CN204082441U - 盘式变桨多叶片风轮及风轮骨架 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及盘式变桨多叶片风轮及风轮骨架。该风轮包括由轮盘、圆筒、多个圆环、多根内辅条、多根外辅条、多个扭力弹簧组成的风轮骨架和多束钢丝及多个叶片；圆筒套在轮盘外，并与轮盘通过多根内辅条固定连接；多个圆环套在圆筒外，且与圆筒同轴心并通过多根外辅条固定连接；相邻的两个圆环之间环形设置有多个叶片。风轮骨架为风轮提供支撑。风流过叶片时，风与叶片的接触面积较大，对叶片的作用力大，使风轮骨架转动，扭矩大，风能利用率高。叶片可以根据风力的大小调整叶片的偏转角度，在风力较小时偏转角度小，提高风能的利用率；在风力较大时偏转角度大，相邻两个叶片之间的空隙大，使风从空隙中流过，避免对风轮造成过大的压力。

Description

盘式变桨多叶片风轮及风轮骨架

技术领域

本实用新型涉及风轮领域，尤其涉及一种盘式变桨多叶片风轮及风轮骨架。

背景技术

目前，风力发电机所使用的风轮，风轮将风能转化为机械能，带动风力发电机转动，从而发电。

现有的风轮一般为三个叶片。三个叶片均匀分布在整个圆周上。当风吹响到风轮时，风会对三个叶片产生扭力，使风轮转动。然而，由于叶片所占整个圆周的面积较小，会有大部分的风从相邻的两个叶片之间流过而没有对叶片产生推动力，从而降低了风能的利用率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种盘式变桨多叶片风轮及风轮骨架，以解决上述技术问题。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种盘式变桨多叶片风轮，包括轮盘、圆筒、多个圆环、多个叶片、多根内辅条、多根外辅条、多个扭力弹簧和多束钢丝；圆筒套在轮盘外，并与轮盘通过多根内辅条固定连接；多个圆环套在圆筒外，且与圆筒同轴心并通过多根外辅条固定连接；相邻的两个圆环之间环形设置有多个叶片；每个叶片，在风力和扭力弹簧的作用下，都会摆动。

优选地，叶片为薄板；叶片的两端分别设置有用于与圆环连接的连接部；两个连接部所在的直线不在叶片的中心线上。

优选地，叶片上距离两个连接部近的一侧设置有配重块。

优选地，叶片的两个连接部分别通过扭力弹簧与圆环连接。

进一步，每一个扭力弹簧中心穿过一束钢丝与其对应的连接部固定连接。

进一步，多根内辅条的一端沿轮盘的外圆周与轮盘连接，多根内辅条的另一端沿圆筒的内圆周与圆筒连接。

进一步，多根外辅条的一端分别与多个圆环连接，多根外辅条的另一端沿圆筒的外圆周与圆筒连接。

本实施例还提供一种使用在上述风轮上的风轮骨架，其包括轮盘、圆筒、多个圆环、多根内辅条、多根外辅条、多个扭力弹簧和多束钢丝；圆筒套在轮盘外，并与轮盘通过多根内辅条固定连接；多个圆环套在圆筒外，且与圆筒同轴心并通过多根外辅条固定连接。

优选地，多根内辅条的一端沿轮盘的外圆周与轮盘连接，多根内辅条的另一端沿圆筒的内圆周与圆筒连接；

多根外辅条的一端分别与多个圆环连接，多根外辅条的另一端沿圆筒的外圆周与圆筒连接。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：将圆筒套在轮盘外，并将圆筒与轮盘固定连接，多个圆环套在圆筒外，且与圆筒同轴心并固定连接，从而形成风轮的风轮骨架，风轮骨架为整个风轮提供支撑作用。将多个叶片环形布置在相邻的两个圆环之间，风流过叶片时，由于叶片数量较大，且环形布置在两个圆环之间，则风与叶片的接触面积较大，对叶片的作用力较大，从而使风轮骨架转动，扭矩大，风能利用率高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的风轮的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的叶片的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的风轮的侧视的部分结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本实用新型所保护的范围。

实施例1

如图1和图3所示为本实施例提供的一种盘式变桨多叶片风轮，包括轮盘106、圆筒104、多个圆环102、多个叶片101、多根内辅条105、多根外辅条103、多个扭力弹簧202和多束钢丝；圆筒104套在轮盘106外，并与轮盘106通过多根内辅条105固定连接；多个圆环102套在圆筒104外，且与圆筒104同轴心并通过多根外辅条103固定连接；相邻的两个圆环102之间环形设置有多个叶片101；每个叶片，在风力和扭力弹簧202的作用下，都会摆动。其中每束钢丝由多根钢丝组成。

将圆筒套在轮盘外，并将圆筒与轮盘固定连接，多个圆环套在圆筒外，且与圆筒同轴心并固定连接，从而形成风轮的风轮骨架，风轮骨架为整个盘式变桨多叶片风轮提供支撑作用。将多个叶片环形布置在相邻的两个圆环之间，风流过叶片时，由于叶片数量较大，且环形布置在两个圆环之间，则风与叶片的接触面积较大，对叶片的作用力较大，从而使风轮骨架转动，扭矩大，风能利用率高。

在本实施例中，该盘式变桨多叶片风轮采用与现有风轮完全不同的结构，风与叶片的接触面积大，风能利用率高，风轮输出的扭矩大。为了体现该盘式变桨多叶片风轮的其它特点，下面将在实施例2中对实施例1中的风轮作进一步的描述。

实施例2

在实施例1的基础上，本实施例对盘式变桨多叶片风轮进一步进行描述。

优选地，如图1、图2和图3所示，叶片101为薄板201；叶片101的两端分别设置有用于与圆环连接的连接部；两个连接部所在的直线不在叶片的中心线上。具体地，本实施例的叶片与现有的叶片形状及结构完全不同，现有的叶片为针式、较长、较厚，本实施例的叶片为薄板。将本实施例的叶片的两端分别与相邻的两个圆环连接，此时叶片的两个连接部所在的直线并不在叶片的中心线上，即偏离中心线，当风吹向叶片时，风对叶片的一侧产生的作用力大于对另一侧产生的作用力，叶片会发生偏转，避免风力过大从而对风轮骨架造成过大的压力，进而避免风轮骨架的损坏。另外，将叶片设置为薄板，叶片的重量远远小于现有的叶片重量，从而使得本实施的盘式变桨多叶片风轮能够安装更多的叶片，进一步提高风能的利用率，且降低风轮的重量。

为了使叶片在偏转过程中达到动平衡和静平衡，优选地，叶片上距离两个连接部近的一侧设置有配重块203。由于叶片的两个连接部将叶片分为两侧，其中一侧的部位的重量大于另一侧的部位的重量，则本实施例在重量轻的一侧设置配重块，从而使叶片在偏转过程中达到静平衡和动平衡。

优选地，配重块203为两个；两个配重块203分别位于叶片的两端。即两个配重块均在重量轻的一侧，但均匀布置在叶片的两端，使叶片的质心位于两个连接部的中心，从而提高叶片在偏转过程中的平衡。

由于风力过大时，风对叶片的推力较大，极有可能造成风轮骨架的损坏。为了避免风力过大时对风轮的影响，同时在风力过小时更多的利用风能，优选地，叶片的两个连接部分别通过扭力弹簧202与圆环连接。具体地，叶片的一个连接部通过扭力弹簧202与一个圆环连接，叶片的另一个连接部通过另一个扭力弹簧204与另一个圆环连接。在初始状态，风垂直于叶片吹到叶片上，由于叶片分为两个面积不一样的部位，则风对面积大的部位的作用力大于对另一侧的作用力，则叶片会发生偏转，当叶片偏转到一定角度时，扭力弹簧所提供的反作用力与风对叶片的作用相等时，叶片固定在该角度。当风力较大时，叶片偏转的角度大，当风力较小时，叶片偏转的角度小。即本实施例的叶片可以根据风力的大小随时调整叶片的偏转角度，在风力较小时偏转角度小，提高风能的利用率；在风力较大时偏转角度大，相邻两个叶片之间的空隙大，使风从空隙中流过，避免对风轮造成过大的压力。

进一步，每一个扭力弹簧中心穿过一束钢丝与其对应的连接部固定连接。即叶片的两端分别通过钢丝与圆环连接，其中钢丝均穿过扭力弹簧。钢丝一方面将叶片固定在两个圆环之间，另一方面钢丝与圆环及叶片的连接为转动连接，即钢丝可相对圆环及叶片转动，这样钢丝不会限制叶片的转动，叶片可自由转动过程中仅收到扭力弹簧的转动作用力。另外，由于钢丝是刚性的，扭力弹簧在转动过程中不会被拉长，不会降低扭力弹簧的寿命。需要说明的是，本实施例的钢丝可以用任意的刚性绳替代，采用刚性绳连接叶片与圆环时，连接部均为转动连接，刚性绳充当转动轴，可使叶片定轴转动。

进一步，该盘式变桨多叶片风轮还包括多根内辅条105；多根内辅条105的一端沿轮盘106的外圆周与轮盘106连接，多根内辅条105的另一端沿圆筒的内圆周与圆筒连接。具体地，圆筒104套在轮盘106外，为了将圆筒104与轮盘106固定，本实施例采用多根内辅条105，内辅条的一端与轮盘的外圆周固定，另一端与圆筒的内圆周固定。多根内辅条圆周布置在圆筒与轮盘形成的环形区域内。内辅条的这种连接方式类似于自行车车轮中钢圈与飞轮采用钢条连接的方式。

进一步，该盘式变桨多叶片风轮还包括多根外辅条103；多根外辅条103的一端分别与多个圆环连接，多根外辅条的另一端沿圆筒的外圆周与圆筒连接。外辅条的这种连接方式同样类似于自行车车轮中钢圈与飞轮采用钢条连接的方式。

需要说明的是，当圆环的数量为三圈时，三圈圆环的直径从小到大排布，其中直径大的圆环套在直径小的圆环外，此时，沿圆筒的外圆周，一根外辐条的一端连接在直径大的圆环上，另一端连接在圆筒的外圆周上，另一根外辅条的一端连接在直径小的圆环上，另一端连接在圆筒的外圆周上。

当圆环的数量为四个、五个或更多个时，外辅条将圆环与圆筒连接的方式同上，同样类似于自行车车轮中钢圈与飞轮采用钢条连接的方式。

实施例3

本实施例提供一种使用在上述实施例盘式变桨多叶片风轮上的风轮骨架，其包括轮盘、圆筒、多个圆环、多根内辅条、多根外辅条、多个扭力弹簧和多束钢丝；圆筒套在轮盘外，并与轮盘通过多根内辅条固定连接；多个圆环套在圆筒外，且与圆筒同轴心并通过多根外辅条固定连接。其中该风轮骨架并不限定使用在盘式变桨多叶片风轮上，其还可以使用在任意的结构上。

优选地，多根内辅条的一端沿轮盘的外圆周与轮盘连接，多根内辅条的另一端沿圆筒的内圆周与圆筒连接；多根外辅条的一端分别与多个圆环连接，多根外辅条的另一端沿圆筒的外圆周与圆筒连接。

采用本实施例的风轮骨架及内辅条与外辅条连接的结构，风轮骨架的强度大，能承受的压力更大。

实施例4

本实施例还提供一种风轮发电机，包括发电机组和实施例2中的盘式变桨多叶片风轮；发电机组的动力输入轴与轮盘转动连接。即使用实施例2中的风轮与发电机组配合后，风轮对风能的利用率大，而且输出的扭矩相对于现有的风轮更大，因此本实施例的风轮对发电机组输入的机械能更大，发电机组输出的电能更多，从而提高了风轮发电机对风能的利用率，更加节能环保。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种盘式变桨多叶片风轮，其特征在于，包括轮盘、圆筒、多个圆环、多个叶片、多根内辅条、多根外辅条、多个扭力弹簧和多束钢丝；

所述圆筒套在所述轮盘外，并与所述轮盘通过多根内辅条固定连接；

多个所述圆环套在所述圆筒外，且与所述圆筒同轴心并通过多根外辅条固定连接；

相邻的两个所述圆环之间环形设置有多个叶片；每个叶片，在风力和扭力弹簧的作用下，都会摆动。

2.如权利要求1所述的盘式变桨多叶片风轮，其特征在于，所述叶片为薄板；所述叶片的两端分别设置有用于与圆环连接的连接部；

两个所述连接部所在的直线不在所述叶片的中心线上。

3.如权利要求2所述的盘式变桨多叶片风轮，其特征在于，所述叶片上距离两个所述连接部近的一侧设置有配重块。

4.如权利要求2所述的盘式变桨多叶片风轮，其特征在于，所述叶片的两个所述连接部分别通过扭力弹簧与所述圆环连接。

5.如权利要求4所述的盘式变桨多叶片风轮，其特征在于，每一个扭力弹簧中心穿过一束钢丝与其对应的连接部固定连接。

6.如权利要求2所述的盘式变桨多叶片风轮，其特征在于，多根所述内辅条的一端沿所述轮盘的外圆周与所述轮盘连接，多根所述内辅条的另一端沿所述圆筒的内圆周与所述圆筒连接。

7.如权利要求2所述的盘式变桨多叶片风轮，其特征在于，多根所述外辅条的一端分别与多个所述圆环连接，多根所述外辅条的另一端沿所述圆筒的外圆周与所述圆筒连接。

8.一种如权利要求1-7中任一项所述盘式变桨多叶片风轮的风轮骨架，其特征在于，包括轮盘、圆筒、多个圆环、多根内辅条、多根外辅条、多个扭力弹簧和多束钢丝；

所述圆筒套在所述轮盘外，并与所述轮盘通过多根内辅条固定连接；

多个所述圆环套在所述圆筒外，且与所述圆筒同轴心并通过多根外辅条固定连接。

9.如权利要求8所述的风轮骨架，其特征在于，多根所述内辅条的一端沿所述轮盘的外圆周与所述轮盘连接，多根所述内辅条的另一端沿所述圆筒的内圆周与所述圆筒连接；

多根所述外辅条的一端分别与多个所述圆环连接，多根所述外辅条的另一端沿所述圆筒的外圆周与所述圆筒连接。