CN1719023A - 阻力和升力复合风动力装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种阻力和升力复合风动力装置。本发明主要是对风力发电机的风轮的改进，其风轮的机翼翼型风叶是一个薄板制成的凹形曲面的异型结构体，空心的翼型风叶的翼型下表面空缺，且由多个风叶凭借联杆按轴向均布固定在作为力矩输出轴的风轮旋转轴上，成一体的风叶翼型下表面朝外，每个翼型风叶的弦与固定该风叶的联杆的夹角为60°－70°。其特点是风叶具备阻力和升力复合作用，不需设置对风向装置，低风速时易起动，起动后风叶所受的阻力和升力叠加协同驱动风轮，当风叶的线速度接近额定切出风速时，风叶产生的反向阻力与风叶的相对风速的二次方成正比，从而具有自动限速的功效，也勿需专门再设加限速装置。

Description

阻力和升力复合风动力装置
技术领域
本发明涉及一种将风能转化为机械能的竖直轴阻力和升力兼俱的综合型风力装置-阻力和升力复合风动力装置。
背景技术
现有的风力发电机的风轮装置有水平轴与竖直轴风轮两种类型：水平轴风力机是采用螺旋浆风轮，将升力转换为转轴力矩。由于这种形式起动风速高，需要对风向装置和限速装置，所以制造安装检修难度较大，费用高。
立轴式风力机的结构分为阻力式和升力式两种形式的风轮。其中之一的阻力式是利用顺风面和逆风面之差值形成主轴的扭转力矩。这种形式的结构简单，但是对风力利用效率低。另有升力式的有代表性的达里厄式风动力装置仍有起动风速高和需限速装置等问题。
总之，已有技术对风力机的风轮只能限于单一的利用风叶的阻力或升力的结构形式。
发明内容：
本发明的目的是提供一种阻力和升力复合风动力装置，以弥补现有技术的不足。
本发明在已有技术的基础上，主要是对风力发电机的风轮的改进，其风轮的机翼翼型风叶是一个薄板制成的凹形曲面的异型结构体，空心的翼型风叶下表面空缺，且由多个风叶凭借联杆按轴向均布固定在风轮旋转轴上，风叶的翼型的下表面朝外，每个翼型风叶的弦与固定该风叶的联杆的夹角为60°-70°。
考虑到装配方便，上述风轮的风叶可以是偶数个风叶并凭借联杆按轴向对称固定在风轮旋转轴上。
本发明的风叶具备阻力和升力复合作用，不需设置对风向装置，低风速时易起动，起动后阻力和升力叠加共同驱动风轮，当风叶的线速度接近额定的切出风速时，风叶产生反向阻力自动限速，而勿需专门再设加限速装置。
附图说明
图1本发明的总体结构示意图。
图2翼型风叶主视图。
图3翼型风叶的俯视图。
其中1、风叶，2、联杆，3、风轮旋转轴。
具体实施方式
本发明其风轮的机翼翼型风叶1是一个薄板制成的凹形曲面的异型结构体，空心的翼型风叶1的翼型下表面A空缺，且由多个风叶1凭借联杆2按轴向均布固定在作为力矩输出轴的风轮旋转轴3上，风叶1的翼型下表面A朝外，每个翼型风叶1的弦与固定该风叶1的联杆2的夹角θ为60°-70°，θ角的大小影响着阻力作用和升力作用的大小和比例，实际应用时的选择，应根据当地的风力状况来选定，通常年平均风力3级以下在60天以上时，θ角应取偏大些或接近上限值为宜。
上述风轮的1可以是偶数个风叶并凭借联杆2按轴向对称固定在风轮旋转轴3上。
上述制作风叶的薄板可以是金属和塑料，所述的风叶1是一个成一体的整体结构，可以利用注塑或冲压工艺一次制成。工艺上应保证将风叶牢固地固定在联杆上，又由于风叶是一个完整的一体结构，风叶本身的稳定性和强度高。
如图1，风叶的翼型下表面A迎风时，其迎风阻力最大而受力最大，而处于对称位置上的另一风叶的流线型顺向迎风，阻力最小，因此对风轮旋转轴3能产生较大的驱动力矩，而当其迎角由0°逐渐增大时，翼型风叶产生的升力矩逐渐加大，在迎角达到20°时产生最大升力矩，两者的协同作用，即是阻力和升力的复合作用。
由此构筑的本发明风速在3米/秒的低风速即可启动。起动后阻力和升力叠加共同驱动风轮，当风叶的线速度接近额定的切出风速时，，风叶产生的反向阻力与风叶的相对风速的二次方成正比，从而具有自动限速的功效，也勿需专门再设加限速装置。

Claims (3)

1、一种阻力和升力复合风动力装置，其特征在于风轮机翼翼型风叶(1)是一个薄板制成的凹形曲面的异型结构体，空心的翼型风叶(1)的翼型下表面空缺，且由多个风叶(1)凭借联杆(2)按轴向均布固定在风轮旋转轴上(3)，风叶(1)的翼型下表面(A)朝外，每个翼型风叶(1)的弦与该风叶的联杆(2)的夹角为60°-70。
2、如权利要求1所述阻力和升力复合风动力装置，其特征在于所述的风叶(1)是按偶数个风叶凭借联杆(2)按轴向对称固定在风轮旋转轴上(3)。
3、如权利要求1或2所述阻力和升力复合风动力装置，其特征在于所述的风叶(1)是一个成一体的整体结构。
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