括风机轴、轮毂以及至少一个长风机叶片组成的风轮或大风轮，其特征是，在所述长风机叶片组成的风轮上，安装有至少一个短风机叶片或小风轮。

所述短风机叶片或小风轮安装在长风机叶片的轮毂上或其前面。

所述短风机叶片或小风轮安装在长风机叶片的轮毂上或其前面的风机轴上。

所述长风机叶片或短风机叶片可以是任意形状的，如普通的水平轴风机叶片或螺旋状风机叶片。

所述长风机叶片组成的风轮可以是任意形状的，如普通的水平轴风机风轮或螺旋状风机风轮。所述短风机叶片组成的风轮可以是任意形状的，如普通的水平轴风机风轮或螺旋状风机风轮。

所述分层式是指在同一风机上安装有至少两种或以上长度的风机叶片或两种或以上长度直径的风机风轮。

优选的，所述短风机叶片是多个。优选的，所述短风机叶片是2--20个，优选的，所述短风机叶片是3--15个。所述长风机叶片为2—11个。所述短风机叶片越多，所提供的转动力矩越大。

优选的，所述短风机叶片是和长风机叶片安装在同一个轮毂上形成一个长短分层的风轮结构。

优选的，所述短风机叶片是单独安装另一个轮毂上，形成双风轮结构。

优选的，所述短风机叶片组成的小风轮是安装在大风轮的前面。

所述短风机叶片或小风轮的作用是提高启动力矩，提高长风机叶片根部的风能利用率，同时提高抗风强度，降低启动风速，从而实现微风发电；其另一作用是可以安装在所述加长装置的前面或上面，用于减小加长装置对风的阻力，从而减小风力对塔杆的推到力矩。

优选的，本发明所述风轮，还可以选用带加长装置的风机风轮或叶片，所述加长装置是一种可以用来增加风轮直径或可以用来增加叶片长度的装置。

优选的，所述加长装置可以替代轮毂的作用。

一种带加长装置的风机风轮或叶片，包括至少一个风力机风轮或叶片，其特征是，在所述风轮或叶片上有至少一个加长装置，在所述加长装置的内部或外部，安装或设置有密闭空间装置；在所述密闭空间装置内盛有密度小于空气的气体，或在所述密闭空间装置内是稀薄空气。

所述加长装置，可以采用任意材料，包括软性材料或硬质材料。

所述加长装置，包括壳体以及内部的密闭空间装置。

所述密度小于空气的气体，是指所有相对分子量小于29的气体的密度,都小于空气的密度，例如, 氢气、氦气、氖气、氮气、一氧化碳、甲烷,氟化氢、乙炔等。

优选的，所述密闭空间装置内盛有氢气或氦气或氖气或氮气或所述气体的任意比例混合体。

最优选的是使用氦气。但为了降低成本，也可以使用氢气和氮气或氢气和氦气的混合气体，这样既可以克服单独使用氢气容易引爆的缺点，还可以降低成本，也可以达到我们的使用目的。

所述密闭空间装置可以采用任意材料，包括软性材料或硬质材料。