[发明专利]三翼拧旋式风能动力轮

说明书

技术领域

本发明涉及一种风能动力轮，尤其是涉及一种采用三翼拧旋式结构、且能直接支持发电装置顺畅运转的风能动力轮。

背景技术

风能动力轮，是指一种能够兜截、采纳、利用天然风力，且将空气运动的能量转化为机械能量的物理实体装置。目前公知的风能动力轮，大体有帆式、扇式、螺旋桨式等多种形态，这些形态的风能动力轮虽然能将空气运动产生的能量转化为机械能，但也存在着结构庞大、风能利用效率低、不能全方位利用天然风力等缺陷，从而影响了公知风能动力轮的使用功能、应用范围及社会经济价值。

 

发明内容

本发明的目的，在于克服目前公知风能动力轮结构庞大、风力利用效率低等缺陷，向公众提供一种独特的风能采集装置。该采集装置除了能够像公知风能动力轮一样利用天然风力之外，还通过内凹的翼叶结构、拧旋的翼叶设置、均布的翼叶布局，从而使风能动力轮有了结构更精悍、运行更稳定、适应性更广等优点。

本发明实现发明目的所依据的原理有：天然风能、液体动力、绕流阻力原理等。

1，天然风能：风能，是指由于空气运动产生的能量，是属于可更新的、干净的能源。风能的利用受到地理的限制，风速较大、风向稳定、变幅较小的风宜于风力发电站发电。

2，流体动力：当流体流向物体时，如物体受到的推力大于物体静止的惯力，则物体被推动；如物体受到的推力小于物体静止的惯力，则物体保持静止；物体被推动运动状态变化的快慢（加速度的大小），跟推力的大小成正比，跟物体的质量成反比；加速度的方向跟作用力的方向相同。

3，绕流阻力：当流体定常流向物体时，物体所受的阻力由摩擦阻力和压差阻力所组成，用阻力系数来表示。阻力系数的大小，不仅与流体性质、流动情况、物体表面粗糙度有关，而且与物体的特征面积（迎流面积）成有关、物体的形状有关；其中，物体迎流面积（物体在垂直于来流速度方向上的最大投影面积）越大，所受到的阻力越大，物体迎流面积越小，所受到的阻力越小。

4，半圆壳体阻力系数：半圆柱形壳体正面迎流的阻力系数为平面迎流阻力的2.3倍，半圆柱形壳体背面迎流的阻力系数为平面迎流阻力的0.7倍。迎流阻力越大，所受的作用力越大。

本发明为解决技术问题所采用的方案是：

⑴ 将产品中用于采纳天然风力的翼叶，设计为能够最大限度兜截气流能量的半圆柱形壳体，使其在迎风时能够最大限度采纳天然风冲力，在背风时能够最大限度地化解天然风阻力。

⑵ 将三个翼叶竖立均匀分布，绕轴环形阵列，形成三翼轮状，以吸纳来自不同方向的天然风力。

⑶ 在翼叶迎风面中设计出接风区和兜风区两个不同的功能区域，且使这两个区域平滑过渡，以提高天然气流对翼叶的正面迎流冲力，增强产品聚集的正能量。

⑷ 在翼叶背风面中设计出背风区和滑风区两个不同的区域，且使这两个区域平滑过渡，以减低天然气流在翼叶背面的流动阻力，减少产品可能出现的负能量。

⑸ 将翼叶之间的连接处设计为平滑过渡的波浪面，使前一翼叶背面的滑风区与后一翼叶正面的接风区平滑连接，使天然风力能够在前一翼叶背面中顺畅流动到后一翼叶的正面，将天然气流对前一翼叶的阻力转化为对后一翼叶的冲力，提高风能的利用率。

⑹ 将环形阵列的三个翼叶绕轴拧旋，使翼叶迎风面涵盖所有方位，不留风向死角，使翼叶运转没有格禁隐患，确保产品运行平衡稳定。

⑺ 在产品轴向两端，对称设置碗形凹陷，以嵌套装配发电设备。

⑻ 在产品轴心，设置一六棱轴孔，以嵌套安装电机转轴。

⑼ 在六棱轴孔两端，各设置一圆形平面，以配合紧定转轴螺帽。

与目前公知的风能动力轮相比，本发明所形成的风能动力装置，可以取得下列有益效果：

1，体积精悍──产品仅由翼面、轴心二个模块组成，集采纳风力、减震维稳功能于一体，体积精悍，占用空间面积小。

2，运行可靠──本发明产品结构简单，无需风向调节机构，运行平稳，工作可靠，故障率低。

3，适应性强──产品微风即能启动，疾风仍能工作，风速适应范围从每秒0.2米到每秒20米之间，风能利用率达70％。

4，应用范围广──产品不存在风向格禁问题，可兜截来自任何方位的天然风力，可适应于一切需要风力发电的场合使用，除适应家庭、工厂、蓄牧场、农场、运动场等固定场所使用外，也可装载于车船中使用，尤其能适应海洋捕捞、远洋航行、野外作业、抢险救灾等非固定场合行业的需要，应用范围广。