CN102032102A - 风力和水力发电机直推式叶轮 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种风力和水力发电机直推式叶轮，包括转轴、若干叶杆和偶数个叶片，所述叶杆固定连接转轴与叶片，所述叶片以转轴为中心呈中心对称分布，转轴与发电机的齿轮增速装置的动力输入端相连接，每个所述叶片由弧形板和两块挡板组成，由于该风力和水力发电机直推式叶轮的特殊结构，使得该叶轮能够获得最大的流体机械能利用率，在零污染的情况下降低了发电的成本；经反复测试和反复验证，在叶片长度相同、叶片面积相同、风力也相同的情况下，该风力和水力发电机直十倍以上；且本发明结构简单，易于实施。

Description

风力和水力发电机直推式叶轮
技术领域
本发明涉及一种风力和水力发电机的叶轮，尤其是一种可提高风力和水力利用率的直推式叶轮。
背景技术
风力发电机与水力发电机的原理类似，都是利用电磁感应原理将机械能转化为电能，首先风力或水力推动叶轮旋转，叶轮旋转的转速通过齿轮加速装置转变为高转速，再通过发电机将高速旋转的动能转化为电能。公知的是风力或水力在叶轮切线方向的分力对叶轮所做的功是推动叶轮旋转的有效功。传统的风力或水力发电机所采用的涡轮式叶轮或三片式平圆面斜推叶轮，由于其结构形状的限制使得风力或水力在叶轮切线方向的分力较小，因此对风力或水力的有效利用率远远小于100％，也因此要求风或水具有较高的动能才能达到预期的发电效果。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供了一种风力和水力发电机直推式叶轮，该叶轮对流体机械能的有效利用率接近于100％，且结构简单、易于实施。
本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种风力和水力发电机直推式叶轮，包括转轴、若干叶杆和偶数个叶片，所述叶杆固定连接转轴与叶片，所述叶片以转轴为中心呈中心对称分布(即叶片两两在一直线上，且在一直线上的两叶片与转轴的距离相等，但叶片的朝向相反，这样能使叶轮在转动时所受阻力最小)，转轴与发电机的齿轮增速装置的动力输入端相连接，每个所述叶片由弧形板和两块挡板组成，所述弧形板由条形平板弯曲而成，所述弧形板的弧面弯曲方向与叶轮的转动方向一直，所述弧形板与叶杆垂直，所述弧形板的两弧形弯曲的侧边上分别连接有挡板，且挡板与弧形板的弧形弯曲的侧边间相密封，挡板与弧形板垂直，每个所述叶片与转轴间在叶轮径向上存在距离。该风力和水力发电机直推式叶轮运行时，将叶轮转动方向调整至与流体(风或水)流向相同，叶片的弧形板用于承受流体的推力，叶片的两侧所述挡板用于集中流体，这样流体推动方向、叶片受力方向和叶轮转动方向一致，使得叶轮对流体机械能的利用率达到最大，做功后有部分流体流向转为叶轮径向，此部分流体可从叶轮远离转轴的一边及叶轮与转抽间的空隙中泄出，不影响叶轮的转动。
本发明的进一步技术方案是：
所述叶片设有六片或八片。叶片为六片或八片时效果最佳。
相邻叶杆中下部间连接有加强杆。加强杆使叶轮在转动时，叶杆不会振动或晃动，也增加了叶杆的强度。
当该风力和水力发电机直推式叶轮用于水力发电时，相邻两弧形板靠近转轴的一端间连接有连接板，起到了更好集中水力的作用。
当该风力和水力发电机直推式叶轮用于风力发电时，设有指示风向的风向标。风向标可以装于比叶轮高的地方，用来指示风向，根据风向标调整叶轮的方向，风向标还可以起到美化作用。
本发明的有益效果是：由于该风力和水力发电机直推式叶轮的特殊结构，使得该叶轮能够获得最大的流体机械能利用率，在零污染的情况下降低了发电的成本；经反复测试和反复验证，在叶片长度相同、叶片面积相同、风力也相同的情况下，该风力和水力发电机直推式叶轮所产生的动力比传统三片式平圆面斜推叶轮提高了10倍以上(试验精确数据为10.76倍)；且本发明结构简单，易于实施。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明所述叶片的结构示意图；
图3为本发明用于水力发电时设有连接板的结构示意图。
具体实施方式
实施例：一种风力和水力发电机直推式叶轮，包括转轴1、若干叶杆2和偶数个叶片3，所述叶杆固定连接转轴与叶片，所述叶片以转轴为中心呈中心对称分布(即叶片两两在一直线上，且在一直线上的两叶片与转轴的距离相等，但叶片的朝向相反，这样能使叶轮在转动时所受阻力最小)，转轴与发电机的齿轮增速装置的动力输入端相连接，每个所述叶片由弧形板31和两块挡板32组成，所述弧形板由条形平板弯曲而成，所述弧形板的弧面弯曲方向与叶轮的转动方向一直，所述弧形板与叶杆垂直，所述弧形板的两弧形弯曲的侧边上分别连接有挡板，且挡板与弧形板的弧形弯曲的侧边间相密封，挡板与弧形板垂直，每个所述叶片与转轴间在叶轮径向上存在距离。该风力和水力发电机直推式叶轮运行时，将叶轮转动方向调整至与流体(风或水)流向相同，叶片的弧形板用于承受流体的推力，叶片的两侧所述挡板用于集中流体，这样流体推动方向、叶片受力方向和叶轮转动方向一致，使得叶轮对流体机械能的利用率达到最大，做功后有部分流体流向转为叶轮径向，此部分流体可从叶轮远离转轴的一边及叶轮与转抽间的空隙中泄出，不影响叶轮的转动。
所述叶片设有六片或八片。叶片为六片或八片时效果最佳。
相邻叶杆中下部间连接有加强杆4。加强杆使叶轮在转动时，叶杆不会振动或晃动，也增加了叶杆的强度。
当该风力和水力发电机直推式叶轮用于水力发电时，相邻两弧形板靠近转轴的一端间连接有连接板5，起到了更好集中水力的作用。
当该风力和水力发电机直推式叶轮用于风力发电时，设有指示风向的风向标。风向标可以装于比叶轮高的地方，用来指示风向，根据风向标调整叶轮的方向，风向标还可以起到美化作用。
该风力和水力发电机直推式叶轮可安装于地面、风景区、平顶房、大江大海边的发电机上，也可用于路灯、电杆等，也可作为城市形象景观灯的供电设备。
该风力和水力发电机直推式叶轮不仅用于发电机，也可作为动力装置直接与扬水机、抽水机、鼓风压缩机、散热通风扇、烘干机、制冰储冷机或蓄电供电器等设备连接使用。
该风力和水力发电机直推式叶轮的所述叶片上可印有装饰性图案、广告和公益宣传等，也可作为灯饰装置艺术用等。

Claims (5)

1.一种风力和水力发电机直推式叶轮，其特征在于：包括转轴(1)、若干叶杆(2)和偶数个叶片(3)，所述叶杆固定连接转轴与叶片，所述叶片以转轴为中心呈中心对称分布，转轴与发电机的齿轮增速装置的动力输入端相连接，每个所述叶片由弧形板(31)和两块挡板(32)组成，所述弧形板由条形平板弯曲而成，所述弧形板的弧面弯曲方向与叶轮的转动方向一直，所述弧形板与叶杆垂直，所述弧形板的两弧形弯曲的侧边上分别连接有挡板，且挡板与弧形板的弧形弯曲的侧边间相密封，挡板与弧形板垂直，每个所述叶片与转轴间在叶轮径向上存在距离。
2.如权利要求1所述的风力和水力发电机直推式叶轮，其特征在于：所述叶片设有六片或八片。
3.如权利要求1所述的风力和水力发电机直推式叶轮，其特征在于：相邻叶杆中下部间连接有加强杆(4)。
4.如权利要求1或3所述的风力和水力发电机直推式叶轮，其特征在于：当该风力和水力发电机直推式叶轮用于水力发电时，相邻两弧形板靠近转轴的一端间连接有连接板(5)。
5.如权利要求1或3所述的风力和水力发电机直推式叶轮，其特征在于：当该风力和水力发电机直推式叶轮用于风力发电时，设有指示风向的风向标。
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