CN2777237Y - 低风速风动装置的风叶 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种低风速风动装置的风叶，由3～5片结构相同的叶片环绕转动轴轴线均布构成，每片叶片由一螺旋展开面和一翻转弯曲面两部分组成，螺旋展开面为叶片的迎风面，其前部一侧在旋转切线方向延伸有拱形圆弧面；翻转弯曲面从螺旋展开面根部另一侧延伸翻转弯曲至转动中心，并在转动中心侧部形成一低压空腔，各叶片的低压空腔间隔环绕转动轴轴线形成低压环流通道。本实用新型所采用低风速风动装置的风叶结构简单，有效地增加了对风的受力面积，可以使风叶在超低的风速下启动；各叶片的低压空腔间隔环绕转动轴轴线形成低压环流通道，使风在低压环流通道中形成涡流旋转，进一步带动了风叶的转动，提高了输出功率。

Description

低风速风动装置的风叶

技术领域

本实用新型涉及一种开发风能的装置，具体涉及一种低风速风动装置的风叶。

背景技术

人类社会的发展与对能源的开发利用有直接关系。电能是今天人类利用能源的主要形式。传统热力发电消耗有限的化石材料，发电过程中产生有害气体，污染环境；水力发电一次性投资巨大，易导致生态失衡；核电的辐射潜在危害令人心有余悸；潮汐发电投入大，有些关键技术尚未解决。而风能无污染、可再生，被誉为“干净的再生能源”。

然而，风能有时候难以利用。现有的风动装置工作风速大多不能低于3米/秒，额定风速一般也在6米/秒以上。而很多地区大部份时间达不到这样的风速，因而风能得不到很好的利用。

目前，传统的风力发电机一般由风叶、传动轴、支架、发电机和调节风向装置组成。工作时，在调节风向装置的作用下，风叶带动传动轴转动，传动轴由轴承支承，使发电机的转子与定子保持间隙配合并带动发电机转动而达到发电的目的。传统的发电装置的叶片多为长条形或螺旋形，因为其叶片受风面积小，风能利用率低，需要较大的风力才能启动。

发明内容

本实用新型目的是提供一种风能利用率高，在低风速情况下可以启动且有较高输出功率的低风速风动装置的风叶，该设计微风启动，适用于风力发电、灌溉和以风力为动力的其他各种机器。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种低风速风动装置的风叶，由3～5片结构相同的叶片环绕转动轴轴线均布构成，每片叶片由一螺旋展开面和一翻转弯曲面两部分组成，螺旋展开面为叶片的迎风面，其前部一侧在旋转切线方向延伸有拱形圆弧面；翻转弯曲面从螺旋展开面根部另一侧延伸翻转弯曲至转动中心，并在转动中心侧部形成一低压空腔，各叶片的低压空腔间隔环绕转动轴轴线形成低压环流通道。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、所述的低风速风动装置的风叶优选为含有4个叶片。

2、所述的低压空腔高度为螺旋展开面前部顶角的对角边边长的0.2～0.5倍，优选为0.3～0.4倍。

3、所述的拱形圆弧面的弦长为转动中心到螺旋展开面前部顶点的长度的0.6～0.8倍，弦高为转动中心到螺旋展开面前部顶点的长度的0.6～0.8倍。

本实用新型工作原理是：

本实用新型的每片叶片由一螺旋展开面和一翻转弯曲面两部分组成，螺旋展开面为叶片的迎风面，其前部一侧在旋转切线方向延伸有拱形圆弧面，该结构增加了与风接触的面积，起到了很好的集风作用，使风动装置即使是在微风的情况下也能够启动；翻转弯曲面从螺旋展开面根部另一侧延伸翻转弯曲至转动中心，并在转动中心侧部形成一低压空腔，各叶片的低压空腔间隔环绕转动轴轴线形成低压环流通道，在风叶转动过程中，风作用到螺旋展开面上，由于螺旋展开面的曲面设计，使得大部分的风作用到翻转弯曲面的内部低压空腔中，由于内部低压空腔截面由大到小的变化形成了局部的低压区，这个低压区一方面引导风从一个叶片的低压空腔作用到相邻的下一个叶片上，使风能在低压环流通道中形成涡流旋转，进一步带动了风叶的转动，提高了低风速风动装置的输出功率，另一方面，由于空腔截面由大到小的变化，使进入这个空腔的风速逐步增加，这样更加带动了风叶的转动，提高了输出功率。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点和效果：

1、本实用新型所采用低风速风动装置的风叶结构简单，有效的增加了对风的受力面积，可以使风叶在超低的风速(一级风)下启动，甚至可以在0.8米/秒的风速下启动，更加有利于风力发电装置的推广和应用。

2、本实用新型在每个叶片靠近转动中心一侧形成一低压空腔，各叶片的低压空腔间隔环绕转动轴轴线形成低压环流通道，在风叶转动过程中，使风在低压环流通道中形成涡流旋转，进一步带动了风叶的转动，提高了低风速风动装置的输出功率，使得本实用新型与现有技术相比在同等风力下具有较高的输出功率。

附图说明

附图1为含有四个叶片的风叶的立体结构示意图；

附图2为含有四个叶片的风叶的主视图；

附图3为图2的A-A向截面图；

附图4为含有三个叶片的风叶的主视图；

附图5为含有五个叶片的风叶的主视图。

以上附图中：1、风叶；2、螺旋展开面；3、翻转弯曲面；4、拱形圆弧面；5、低压空腔；6、螺旋展开面前部顶角的对角边；7、螺旋展开面前部顶点；8、转动中心；9、转动轴

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例1：一种低风速风动装置的风叶1，如附图1和附图3所示，由四片结构相同的叶片环绕转动轴9轴线均布构成，每片叶片由螺旋展开面2和翻转弯曲面3两部分组成，螺旋展开面2为叶片的迎风面，其前部一侧在旋转切线方向延伸有拱形圆弧面4；翻转弯曲面3从螺旋展开面2根部另一侧延伸翻转弯曲至转动中心8，并在转动中心侧部形成一低压空腔5，各叶片的低压空腔5间隔环绕转动轴9轴线形成低压环流通道。所述的低压空腔5高度为螺旋展开面前部顶角的对角边6边长的0.2～0.5倍。所述的拱形圆弧面的弦长为转动中心8到螺旋展开面前部顶点7的长度的0.6～0.8倍，弦高为转动中心8到螺旋展开面前部顶点7的长度的0.6～0.8倍。

实施例2：一种低风速风动装置的风叶1，如附图2和附图3所示，由四片结构相同的叶片环绕转动轴9轴线均布构成，其具体的制作方式可以采用一张正方形的板材，转动中心8为正方形的中心，首先沿着正方形的对角线剪开，剪到对角线一半的60～80％，剪成四个等腰三角形，然后将转动轴9穿过正方形的中心，再将每个三角形同一侧的角向上弯曲，顶端固定在转动轴9上，这样在转动轴9的一侧形成了一个空腔5，空腔高度为远离转动轴9的顶角的对角边即螺旋展开面前部顶角的对角边6边长的0.2倍。最后，在所述的三角形中没有弯曲的一个边上固定一个拱形圆弧面4。所述的拱形圆弧面4的弦长为其所在边的边长即转动中心8到螺旋展开面前部顶点7的长度的0.6倍，弦高为其所在边的边长即转动中心8到螺旋展开面前部顶点7的长度的0.8倍。

实施例3：一种低风速风动装置的风叶1，如附图4和附图3所示，由三片结构相同的叶片环绕转动轴9轴线均布构成，其具体的制作方式可以采用三个相同的三角形板材，将三角形中的两个角顶端固定在转动轴9上，这样在转动轴9的一侧形成了一个空腔5，空腔高度为远离转动轴9的顶角的对角边即螺旋展开面前部顶角的对角边6边长的0.3倍。最后，在所述的三角形中没有弯曲的一个边上固定一个拱形圆弧面4。所述的拱形圆弧面4的弦长为其所在边的边长即转动中心8到螺旋展开面前部顶点7的长度的0.7倍，弦高为其所在边的边长即转动中心8到螺旋展开面前部顶点7的长度的0.7倍。

实施例4：一种低风速风动装置的风叶1，如附图5和附图3所示，由五片结构相同的叶片环绕转动轴9轴线均布构成，其具体的制作方式可以采用五个相同的三角形板材，将三角形中的两个角顶端固定在转动轴9上，这样在转动轴9的一侧形成了一个空腔5，空腔高度为远离转动轴9的顶角的对角边即螺旋展开面前部顶角的对角边6边长的0.4倍。最后，在所述的三角形中没有弯曲的一个边上固定一个拱形圆弧面4。所述的拱形圆弧面4的弦长为其所在边的边长即转动中心8到螺旋展开面前部顶点7的长度的0.8倍，弦高为其所在边的边长即转动中心8到螺旋展开面前部顶点7的长度的0.6倍。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1、一种低风速风动装置的风叶，由3～5片结构相同的叶片环绕转动轴轴线均布构成，其特征在于：每片叶片由一螺旋展开面和一翻转弯曲面两部分组成，螺旋展开面为叶片的迎风面，其前部一侧在旋转切线方向延伸有拱形圆弧面；翻转弯曲面从螺旋展开面根部另一侧延伸翻转弯曲至转动中心，并在转动中心侧部形成一低压空腔，各叶片的低压空腔间隔环绕转动轴轴线形成低压环流通道。

2、根据权利要求1所述的一种低风速风动装置的风叶，其特征在于：所述的低风速风动装置的风叶优选为含有4个叶片。

3、根据权利要求1所述的一种低风速风动装置的风叶，其特征在于：所述的低压空腔高度为螺旋展开面前部顶角的对角边边长的0.2～0.5倍。

4、根据权利要求3所述的一种低风速风动装置的风叶，其特征在于：所述的空腔高度为螺旋展开面前部顶角的对角边边长的0.3～0.4倍。

5、根据权利要求1所述的一种低风速风动装置的风叶，其特征在于：所述的拱形圆弧面的弦长为转动中心到螺旋展开面前部顶点的长度的0.6～0.8倍，弦高为转动中心到螺旋展开面前部顶点的长度的0.6～0.8倍。

Images