CN202914241U - 一种自适应风机叶轮 - Google Patents

Abstract

一种紧凑结构的自适应风机叶轮，它可以实现风向无关的风力发动功能和很高的风力效率，同时以其简洁的叶片结构使运行维护难度和工作量大大减小。它是由固结在转子—轴结构上的若干柔性扇叶片构成，每一扇柔性叶片分为上导风叶段、主迎风涡扇叶段和下导风叶段三部段，形成带有内凹涡面和外凸隆面的柔性曲面片体。各个叶片按内凹涡面切向同向，固结在转子—轴结构的柱侧面上，并在轴向使每两个叶片外侧边沿到内侧边沿的连线所夹角相等，在径向使各个叶片上顶点到下顶点的连线与轴心线平行。

Description

一种自适应风机叶轮

技术领域

本实用新型涉及一种风力发动机风机叶轮。 

背景技术

目前，几乎所有风力发电机的风机叶轮或其它风动力的风叶轮都是单向驱动的，其风力效率要靠不断调整迎风或顺风方向的来保证，从而使风力发动机系统结构复杂，以致另外加设风向随动控制系统。这样，不仅造成造价提高，而且还会使运行成本提高，工作效率降低。特别是大功率系统风力发动机，即便设有优良的风向随动控制系统，也很难做到快速、频繁风向变化的高灵敏随动。因此，研发一种风向无关的风力发动机，是亟待解决的问题。现有的万向风叶轮是一种框架式单向立涡扇结构，可以实现风向无关的风力发动功能，但其风力效率很低。最近研发的万向风叶轮是一种大叶扇带有小活叶扇的结构，虽然可以实现风向无关的风力发动功能和很高的风力效率，但其复杂的叶片结构将使运行维护难度和工作量加大，同时也造成很高的运行噪音和损耗。本实用新型提供一种紧凑结构的自适应风机叶轮，它可以实现风向无关的风力发动功能和很高的风力效率，同时以其简洁的叶片结构会使运行维护难度和工作量大大减小。 

发明内容

本实用新型提供一种紧凑结构的自适应风机叶轮，它可以实现风向无关的风力发动功能和很高的风力效率，同时以其简洁的叶片结构使运行维护难度和工作量大大减小。它是由固结在转子—轴结构上的若干柔性扇叶片构成，每一扇柔性叶片分为上导风叶段、主迎风涡扇叶段和下导风叶段三部段，形成带有内凹涡面和外凸隆面的柔性曲面片体。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：自适应风机叶轮主要由若干柔性扇叶片构成，每一扇叶片分为上导风叶段、主迎风涡扇叶段和下导风叶段三部段，以迎风的高风阻内凹涡面和背风的低风阻外凸隆面，构成叶片曲面片体的两面。各个叶片按内凹涡面切向同向，固结在转子—轴结构的柱侧面上，并在轴向使每两个叶片外侧边沿到内侧边沿的连线所夹角相等，在径向使各个叶片上顶点到下顶点的连线与轴心线平行。以此构成的万向风叶轮，无论风向如何，其轴线一侧总是迎风展开的凹涡面高风阻侧，另一侧总是迎风缩聚的凸隆面低风阻侧，从而造成旋转动力。 

本实用新型的有益效果是：以可缩聚和展开的柔性叶片，通过凹涡面迎风展开形成的高风阻侧和凸隆面迎风缩聚形成的低风阻侧的风力作用，实现了与风向无关的风力发动功能和很高的风力效率，同时整体结构紧凑，叶片结构简洁，使运行维护难度和工作量大大减小，易于生产、安装。 

附图说明

下面结合附图所示的实施例对本实用新型进一步说明。 

图1是本实用新型的实施例——自适应风机叶轮结构主视图。 

图2是自适应风机叶轮结构主视图的A—A向剖视图。 

图3是自适应风机叶轮结构俯视图。 

图4是自适应风机叶轮结构俯视图的B—B向剖视图。 

图5是带有边沿局部放大及其局部剖视的柔性叶片示意图。 

图6是链筋结构剖视图。 

在图1～图4所示的自适应风机叶轮结构视图和图5所示的柔性叶片示意图中：1.上导风叶段，2.主迎风涡扇叶段，3.下导风叶段，4.转子—轴结构，5.边沿，5.1.链筋，5.2.边沿链筋套。 

在图6所示的链筋结构剖视图中：5.1.1.链节环筒，5.1.2.环盘端帽，5.1.3.链节芯柱，5.1.4.柱盘端头。 

具体实施方式

在图1～图4所示的自适应风机叶轮结构视图和图5所示的柔性叶片示意图中：万向风叶轮主要由若干柔性丁腈胶扇叶片构成，每一扇叶片分为上导风叶段1、主迎风涡扇叶段2和下导风叶段3三个部段，以迎风的高风阻内凹涡面和背风的低风阻外凸隆面，构成叶片曲面片体的两面。各个叶片的根部，按叶片内凹涡面切向同向，固结在转子—轴结构4的柱侧面上，并依轴向使每两个叶片外侧边沿5到根部边沿的连线所夹角相等，依径向使各个叶片上顶边沿5中点到下顶边沿5中点的连线与轴心线平行。依此构成的万向风叶轮，以可缩聚和展开的柔性叶片，通过凹涡面的迎风展开，形成高风阻的一侧，通过凸隆面的迎风缩聚，形成低风阻的对侧，从而产生旋转力矩。 

在图1所示的自适应风机叶轮结构主视图中：万向风叶轮整体轮廓呈一椭球圆柱形，依径向呈一椭圆矩形，上下对称；各个叶片上顶边沿5中点到下顶边沿5中点的连线与轴心线平行。 

在图2所示的自适应风机叶轮结构主视图的A—A向剖视图和图3所示的自适应风机叶轮结构俯视图中：万向风叶轮整体轮廓依轴向呈一圆盘形；每个叶片片体呈勺形，A—A断面轮廓呈一渐开线形，从根部到边沿5由厚逐渐变薄；每个叶片片体的主迎风涡扇叶段2中部，从根部到1/2半径处，采用合成纤维网状材料加强；各个叶片的根部，按叶片内凹涡面同向，固结在转子—轴结构4的柱侧面上，并使每两个叶片外侧边沿5到根部边沿的连线所夹角相等。 

在图4所示的自适应风机叶轮结构俯视图的B—B向剖视图中：每个叶片上下对称，上部为上导风叶段1，中部为主迎风涡扇叶段2，下部为下导风叶段3；三个部段形成带有内凹涡面和外凸隆面的曲面片体，每个勺形叶片片体的B—B断面轮廓呈一抛物线形，从中部到上、下部边沿由厚逐渐变薄。 

在图5所示的带有边沿局部放大及其局部剖视的柔性叶片示意图中：叶片边沿5制成用于包裹链筋5.1的边沿链筋套5.2，使得链筋5.1在边沿链筋套5.2内随边沿链筋套5.2伸缩，边沿链筋套5.2的伸缩长度受链筋5.1的伸缩长度限制，进而使得整个叶片在链筋5.1的拉伸限度内内凹涡面迎风自如展开，在链筋5.1的收缩限度内外凸隆面迎风自如缩聚。 

在图5所示的柔性叶片示意图和图6所示的链筋结构剖视图中：链筋5.1通过其链节环筒5.1.1的筒外侧壁，在边沿链筋套5.2内壁的弹性套裹下，构成与边沿链筋套5.2的摩擦配合。链筋5.1由链节环筒5.1.1和链节芯柱5.1.3，通过环盘端帽5.1.2和柱盘端头5.1.4的配合链接，构成伸缩绳线体；链节芯柱5.1.3的柱侧壁与环盘端帽5.1.2的内侧壁松动配合，柱盘端头5.1.4的柱侧壁与链节环筒5.1.1的筒内侧壁松动配合；环盘端帽5.1.2和柱盘端头5.1.4互相拉伸限位，环盘端帽5.1.2或柱盘端头5.1.4分别两两收缩限位。 

Claims (5)

1.一种自适应风机叶轮，其特征是：风叶轮主要由若干柔性丁腈胶扇叶片构成，每一扇叶片分为上导风叶段（1）、主迎风涡扇叶段（2）和下导风叶段（3）三个部段，以迎风的高风阻内凹涡面和背风的低风阻外凸隆面，构成叶片曲面片体的两面；各个叶片的根部，按叶片内凹涡面切向同向，固结在转子—轴结构（4）的柱侧面上，并依轴向使每两个叶片外侧边沿（5）到根部边沿的连线所夹角相等；风叶轮整体轮廓呈一椭球圆柱形，依径向呈一椭圆矩形，上下对称；各个叶片依径向使上顶边沿（5）中点到下顶边沿（5）中点的连线与轴心线平行；依此构成的万向风叶轮，以可缩聚和展开的柔性叶片，通过凹涡面的迎风展开，形成高风阻的一侧，通过凸隆面的迎风缩聚，形成低风阻的对侧，从而产生旋转力矩。 

2.根据权利要求1所述的自适应风机叶轮，其特征是：风叶轮整体轮廓依轴向呈一圆盘形；每个叶片片体呈勺形，断面（A—A）轮廓呈一渐开线形，从根部到边沿（5）由厚逐渐变薄；每个叶片片体的主迎风涡扇叶段（2）中部，从根部到1/2半径处，采用合成纤维网状材料加强。 

3.根据权利要求1所述的自适应风机叶轮，其特征是：每个叶片上下对称，上导风叶段（1）、主迎风涡扇叶段（2）和下导风叶段（3）三个部段形成带有内凹涡面和外凸隆面的曲面片体，每个勺形叶片片体的断面（B—B）轮廓呈一抛物线形，从中部到上、下部边沿由厚逐渐变薄。 

4.根据权利要求1所述的自适应风机叶轮，其特征是：叶片边沿（5）制成用于包裹链筋（5.1）的边沿链筋套（5.2），使得链筋（5.1）在边沿链筋套（5.2）内随边沿链筋套（5.2）伸缩，边沿链筋套（5.2）的伸缩长度受链筋（5.1）的伸缩长度限制，进而使得整个叶片在链筋（5.1）的拉伸限度内内凹涡面迎风自如展开，在链筋（5.1）的收缩限度内外凸隆面迎风自如缩聚。 

5.根据权利要求4所述的自适应风机叶轮，其特征是：链筋（5.1）通过其链节环筒（5.1.1）的筒外侧壁，在边沿链筋套（5.2）内壁的弹性套裹下，构成与边沿链筋套（5.2）的摩擦配合；链筋（5.1）由链节环筒（5.1.1）和链节芯柱（5.1.3），通过环盘端帽（5.1.2）和柱盘端头（5.1.4）的配合链接，构成伸缩绳线体；链节芯柱（5.1.3）的柱侧壁与环盘端帽（5.1.2）的内侧壁松动配合，柱盘端头（5.1.4）的柱侧壁与链节环筒（5.1.1）的筒内侧壁松动配合；环盘端帽（5.1.2）和柱盘端头（5.1.4）互相拉伸限位，环盘端帽（5.1.2）或柱盘端头（5.1.4）分别两两收缩限位。 

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