專(zhuān)利名稱(chēng)：扭葉型高效簡(jiǎn)易風(fēng)力機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系一種活動(dòng)葉片的垂直軸風(fēng)力機(jī)。
背景技術(shù)：
垂直軸風(fēng)力機(jī)在現(xiàn)有風(fēng)力機(jī)中只占很小的比例。它效率低，葉片在逆風(fēng)時(shí)大多不產(chǎn)生扭矩，有的位置還產(chǎn)生負(fù)扭矩。為解決這個(gè)問(wèn)題，出現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)葉片的機(jī)型。使葉片在各個(gè)位置都能有一個(gè)比較合適的形態(tài)，盡可能產(chǎn)生扭矩或盡量減小負(fù)扭矩。但這種葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)是通過(guò)復(fù)雜的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與主軸聯(lián)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。機(jī)械損耗大，故實(shí)際效率并沒(méi)有多少提高。且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供一種簡(jiǎn)易的可自行扭動(dòng)葉片的機(jī)型，它同樣能改變?nèi)~片形態(tài)，且損耗極小，從而提高效率降低成本。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的用兩根上下繃緊的弦取代葉片上的軸，弦靠中間的一段固定在葉片上。工作時(shí)，葉片隨氣流自行扭動(dòng)，故總能有一個(gè)適當(dāng)?shù)男螒B(tài)，而自身幾乎沒(méi)有損耗。
由于葉片的上述特性，使風(fēng)力的效率提高，Cp值達(dá)到0.4(實(shí)驗(yàn)值，僅供參考)；除省去葉片的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，還省去了調(diào)向、調(diào)速、限速機(jī)構(gòu)，變得極其簡(jiǎn)單；造價(jià)也就低得多。
四、實(shí)施例及


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例圖1為采用本發(fā)明的扭葉型雙葉風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)子(45度視角，靜止?fàn)顟B(tài))。
垂直的中軸(1)穿過(guò)相互平行的水平橫板(2)和(7)的中心，并固定在其中。在橫板(2)和(7)之間，弦(4)、(5)分別繃在其末端的兩側(cè)。弦(5)中間的一段固定在矩形葉片(6)前緣中間的一段上。在它后面，弦(4)中間的一段也固定在葉片上。
從圖1中弦與葉片的結(jié)合方式不難看出，葉片在風(fēng)力驅(qū)動(dòng)下可以向一邊扭動(dòng)，而當(dāng)風(fēng)力減弱至消失后，弦的張力將拽著葉片往回扭，直至扭回原位。
下面來(lái)看葉片在工作中是如何扭動(dòng)的。
圖2(俯視)分別列出了轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)一周的行程中，葉片運(yùn)行到8個(gè)位置時(shí)的形態(tài)。
如箭頭所指，風(fēng)從右邊吹來(lái)，轉(zhuǎn)子按逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。
在位置1，葉片與風(fēng)向平行，本身沒(méi)有迎角，不會(huì)扭動(dòng)，與靜止時(shí)的形態(tài)類(lèi)似。到了位置2開(kāi)始有迎角，葉片被風(fēng)力推著向內(nèi)扭動(dòng)，直到與弦的張力相平衡。越往上，迎角越大，扭得越開(kāi)。到了位置5，葉面與風(fēng)向垂直，風(fēng)在葉片上的推力與弦的張力都達(dá)到最大值。這以后，隨著迎角的減小風(fēng)的推力也減小，葉片被弦的張力拽著往回扭。到了位置6，風(fēng)力已經(jīng)不足以平衡張力，葉片于瞬間翻轉(zhuǎn)到上方且正對(duì)風(fēng)向。風(fēng)力與張力再一次平衡。這樣保持到位置7。到位置8以后，迎角減小，葉片往回扭，逐漸恢復(fù)到位置1時(shí)的形態(tài)。
這里同樣列出了旋轉(zhuǎn)葉片型的葉片在8個(gè)位置的形態(tài)(見(jiàn)圖3)。兩幅圖基本一致，葉片形態(tài)的改變大體相同。對(duì)比旋轉(zhuǎn)葉片型，本發(fā)明雖然進(jìn)行的是同一種程序，但實(shí)際效果更好。
本發(fā)明是通過(guò)風(fēng)與弦之間力的不斷平衡來(lái)實(shí)現(xiàn)葉片扭動(dòng)的，各個(gè)位置葉片的形態(tài)應(yīng)當(dāng)時(shí)各種力的趨勢(shì)自然形成。這樣，一是省去了額外的驅(qū)動(dòng)力，二是對(duì)流線(xiàn)的破壞小損耗小，且沒(méi)有傳動(dòng)損耗。
在這里葉片扭動(dòng)的幅度直接關(guān)系到效率的高低，而這個(gè)幅度可以通過(guò)調(diào)弦旋鈕[圖1——(3)]改變弦張力來(lái)加以控制。風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)可獲得額定風(fēng)速時(shí)的最佳弦張力參數(shù)使效率達(dá)到最大值。
當(dāng)超過(guò)額定風(fēng)速時(shí)，葉片扭動(dòng)的幅度加大，同時(shí)也就限制了轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。也就是說(shuō)，轉(zhuǎn)子對(duì)風(fēng)速變化反應(yīng)遲鈍，不需要調(diào)速、限速。
權(quán)利要求
1.一種扭葉型簡(jiǎn)易風(fēng)力機(jī)，主體為一個(gè)垂直軸轉(zhuǎn)子，垂直的中軸(1)穿過(guò)相互平行的水平橫板(2)和(7)的中心，并固定在其中，其特征在于在橫板(2)和(7)之間，弦(4)、(5)分別繃在橫板(2)、(7)末端的兩側(cè)，弦(5)中間的一段固定在矩形葉片(6)前緣中間的一段上，弦(4)中間的一段在弦(5)后面，也固定在葉片(6)朝外的一面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于固定在葉片上的那段弦(4)、弦(5)、它們相互間的距離相當(dāng)于葉片寬度的 到 之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于弦(4)、(5)之間的夾角在零度到45度之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于弦(4)、(5)應(yīng)采用柔韌的彈性材料，如尼龍繩，葉片(6)應(yīng)采用輕質(zhì)板材，如桐木板、吹塑板。
全文摘要
一種扭葉型簡(jiǎn)易風(fēng)力機(jī)，屬垂直軸類(lèi)。如圖(轉(zhuǎn)子)垂直的中軸(1)穿過(guò)相互平行的水平橫板(2)和(7)的中心，并固定在其中。在橫板(2)和(7)之間，弦(4)、(5)分別繃在其末端的兩側(cè)。弦(5)中間的一段固定在矩形葉片(6)前緣中間的一段上。在它后面，弦(4)中間的一段也固定在葉片(6)上。該機(jī)的葉片在轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)的行程中可隨氣流自行扭動(dòng)，不斷變換出合適的形態(tài)以獲取風(fēng)能。這相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)葉片型的程序。但比之損耗小、效率高(Cp0.4)，省去了葉片傳動(dòng)系統(tǒng)，調(diào)向、調(diào)速、限速系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)極其簡(jiǎn)單，造價(jià)也低得多。
文檔編號(hào)F03D3/06GK1687584SQ20051007456
公開(kāi)日2005年10月26日 申請(qǐng)日期2005年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月28日
發(fā)明者饒弘劍 申請(qǐng)人:饒弘劍