專利名稱：水平軸風力機風輪的制作方法
技術領域：
本發明屬于風力機設備范圍，具體涉及一種水平軸風力機風輪。
背景技術：
充分利用風能這種可再生能源，已得到高度重視和實際應用。實 際應用中，風能利用最多的是風力發電。風力發電機的風輪主要有兩 類， 一類是水平軸風輪， 一類是垂直軸風輪。現在水平軸的風輪比垂 直軸的風輪應用的更普遍，而水平軸風輪又以三葉片螺旋槳式為最 多。風輪是風力機的重要部件，是提高風力機效率、增加捕風量、降 低制造成本、減少運行故障的關鍵所在。自有風力機以來，對風輪結 構的研究就沒有中斷過。風力機需要風能轉換率高、捕風量大、結構 簡單、加工容易、成本低廉、可靠耐用的風輪，以促進風能這種綠色 的可再生的能源之廣泛利用。
發明內容
本發明的目的是提供一種風能轉換率高、結構簡單、制做容易、 堅固耐用、成本低廉的水平軸風力機風輪。
本發明的技術解決方案是水平軸風力機風輪包括葉片架、葉 片、輪輻、輪轂和制動裝置。葉片架是用幾個不同直徑的圓環和若干根徑向桿焊接或者鉚接而成，徑向桿的長度就是不同直徑圓環的最大 外圓環半徑減去最小內圓環半徑的數值。在不同直徑的圓環中，最大 圓環和最小圓環各是兩組，其中一組最大圓環、中間圓環和最小圓環， 由均勻排列的徑向桿焊接或鉚接在一起，另一組最大圓環和最小圓 環，通過支架焊接或鉚接在已成形的相對應的圓環架體上，這種結構 的葉片架，可以提高整體強度和剛性。葉片是一種板片，形狀可以是
矩形，也可以是梯形，或者是兩頭窄中間為圓弧狀長邊的形狀；葉片 數和徑向桿數相同，葉片的一長邊連接固定在徑向桿上，另一長邊通 過支桿支撐固定在葉片架的圓環桿上。在葉片架上固定好的所有葉 片，都和葉片架平面相對傾斜，且傾斜方向都是順時針方向，或者都 是逆時針方向，每張葉片的傾斜角度都相同，該角度是在大于0度和 小于90度之間選擇一個合適角度。葉片在葉片架上安裴固定好后， 帶葉片的葉片架，通過輪輻，和輪轂連接固定成一體，構成風輪總成。 當風輪所安裝的轉軸在水平位置、風輪的平面處于迎風狀態，風輪即 可以把風能轉變成風力機的旋轉動能。制動裝置安裝在風力機支架上 或者發電機殼體上，制動裝置通過輪轂對風力機產生制動作用。
本風輪的工作過程是這樣的，當風能對著風輪平面吹來，相對風 輪平面傾斜的葉片，把風力分解成與風輪平面垂直的阻力和與風輪平 面平行的推力，這個推力通過葉片架、輪輻、輪轂對轉軸產生轉矩， 因每張葉片的傾斜方向都一樣，所以各葉片產生的轉矩方向都相同， 即都是順時針方向或逆時針方向，這些轉矩之和，成為推動風輪旋轉的動力源。只要有風吹，風輪就會不停地旋轉，把風能轉變成風輪的 旋轉動能。
本水平軸風力機風輪具有葉片數量多，捕捉風能多，轉換效率高， 結構簡單，制做容易，成本不高，堅固耐用的優點，值得推廣。
下面結合附圖進一步詳細說明本發明 圖1是水平軸風力機風輪的主視圖； 圖2是水平軸風力機風輪的俯視圖。
其中1、葉片架，2、葉片，3、輪輻，4、輪轂，5、制動裝置。
具體實施例方式
如圖所示，葉片架1是由幾個不同直徑的圓環和若干根均勻排列 的徑向桿焊接或者鉚接而成，徑向桿的長度就是不同直徑圓環中，最 大的外圓環半徑減去最小的內圓環半徑的數值。最大圓環和最小圓環 各是兩組，先用均勻排列的徑向桿，把一組大、中、小的圓環焊接或 鉚接成一體，再通過支桿把另一組大圓環和小圓環對應焊接或鉚接在 一起。為了減輕葉片架l的重量和提高整體剛性，選用合適直徑的金 屬管材做各種桿件。葉片2是長條形的矩形板片，或是梯形板片，或 是兩頭窄中間為圓弧形邊的板片，葉片數和徑向桿數相同。葉片2 — 長邊焊接或鉚接在徑向桿上，另一長邊通過支桿支撐在葉片架1的圓 環架桿上。在實際加工制做中，葉片2在葉片架1上的連接固定，是 和葉片架的成型參差進行的，大、中、小圓環可以用許多長度和兩根相鄰徑向桿之間距離相等的直桿連接而成。焊接固定好的每張葉片和 葉片架1的平面，都是順時針方向傾斜，或者逆時針方向傾斜，每張
葉片的傾斜角度都相等，這個角度是在大于0度和小于90度之間選 擇一個合適角度。葉片2在葉片架1上焊接固定好后，葉片架部件通 過輪輻3和輪轂4焊接或鉚接成一體。制動裝置5安裝在風力機的支 架上，或者是發電機的殼體里，制動裝置5通過輪轂4對風輪產生制 動作用。
由于在公路運輸途中有高和寬的限制，大型風輪不能制做加工成 型后再運往風場，而是要在廠里加工好各種零件，把零件運送到安裝 現場再焊接組裝，如果風場還沒有電源，不能加工，可到離風場較近 的城鎮進行組裝加工，再運送到風場安裝。
本水平軸風力機風輪在結構上作了改進，葉片數量增多，捕風量 加大，風能轉換率提高，成本不高，堅固耐用，將會為更好地利用風 能這種綠色的可再生的能源，發揮更好的作用。
權利要求
1、一種水平軸風力機風輪，其特征是該風輪是由葉片架、葉片、輪輻、輪轂和制動裝置組成；葉片安裝固定在葉片架上，葉片架通過輪輻和輪轂組合成一體，當輪轂所裝配的轉軸在水平位置、風輪平面處于迎風狀態時，風輪即可把風能轉變為旋轉的動能。
2、 根據權利要求1所述的水平軸風力機風輪，其特征是葉片 架是用不同直徑的幾個圓環和若干根均勻排列的徑向桿連接而成，最 大圓環和最小圓環是兩組，并通過支桿分別把兩個最大圓和兩個最小 圓對應連接成一體。
3、 根據權利要求1所述的水平軸風力機風輪，其特征是葉片 是長條形的板片，形狀可以是矩形，也可以是梯形，或者是兩頭窄中 間為圓弧形長邊的形狀；葉片的一長邊連接在徑向桿上，另一長邊通 過幾根支桿支撐在葉片架環形架桿上；所有葉片相對葉片架平面，都 是順時針方向傾斜，或者都是逆時針方向傾斜，而且傾斜角度相同， 該角度在大于0度和小于90度之間選擇確定。
4、 根據權利要求1所述的水平軸風力機風輪，其特征是制動 裝置通過輪轂對風輪產生制動作用。
全文摘要
一種水平軸風力機風輪，由葉片架、葉片、輪輻、輪轂和制動裝置組成；葉片架是用幾個不同直徑的圓環和若干根均勻排列的徑向桿連接而成，葉片通過徑向桿和支桿固定在葉片架上，固定好的所有葉片，都和葉片架平面相對傾斜，且傾斜方向一致，傾斜角度相同。葉片架總成通過輪輻和輪轂組合成一體。本風輪具有捕風量大，轉換率高，結構簡單，成本低廉，堅固耐用等特點，風能利用需要這種風輪。
文檔編號F03D1/06GK101619709SQ20091016585
公開日2010年1月6日 申請日期2009年8月9日 優先權日2009年8月9日
發明者朱永發 申請人:朱永發