飞轮式叶轮及其具有该叶轮的风力的制造方法
【专利摘要】一种飞轮式叶轮，包括飞轮及叶片，所述飞轮为圆盘式飞轮，在飞轮靠近轮缘处设置有多个受风力驱动的叶片。叶片包括设置在飞轮轮缘上部的上叶片和设置在轮缘下部的下叶片，所述上叶片和下叶片相对于轮缘对称设置，扣合在轮缘上，与轮缘一起形成风斗。本发明还公开一种具有该叶轮的风力机，飞轮通过中心的固定座与垂直轴相传动连接，垂直轴下端分别与发电机或传动装置连接，形成风力发电机或风力原动机。本发明由于具有飞轮，因而可以利用飞轮的惯性，使得叶轮的转速较为稳定，具有该叶轮的风力机输出的功率较为平稳。由于叶轮利用挡风条和风斗形成的聚能围檐，使在微小风力的情况下，叶轮也可稳定旋转，提高了风能的利用效率。
【专利说明】飞轮式叶轮及其具有该叶轮的风力机
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种对风能进行利用的机械，其对风能进行转换，向外界提供动力来源，尤其涉及一种飞轮式叶轮及其利用该叶轮的风力机。
【背景技术】
[0002]目前，随着能源需求的增长，石油、煤炭等各种化石能源的开采量越来越大，而其储量日益减少。且石油、煤炭等的使用，对生态环境污染巨大，不符合当今世界倡导的低碳、节能减排的理念。
[0003]随着化石能源的减少以及人们对环境保护的重视，清洁能源的开发利用得到了全世界的重视。风能作为一种清洁能源，已经得到了人们大量的关注。当今使用的一种风力机为垂直轴风力机，其不能够充分利用风能，使用效率低下，一直以来没有得到很好的改进与提高，制约了垂直轴风力机的使用范围。
【发明内容】
[0004]为了克服现有的垂直轴风力机对风能不能够充分利用的不足，本发明提供了一种飞轮式叶轮，其能有效地利用风能，提高输出功率，且结构简单，制造成本低，安装使用方便。本发明还提供了一种利用该叶轮的风力机，尤其是风力发电机或风力原动机。
[0005]本发明解决上述技术问题的技术方案为，一种飞轮式叶轮，包括飞轮及叶片，所述飞轮为圆盘式飞轮，在飞轮靠近轮缘处设置有多个受风力驱动的叶片。
[0006]进一步地，所述叶片包括设置在飞轮轮缘上部的上叶片和设置在轮缘下部的下叶片，所述上叶片和下叶片相对于轮缘对称设置，扣合在轮缘上，与轮缘一起形成风斗。
[0007]上叶片和下叶片呈鲨鱼尾鳍状叶片，具体结构为，上叶片和下叶片分别由呈一定弯角的两片三角形板扣合而成，上叶片与下叶片的一个三角形开口扣合在轮缘上，其三角形板相连接的一个棱边相对于轮缘倾斜设置，并分别与轮缘一起形成沿圆周的方向一致的上风斗和下风斗。
[0008]上叶片的形状尺寸大于下叶片的形状尺寸；上风斗和下风斗棱部分别还设置有上挡风条、下挡风条，上挡风条、下挡风条分别与上叶片和下叶片形成截面为K字形，组合形成聚能围檐，不仅能够利用上风斗、下风斗对风形成阻挡，还能够利用两个风斗与两个挡风条之间的空间对风形成阻挡，从而大大提高了风能的利用效率。所述聚能围檐为三个，沿飞轮轮缘圆周均匀布置。所述聚能围檐也可以设置2个或4-10个，可视飞轮的大小而定或根据具体的安装条件不同可有所区别。
[0009]上挡风条和下挡风条分别沿整个上风斗和下风斗的棱部设置，并分别与轮缘相接。
[0010]上叶片和下叶片底部最大开口处宽度与轮缘宽度相等，形成的上风斗和下风斗具有最优利用风力的性能。上挡风条和下挡风条为梯形结构，其高度分别大于或等于上风斗、下风斗的棱部长度，上挡风条和下挡风条与轮缘相连接处的宽度与轮缘相等或略大。
[0011]所述飞轮的轮缘厚度大于中部辐板或辐条的厚度，从而使得飞轮的质量集中在轮缘部位，使得飞轮具有较大的惯性，因而使得形成的风机叶轮在风力不稳定时，可以依靠惯性使得转速稳定，因而所输出的功率具有很高的平稳性，波动较小。
[0012]本发明还公开了一种具有上述叶轮的风力机，飞轮通过中心的固定座与垂直轴相传动连接，垂直轴下端分别与发电机连接，形成风力发电机，或垂直轴下端与传动装置连接，形成动力驱动装置。
[0013]本发明的叶轮，由于具有飞轮，因而可以利用飞轮的惯性，使得叶轮的转速较为稳定；叶片具有鲨鱼尾鳍状，形成风斗；另外，由于上述叶轮具有挡风条和风斗形成的聚能围檐，利用该聚能围檐可以实现兜风的目的，从而可以更好地利用风能，即使在微小风力的情况下，具有水平设置的飞轮的叶轮也能够稳定地旋转，从而提高了风能的利用效率。因而具有该叶轮的风力机既提高了风能利用率，其输出功率也较为平稳。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1本发明由上部观察的立体透视图。
[0015]图2本发明由下部观察的立体透视图。
[0016]图3本发明图1中I部的局部放大图。
[0017]图4本发明图2中II部的局部放大图。
[0018]图5本发明上叶片2的主视图。
[0019]图6本发明上叶片2的立体透视图。
【具体实施方式】
[0020]由图1、2可见，该飞轮式具有锥形鲨鱼尾鳍状叶片的叶轮，包括飞轮100及叶片，飞轮100为圆盘式飞轮，在飞轮100靠近轮缘103处设置有多个受风力驱动的叶片。叶片包括设置在飞轮轮缘103上部的上叶片2和设置在轮缘103下部的下叶片4，上叶片2和下叶片4相对于轮缘103对称设置，扣合在轮缘103上，与轮缘103 —起形成风斗状。
[0021]上叶片2和下叶片4分别由呈一定弯角的两片三角形板扣合而成，可以采用一块板折叠制成，也可以采用两块三角形板焊接而成。上叶片2与下叶片4的一个三角形开口扣合在轮缘103上，上叶片2和下叶片4底部最大开口处宽度与轮缘103宽度相等，其三角形板相连接的一个棱边相对于轮缘103倾斜设置，并分别与轮缘103 —起形成沿圆周的方向一致的上风斗201和下风斗401，如图3、4所示。上叶片2的形状尺寸大于下叶片4，从而使得上叶片2和下叶片4组合形成锥形鲨鱼尾鳍状。该锥形鲨鱼尾鳍状叶片使得叶轮具有优秀的利用风力的性能，以便于以简单的结构实现风力机叶轮性能的较大改善。
[0022]如图5、6所示，为上叶片2的具体结构，上叶片2由两块三角形板ABC、ABD形成，其中边AC和AD连接在轮缘103的上部，开口⑶的长度恰好与轮缘103的宽度相等，棱边AB相对于轮缘倾斜设置，因而使得面ABC、ABD与围住的轮缘上表面一起形成上风斗201。下叶片4的结构与上叶片2结构相似。
[0023]本实施例中，上风斗201和下风斗401棱部分别还设置有梯形结构的上挡风条8和下挡风条9，它们分别沿整个上风斗201和下风斗401的棱部设置，各挡风条的底部宽度与轮缘的宽度相等，并分别与轮缘103相连接；各挡风条的闻度分别与对应的风斗的棱部长度相等，如上挡风条9的高度等于上风斗201的棱AB的长度。上挡风条8、下挡风条9分别与上叶片2和下叶片4形成截面为K字形的结构，其组合形成聚能围檐的结构，不仅能够利用上风斗201、下风斗401对风形成阻挡，又能利用两个风斗与两个挡风条8、9之间的空间对风形成阻挡，起到兜风的作用，从而大大提高了风能的利用效率。
[0024]上下对称的上挡风条8、上叶片2与下挡风条9、下叶片4所形成的聚能围檐为三个，呈120°均匀安装在飞轮100的轮缘103上。
[0025]如图1、2所示，飞轮100的轮缘103厚度大于中部辐板102的厚度或辐条的厚度，从而使得飞轮100的质量集中在轮缘103部位，使得飞轮100具有较大的惯性，因而使得形成的风机叶轮在风力不稳定时，可以依靠惯性使得转速稳定，因而所输出的功率具有很高的平稳性，波动较小。飞轮100中心设置有固定座101，固定座101与动力输出的垂直轴6相传动连接，以使叶轮与垂直轴连为一体，一起转动。
[0026]本发明公开的飞轮式具有鲨鱼尾鳍状叶片的叶轮，使用时该叶轮利用固定座101将飞轮100可水平转动地设置空中，鲨鱼尾鳍状叶片在风的吹动下，带动惯性较大的飞轮式叶轮转动，从而带动与飞轮100传动连接的垂直轴6旋转，利用垂直轴6将风能输出。垂直轴6下端可与发电机连接，从而整个系统形成风力发电机，例如叶轮可水平转动地设置在汽车顶部进行风力发电。或者垂直轴下端与传动装置连接，将机械动力直接输出做功，形成动力驱动装置，例如水车、磨面机等。
【权利要求】
1.一种飞轮式叶轮，包括飞轮及叶片，其特征在于，所述飞轮为圆盘式飞轮，在飞轮靠近轮缘处设置有多个受风力驱动的叶片。
2.根据权利要求1所述的叶轮，其特征在于，所述叶片包括设置在飞轮轮缘上部的上叶片和设置在轮缘下部的下叶片，所述上叶片和下叶片相对于轮缘对称设置，扣合在轮缘上，与轮缘一起形成风斗。
3.根据权利要求2所述的叶轮，其特征在于，所述上叶片和下叶片呈鲨鱼尾鳍状叶片，所述鲨鱼尾鳍状叶片的具体结构为，上叶片和下叶片分别由呈一定弯角的两片三角形板扣合而成，上叶片与下叶片的一个三角形开口扣合在轮缘上，其三角形板相连接的一个棱边相对于轮缘倾斜设置，并分别与轮缘一起形成沿圆周的方向一致的上风斗和下风斗。
4.根据权利要求3所述的叶轮，其特征在于，所述上叶片的形状尺寸大于下叶片的形状尺寸；上风斗和下风斗棱部分别还设置有上挡风条、下挡风条，上挡风条、下挡风条分别与上叶片和下叶片形成截面为K字形，组合形成聚能围檐。
5.根据权利要求4所述的叶轮，其特征在于，上挡风条和下挡风条分别沿整个上风斗和下风斗的棱部设置，并分别与轮缘相接。
6.根据权利要求5所述的叶轮，其特征在于，所述聚能围檐为三个，沿飞轮轮缘圆周均匀布置。
7.根据权利要求1-6任一所述的叶轮，其特征在于，上叶片和下叶片底部最大开口处宽度与轮缘宽度相等。
8.根据权利要求5或6所述的叶轮，其特征在于，上挡风条和下挡风条为梯形结构，其高度分别大于或等于上风斗、下风斗的棱部长度，上挡风条和下挡风条与轮缘相连接处的宽度与轮缘相等或略大。
9.根据权利要求1-6任一所述的叶轮，其特征在于，所述飞轮的轮缘厚度大于中部辐板或辐条的厚度。
10.一种具有如权利要求1-9任一所述的叶轮的风力机，其特征在于，飞轮通过中心的固定座与垂直轴相传动连接，垂直轴下端分别与发电机连接，形成风力发电机，或垂直轴下端与传动装置连接，形成动力驱动装置。
【文档编号】F03D3/06GK104165121SQ201310185360
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2013年5月20日 优先权日:2013年5月20日
【发明者】李俊勇 申请人:李俊勇