专利名称：折射导风式风叶系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种风力发电技术领域的风叶，具体地说，涉及的是一种折射导 风式风叶系统。
背景技术：
随着世界能源危机的发展，利用风力动能发电作为现代社会发展新能源，成 为社会发展的热点。传统的螺旋桨风叶风力风叶过长，体积大，利用率低，制造 困难，严重的增加了运输，安装和维修作业难度。现有的立轴风力发电机的风叶 在启动与旋转运动中存在启动死角与换向死角大，现有翼型风叶受风面积小，风 力利用率低，存在前翼面风阻面，在旋转运动中存在换向死角，难于大容量化。
经对现有技术的文献检索发现，中国专利ZL200430067146.5的发电机组中 的风叶，存在风力利用率低，在启动与旋转运动中存在启动死角与换向死角大的 问题。
检索中还发现，专利申请号200410023530. 4风力发电机的风叶，所采用的 NACA0009翼型，该风叶受风面积小，风力利用率低，存在前翼面风阻面，在旋 转运动中存在换向死角，难于大容量化。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的不足，提供一种折射导风式风叶系统，风叶风 力直接推动风叶旋转，受风面积大，风力利用率高，风力射线经过折射导向板， 使其在任何角度都能折射到最大力矩端的风叶面，并使风力射线与风叶面的外切 面垂直，产生最大的推力与最大的旋转力矩，推动风叶沿水平方向旋转。风叶沿 水平方向旋转，平衡特性好，转速高，稳定性好，便于安装与调试。风叶与折射 导向板相象结合，使风叶旋转到任何位置与角度，都能使风力通过折射导向板， 使风力线的合力矩集中指向最大的与风叶面相垂直切平面的焦点处，使风力折射 到最大的旋转力矩点。产生最大的推动力矩，使风叶沿水平方向旋转。本发明三 个风叶各相差120度角，三个风叶互补，产生平衡的旋转力矩，无启动死角与换向死角，产生最佳的动平衡特性，旋转平稳。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括风叶框、风叶叶体、折射导 风板、固定支架、风叶与轴连接件。风叶框与风叶叶体内部钢网焊接在一起构成 整体风叶。风叶折射导风板与风叶框，成60度角固定。折射导风板下端部利用 螺丝固定在风叶框上，折射导风板中部的固定孔与固定支架端部孔利用螺丝进行 固定。风叶通过风叶与轴连接件连接固定在机轴的连接法兰盘上。折射导风板与 风叶通过固定支架进行连接，便于组装，维修与运输。
所述风叶框由角钢做成长方体，材料采用钢结构件，以增加风叶强度。
所述风叶体，其叶面内由钢带(或钢丝)制成叶面网状骨架，表面附有聚酯 树脂(玻璃钢)，表面光滑，风阻小。风叶主要作用是受风，风吹到风叶上产生 最大的旋转力矩。风叶横截面呈机翼流线型曲线，风叶正面受风面积大，风叶后 面风阻小。纵截面呈突起拱型曲线，当风力推动风叶转动，风力线运动轨迹呈直 线状，不产生涡流，风力射线运动轨迹呈最佳状态。
所述风叶有三个，三个风叶各相差120度角。
所述导风折射导向板由导风板框架，内部有钢网，表面附有聚酯树脂(玻璃 钢)，表面光滑，风阻小。
所述固定支架由长扁钢制成，两端有固定孔。 所述风叶与轴连接件两端与中部有固定孔。
所述轴与风叶连接件是最关键的承受力点，既承受风叶重量，又要承受风叶 所产生的旋转力矩，在风叶与轴连接法兰盘的连接处，承受力最大，连接件的横 截面为最大，端部承受力小，横截面也小。
本发明利用集风与风力导向原理，在任何角度，风力线通过风力折射导向板， 使风力线与风叶面成为直角，风力为直射，风力推动风叶沿水平方向旋转，产生 的推动旋转力矩最大，风叶受风面积最大，风力有效利用率最高，所产生的推力 为最大。本发明风叶半径小，旋转速度高，风力利用率高，平衡性好，可作为大 功率动力机械与风力发电机的驱动动力机械。
本发明提出的风叶结构，风叶与折射导向板相结合，使风叶旋转到任何位置 与角度，都能使风叶得到最大的受风面积，并通过折射导向板板，使风力线的合 力矩集中指向最大的点与风叶面相垂直切平面的焦点处，使风力折射到最大的旋转力矩点，产生最大的推动力矩，风叶沿水平方向旋转。本系统三个风叶各相差 120度角，三个风叶互补，产生平衡的旋转力矩，无启动死角与换向死角，产生 最佳的动平衡特性，旋转平稳。
图1为本发明立体结构图
图2为本发明风叶侧视图
图3为本发明风叶横向视图
图4-1 4-4为本发明风叶的风力折射导向原理图
图中l为风叶框，2为风叶叶体，3为导风折射导向板，4为固定支架，5 为风叶与轴连接件。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明本实施例在以本发明技术方案 为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护 范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本实施例包括风叶框1、风叶叶体2、折射导风板3、固定支 架4、风叶与轴连接件5。风叶框1与风叶叶体2内部钢网焊接在一起构成整体 风叶。折射导风板3与风叶框1成60度角固定。折射导风板3下端部利用螺丝 固定在风叶框1上，折射导风板3中部的固定孔与固定支架4端部孔利用螺丝进 行固定。风叶通过风叶与轴连接件5连接固定在机轴的连接法兰盘上。折射导风 板3与风叶通过固定支架4进行连接。
本实施例中
所述的风叶框l采用角钢，制成长方形的框架体，主要是作为风叶的支撑载 体，强度大，增加了风叶的抗扭力矩与抗重力的力矩。所述风叶框采用S45C钢 材。
所述的风叶主要作用是受风体，风吹到风叶上产生最大的旋转力矩。风叶如 图3所示，纵向看呈突起拱型曲线型，风叶正面受风面积大，风叶后面风阻小。 侧面看如图2所示，呈流线型曲面。当风力推动风叶转动，风力线呈运动轨迹呈 直线状，不产生涡流，风力射线运动轨迹呈最佳状态。如图2所示，所述的风叶折射导风板3呈平板形，与风叶呈60度固定于风 叶上，如图4-l 图4-4所示，系统风叶与折射导向板3相结合，通过折射导向 板3，使风力线的合力矩集中指向风叶面相垂直切平面的焦点处A，使风力折射 到最大的旋转力矩点，产生最大的推动力矩，推动风叶沿水平方向旋转。
所述的固定支架，其结构呈长条形支架， 一端固定于风叶上， 一端固定于折 射导风板上，使风叶框与折射导风板呈60度角。所述的固定支架采用S45C钢材。
所述风叶与轴连接件两端与中部有固定孔。
所述的风叶与轴连接件，由于轴与风叶连接件，是最关键的力的承受点，既 要承受风叶重量，又要承受风叶所产生的旋转力矩，在轴连接盘与风叶的连接处， 承受力最大，连接件的横截面为最大，端部承受力小，横截面也小。所述风叶与 轴连接件5采用S45C钢材。
本实施例中，风叶呈渐开线式流线形曲面，风叶装有折射导风板3，风通过 折射导风板3折射，吹到风叶面上，使风力线与叶面成垂直直射，使风力直射推 动风叶沿水平方向旋转，产生的推力为最大，产生最大的旋转推动力矩，推动风 叶转动。风力推动风叶旋转，风吹到旋转的流线型叶面上，从旋转轴心，沿离心 力方向滑向风叶末端，受力点呈渐开线轨迹，因此，风力线流动轨迹呈直线形， 不产生涡流。
如图4-l 图4-4所示。风叶转到任何位置，风经过折射导风板3，风力的 合力指向风叶转动的最大力矩点，推动风叶，产生最大的转动力矩。
当风叶转到与风力射线成60度角，如图4-l所示角度时，风吹到折射导风 板3上，风力射线折射向右方，与右面的正向风力射线共同产生和力矩，使风力 射线的共同汇聚到风叶的A点，产生最大的旋转推动力矩。
当风叶转到如图4-2所示角度时，风叶与风力射线垂直，风叶的受风量最 大，风吹到折射导风板3上，风力射线折射向右方，与右面的正向风力射线共 同产生和力矩，使风力射线的共同汇聚到风叶的A点，产生最大的旋转推动力矩。
当风叶转到与风力射线成120度角，当风叶转到如图4-3所示角度时，风吹 到折射导风板3上，风力射线折射向左方，与左面的正向风力射线共同产生和力 矩，使风力射线的共同汇聚到风叶的A点，产生产生最大的旋转推动力矩。当风叶转到图4-4位置时，风叶与风力射线同向，风吹到折射导风板3上， 风力射线折射向左方，使风力射线的共同汇聚到风叶的A点，产生产生旋转推动 力矩。而专利ZL200430067146. 5发电机的风叶与专利申请号200410023530. 4所 采用的NACA0009翼型风力发电机的风叶，及传统风叶，此类状态，已不产生旋 转推动力矩。而本实施例中的风叶，仍能产生很大的旋转力矩，推动风叶旋转。
本实施例系统采用的风叶外形结构，受风面积大，不产生涡流，增加折射导 风板3后，产生的旋转动力力矩是目前各类风叶的3倍以上。经过大量的模拟实 验与大量的计算，本风叶系统适应于1KW 6兆瓦以上风力发电系统的需要。
权利要求
1、一种折射导风式风叶系统，包括风叶框、风叶叶体、固定支架、风叶与轴连接件，其特征在于还包括折射导风板，其中风叶框与风叶叶体内部钢网焊接在一起构成整体风叶，折射导风板与风叶框成60度角固定，折射导风板下端部固定在风叶框上，折射导风板中部的固定孔与固定支架端部孔利用螺丝进行固定，风叶通过风叶与轴连接件连接固定在机轴的连接法兰盘上，折射导风板与风叶通过固定支架进行连接。
2、 根据权利要求1所述的折射导风式风叶系统，其特征是，所述风叶有三 个，三个风叶各相差120度角。
3、 根据权利要求1或2所述的折射导风式风叶系统，其特征是，所述风叶 横截面呈机翼流线型曲线，纵截面呈突起拱型曲线。
4、 根据权利要求1所述的折射导风式风叶系统，其特征是，所述风叶框为 长方体，材料为钢结构件。
5、 根据权利要求1所述的折射导风式风叶系统，其特征是，所述风叶体， 其叶面内设有叶面网状骨架，表面附有聚酯树脂或玻璃钢。
6、 根据权利要求1所述的折射导风式风叶系统，其特征是，所述导风折射 导向板包括导风板框架及其内部钢网，导风折射导向板表面附有聚酯树脂或玻璃 钢。
7、 根据权利要求1或6所述的折射导风式风叶系统，其特征是，所述的折 射导风板呈平板形。
8、 根据权利要求1所述的折射导风式风叶系统，其特征是，所述固定支架 两端有固定孔。
9、 根据权利要求1所述的折射导风式风叶系统，其特征是，所述风叶与轴 连接件两端与中部有固定孔。
全文摘要
本发明涉及一种风力发电技术领域的折射导风式风叶系统，包括风叶框、风叶叶体、固定支架、风叶与轴连接件、折射导风板，风叶框与风叶叶体内部钢网焊接在一起构成整体风叶，折射导风板与风叶框成60度角固定，折射导风板下端部固定在风叶框上，折射导风板中部的固定孔与固定支架端部孔利用螺丝进行固定，风叶通过风叶与轴连接件连接固定在机轴的连接法兰盘上，折射导风板与风叶通过固定支架进行连接。本发明使风叶旋转到任何位置与角度，都能使风叶得到最大的受风面积，且风力能折射到最大的旋转力矩点，产生最大的推动力矩，风叶沿水平方向旋转，三个风叶互补，产生平衡的旋转力矩，无启动死角与换向死角，产生最佳的动平衡特性，旋转平稳。
文档编号F03D3/06GK101446265SQ20081020721
公开日2009年6月3日 申请日期2008年12月18日 优先权日2008年12月18日
发明者李树广 申请人:上海交通大学