專利名稱：水平軸漸開(kāi)線螺旋面葉片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，尤其涉及一種水平軸漸開(kāi)線螺旋面葉片。
二背景技術(shù)：
現(xiàn)行的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)均采用三葉片風(fēng)輪，貝茲(Betz)理論~"理想風(fēng)輪”圓盤為設(shè)計(jì)理論，實(shí)際上該“理想風(fēng)輪”圓盤是一個(gè)有“三個(gè)大扇形漏風(fēng)洞”的假想圓盤，存在如下缺陷①風(fēng)輪直徑越大，轉(zhuǎn)速越慢，漏走的風(fēng)能越多；②風(fēng)速越高，漏走的風(fēng)能也越多， 風(fēng)能利用系數(shù)Cp值越低，③葉片受風(fēng)面面積占掃風(fēng)面面積之比太小，按貝茲理論計(jì)算風(fēng)能利用系數(shù)極大值Cp = 0. 593，實(shí)際相差很大，如M5/5000KW型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，直徑D = 1 米， 風(fēng)輪掃風(fēng)面積為12462m2，風(fēng)輪轉(zhuǎn)速為6. 9轉(zhuǎn)/分 12. 1轉(zhuǎn)/分，而三只葉片的總受風(fēng)面積為M9m2，只占掃風(fēng)面積的4. 4%,95. 6%的風(fēng)未能與葉片接觸就從三個(gè)大扇形面積刮跑了， 其Cp = 0. 302，又如S77/1500KW型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，風(fēng)輪轉(zhuǎn)速為9. 9轉(zhuǎn)/分 17. 3轉(zhuǎn)/分，風(fēng)速9m/s時(shí)，設(shè)計(jì)風(fēng)能利用系數(shù)Cp = 0. 41，而核算風(fēng)速13m/s時(shí)，Cp = 0. M2，實(shí)際Cp值與設(shè)計(jì)Cp值相差太大，風(fēng)速18m/s時(shí)，風(fēng)能利用系數(shù)低至Cp = 0. 09，風(fēng)速越高風(fēng)能利用系數(shù)越低，[見(jiàn)風(fēng)能與風(fēng)力發(fā)電技術(shù)——?jiǎng)⑷f(wàn)琨等編著，表4-7、表6-1、4-9]漏走的風(fēng)能越多， 59% 91%的風(fēng)能從“三個(gè)大扇形漏風(fēng)洞”漏走了。貝茲“理想風(fēng)輪”圓盤之風(fēng)能利用系數(shù) Cp達(dá)到極大值Cp = 0. 593時(shí)，尾流V2 = V1AtV1——風(fēng)輪前風(fēng)速，V2——流，風(fēng)輪后風(fēng)速]， 而當(dāng)風(fēng)速V1為12m/s至15m/s時(shí)，Cp = 0. 3降至Cp = 0. 16 [見(jiàn)表4_9]尾流V2 ^ V/2,即尾流中還存有很大部分風(fēng)能。按貝茲理論計(jì)算的風(fēng)能利用系數(shù)極大值Cp = 0. 593，三葉式風(fēng)力機(jī)完全不可能達(dá)到，必須發(fā)明新的葉片風(fēng)輪才能使Cp值趨近0. 593。
三、發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)行的三葉式風(fēng)力機(jī)“三個(gè)大扇形漏風(fēng)洞”漏走大量風(fēng)能的缺陷，加大葉片受風(fēng)面積占葉片掃風(fēng)面積的比例，克服風(fēng)速越高風(fēng)能利用系數(shù)Cp值越低的缺陷；提高風(fēng)能利用率，使風(fēng)能利用數(shù)Cp值趨近于極大值Cp = 0. 593。本實(shí)用新型提供一種“水平軸漸開(kāi)線螺旋面葉片”，該葉片可組成“理想風(fēng)輪”圓盤。本實(shí)用新型解決技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是以結(jié)構(gòu)完相同的葉片(1)、葉片 (2)相對(duì)(180° )安裝在風(fēng)力機(jī)主軸上，組成風(fēng)輪。水平軸漸開(kāi)線螺旋面葉片(1)，主要由風(fēng)切入邊(10)、風(fēng)切出邊(5)、葉片受風(fēng)面(15)、葉片背風(fēng)面(13)、漸開(kāi)線外邊線(7)、 摟風(fēng)片(14)、葉片安裝軸套(3)、加強(qiáng)筋(8)組成，葉片的受風(fēng)面(15)是具有螺旋升角 (as)和半螺距(T/2)的螺旋面[T為螺距]；葉片的漸開(kāi)線外邊線(7)為基圓(4)形成的漸開(kāi)線，自葉尖(9)為起點(diǎn)之(y/ )角角內(nèi)，葉片背風(fēng)面(13)沿漸開(kāi)線外邊線(7)做有連體摟風(fēng)片(14)；風(fēng)切入邊(10)之葉片實(shí)體為流線形；風(fēng)切出邊(5)之葉片實(shí)體為薄尾翼形；葉片受風(fēng)面(15)及葉片背風(fēng)面(13)連接流線形與薄尾翼形；加強(qiáng)筋(8)將上述結(jié)構(gòu)固連為剛性整體；緊固螺栓(11)將葉片安裝軸套(3)與加強(qiáng)筋(8)內(nèi)預(yù)埋之特型螺母09)固連；二葉片(1)之風(fēng)切入邊(10)及風(fēng)切出邊(5)相對(duì)(180° )、其在葉片轉(zhuǎn)動(dòng)平面07)之投影相貼合，安裝在風(fēng)力機(jī)主軸上組成風(fēng)輪。風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)方向(η)為順時(shí)針?lè)较?。摟風(fēng)片(14)之摟風(fēng)斜弧面將風(fēng)摟向流線形，從而加速了背風(fēng)面(1 之風(fēng)速， 使受風(fēng)面(1 與背風(fēng)面(1 之風(fēng)壓差增大而增加葉片升力，增大風(fēng)輪扭矩。風(fēng)切入邊 (10)為葉片之長(zhǎng)直邊，其葉片實(shí)體部分為流線形，葉形線08)與葉片轉(zhuǎn)動(dòng)平面(XT)形成角(Cisi) > (Q52)O aS3)，風(fēng)切出邊(5)為葉片之短直邊，其葉片實(shí)體部分為薄尾翼形；葉片受風(fēng)面(15)是螺旋面，其連接流線形與薄尾翼形，形成光滑曲面，其葉形線08) 與葉片轉(zhuǎn)動(dòng)平面(XT)形成螺旋升角(as)；其法向剖面中心線與葉片轉(zhuǎn)動(dòng)平面07)形成
傾角(OCn) > (0C&)〉(0C82)〉(OCS3) > (0C84) =0° ，(0C&) > (OCSe) >
(α /)；葉片受風(fēng)面(15)自中心角(x° )處開(kāi)始逐漸減少螺旋升角(α s)，至風(fēng)切出邊
(5)保持(as_t° )，薄尾翼形向葉片受風(fēng)面(15)形成光滑的蹺曲弧面；葉片背風(fēng)面(13) 為連接流線形與薄尾翼形之過(guò)渡光滑曲面；漸開(kāi)線外邊線(7)為基圓(4)形成的漸開(kāi)線，其連接風(fēng)切入邊(10)之葉尖(9)與風(fēng)切出邊(5)之葉尖(6)，其實(shí)體部分為三段，自葉尖(9) 為起點(diǎn)之(yi° )角段為流線形，(y2° )角段為過(guò)渡段，其余段為薄尾翼形，過(guò)渡段將流線形與薄尾翼形以曲面光滑相連；以風(fēng)切入邊(10)之葉尖(9)為起點(diǎn)，在(yi° )角內(nèi)之背風(fēng)面(13)沿漸開(kāi)線外邊線(7)做有連體摟風(fēng)片(14)，摟風(fēng)片(14)之橫截面垂直于葉片轉(zhuǎn)動(dòng)平面(XT)；葉片安裝軸套(3)之半外圓柱面與基圓同心，與葉片受風(fēng)面(15)相貫，相貫線(21)，與葉片背風(fēng)面(13)相貫，相貫線( )，風(fēng)切入邊(10)和風(fēng)切出邊(5)與葉片安裝軸套(3)之半外圓柱面中心線共面相交，交角為(α》，并與葉片安裝軸套(3)之半外圓柱面相交于相貫線(21)之上端點(diǎn)(16)和下端點(diǎn)(22)；加強(qiáng)筋(S1)、(S2)、(S3)、(S4)、(S5)、 (S6)、(S7)將葉片受風(fēng)面(15)及葉片背風(fēng)面(13)和漸開(kāi)線外邊線(7)固連為一體，加強(qiáng)筋
(S1) (S7)之中心線(11’)與葉片轉(zhuǎn)動(dòng)平面07)形成傾角(0C&) (0C87)，并以葉片安裝
軸套⑶之半外圓柱面為起點(diǎn)，向漸開(kāi)線外邊線(7)輻射，緊固螺栓(11)將葉片安裝軸套 (3)與預(yù)埋在加強(qiáng)筋(S1) (S7)內(nèi)的特形螺母09)固連接為一體，形成整體受力結(jié)構(gòu)；葉片⑴與葉片⑵以安裝軸套⑶內(nèi)孔定位，以葉片安裝螺栓03)安裝在風(fēng)力機(jī)主軸04) 上，并以壓蓋(20)、壓蓋螺母(19)將葉片(1)及葉片(2)之葉片安裝軸套端面壓緊，以端面螺栓(25)、壓蓋螺栓(17)作二次保險(xiǎn)安裝，風(fēng)罩(18)以螺栓(12)安裝在壓蓋OO)上。對(duì)于小型風(fēng)力機(jī)，主軸伸長(zhǎng)允許的情況下，風(fēng)切入邊(10)可為葉片之短直邊，其葉片實(shí)體部分為流線形；風(fēng)切出邊(5)可為葉片之長(zhǎng)直邊，其葉片實(shí)體部分為薄尾翼形。對(duì)于大型風(fēng)力機(jī)，造價(jià)很貴，提高風(fēng)能利用率Cp值非常有實(shí)用價(jià)值。在葉片(1)及葉片(2)之葉片安裝軸套之內(nèi)孔軸線中心處連結(jié)一轉(zhuǎn)軸(30)該轉(zhuǎn)軸(30)安裝在風(fēng)力機(jī)輪轂(32)之凸臺(tái)(31) 內(nèi)孔中，實(shí)現(xiàn)葉片(1)、葉片⑵之功率調(diào)節(jié)及暴風(fēng)時(shí)順槳?jiǎng)幼?，并以輪轂螺?33)將輪轂 (32)安裝到風(fēng)力機(jī)主軸上。 本實(shí)用新型的有益效果是(一)本實(shí)用新型葉片受風(fēng)面面積占葉片掃風(fēng)面面積的20% 30%，由葉片(1)、葉片(2)組成的風(fēng)輪無(wú)漏風(fēng)洞，風(fēng)輪后尾流風(fēng)速為“零”，只有葉尖離心風(fēng)速，V離心=V/4，說(shuō)明大部分風(fēng)能傳遞給了葉片，根據(jù)實(shí)驗(yàn)初型葉片風(fēng)輪實(shí)測(cè)扭矩M和轉(zhuǎn)速η值，根據(jù)[風(fēng)能與風(fēng)力發(fā)電技術(shù)——?jiǎng)⑷f(wàn)琨等編著第76頁(yè)0-2 公式Cp = 2Μω/ρΑνψ3, ω = π n/30][式中M_ 扭矩，ω-角速度，P -空氣密度，1. 21kg/m3，Α-葉片掃風(fēng)面積，Vw-風(fēng)速]求得Cp = 0.46 0.48 ； (二)與現(xiàn)行的小型風(fēng)力機(jī)風(fēng)能利用系數(shù)[164頁(yè)表6-5]遼寧“天峰綠色能源公司風(fēng)力機(jī)參數(shù)100W機(jī)Cp = 0. 127 ；200W機(jī)Cp = 0. 206，300W機(jī)Cp = 0. 233”相比較，本實(shí)用新型Cp值分別為其3. 6倍、2. 2倍、1. 97倍。 (三)由于本實(shí)用新型風(fēng)輪尾流風(fēng)速為“零”，V2 = 0，V離心=V/4，將會(huì)克服現(xiàn)行風(fēng)力機(jī)風(fēng)速越高，風(fēng)能利用系數(shù)Cp值越低的缺陷[見(jiàn)132頁(yè)表4-9、161頁(yè)6_1]，葉片結(jié)構(gòu)有如下特點(diǎn)①葉片(1)、葉片( 的受風(fēng)面是螺旋面，而螺旋面展開(kāi)的實(shí)質(zhì)就是斜面，因此，風(fēng)在螺旋面上產(chǎn)生推力效率高；②風(fēng)切入邊(10)之葉片實(shí)體為流線形，產(chǎn)生升力，增大扭矩；③沿葉片的漸開(kāi)線外邊線⑵之葉片背風(fēng)面(13)做有連體摟風(fēng)片(14)，風(fēng)輪轉(zhuǎn)向(η)為順時(shí)針?lè)较颍瑩эL(fēng)片(14)將風(fēng)摟向流線形，增大了背風(fēng)面風(fēng)速，從而增大了受風(fēng)面(1 與背風(fēng)面 (13)之風(fēng)壓力差，增大了升力，更增大了風(fēng)輪扭矩；因風(fēng)速越高，輸入風(fēng)輪的能量越多E*m =pAVw3/2[73頁(yè)4-9]可提取的能量Ε* = Cp X P AVw3/2，可獲取的風(fēng)能與風(fēng)速Vw3成正比， 而V2 = 0，只刮跑Vs心=義/4。因此本實(shí)用新型“水平軸漸開(kāi)線螺旋面葉片風(fēng)輪”風(fēng)速越高， 風(fēng)能利用系數(shù)越高，可使Cp值趨近于極大值Cp = 0. 593，風(fēng)力發(fā)電機(jī)可大力提高風(fēng)力發(fā)電量。
四以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1是本實(shí)用新型水平軸漸開(kāi)線螺旋面葉片主視圖，圖中葉片(1)葉片(2)組成風(fēng)輪。圖2是本實(shí)用新型水平軸漸開(kāi)線螺旋面葉片俯視圖。圖3是本實(shí)用新型水平軸漸開(kāi)線螺旋面葉片左側(cè)視圖。圖4是
圖1中A-A剖面圖。圖4’是
圖1中L-L剖面圖。圖5是
圖1中J1-Q剖面圖。圖6是
圖1中J2-Q剖面圖。圖7是
圖1中J3-Q剖面圖。圖8是
圖1中J4-Q剖面圖。圖9是
圖1中J5-Q剖面圖。
圖10是
圖1中J6-Q剖面圖。
圖11是
圖1中J7-Q剖面圖。
圖12是
圖1中N-N剖面圖。
圖13是
圖1中R-R剖面圖。
圖14是
圖1中B-B剖面放大圖。
圖15是
圖1中C-C剖面放大圖。
圖16是
圖1中D-D剖面放大圖。
圖17是
圖14中E-E剖面放大圖。
圖18是
圖15中F-F剖面放大圖。
圖19是
圖1中G-G局部剖面圖。圖20是
圖1中H-H局部剖面圖。圖21是
圖1中K-K局部剖面圖。[0029]圖22是本實(shí)用新型水平軸漸開(kāi)線螺旋面葉片安裝到大型風(fēng)力機(jī)輪轂示意圖主視圖。圖23是本實(shí)用新型水平軸漸開(kāi)線螺旋面葉片安裝到大型風(fēng)力機(jī)輪轂示意圖左側(cè)視圖。圖中1、葉片，2、葉片，3、葉片安裝軸套，4、漸開(kāi)線基圓，5、風(fēng)切出邊，6、風(fēng)切出邊葉尖，7、漸開(kāi)線外邊線，S1 S7、加強(qiáng)筋，9、風(fēng)切入邊葉尖，10、風(fēng)切入邊，11、緊固螺栓，12、 風(fēng)罩螺栓，13、葉片背風(fēng)面，14、摟風(fēng)片，15、葉片受風(fēng)面，16、相貫線上端點(diǎn)，17、壓蓋螺栓， 18、風(fēng)罩，19、壓蓋螺母，20、壓蓋，21、相貫線，22、相貫線下端點(diǎn)，23、葉片安裝孔，24、風(fēng)力機(jī)主軸，25、端面螺栓，26、相貫線，27、葉片轉(zhuǎn)動(dòng)平面，28、葉片葉形線，29、特形螺母，30、轉(zhuǎn)軸， 31、凸臺(tái)，32、風(fēng)力機(jī)輪轂，33、輪轂螺栓。
五具體實(shí)施方式
圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9、
圖10、
圖11、
圖12、
圖13、
圖19、圖20、圖21中，葉片⑵以雙點(diǎn)劃線表示，為與葉片⑴結(jié)構(gòu)完全相同的葉片相對(duì)180°安裝在風(fēng)力機(jī)主軸上，組成風(fēng)輪。(Vw)為風(fēng)向，(η)為風(fēng)輪轉(zhuǎn)向。葉片 (1)之風(fēng)切入邊(10)為葉片之長(zhǎng)直邊，其葉片實(shí)體部分為流線形，葉形線08)與葉片轉(zhuǎn)動(dòng)平面(XT)形成角(asl) > (Cis2) > (Cis3)；風(fēng)切出邊(5)為葉片之短直邊， 其葉片實(shí)體部分為薄尾翼形；葉片受風(fēng)面(15)是螺旋面，其連接流線形與薄尾翼形， 形成光滑曲面，其葉形線08)與葉片轉(zhuǎn)動(dòng)平面07)形成螺旋升角(Cis)；其法向剖
面中心線α ’)與葉片轉(zhuǎn)動(dòng)平面07)形成傾角(αη) > (αβι) > (as2) > (a
S3) > (asO =0° ，(as5) > (as6) > (a z)；葉片受風(fēng)面(巧)自中心角(x° )
處開(kāi)始逐漸減少螺旋升角(a s)，至風(fēng)切出邊(5)保持(as_t° )，薄尾翼形向葉片受風(fēng)面 (15)形成光滑的蹺曲弧面；葉片背風(fēng)面(1 為連接流線形與薄尾翼形之過(guò)渡光滑曲面；漸開(kāi)線外邊線(7)為基圓(4)形成的漸開(kāi)線，其連接風(fēng)切入邊(10)之葉尖(9)與風(fēng)切出邊 (5)之葉尖(6)，其實(shí)體部分為三段，自葉尖(9)為起點(diǎn)之(yi° )角段為流線形，(y2° )角段為過(guò)渡段，其余段為薄尾翼形，過(guò)渡段將流線形與薄尾翼形以曲面光滑相連；以風(fēng)切入邊 (10)之葉尖(9)為起點(diǎn)，在(yi° )角內(nèi)之背風(fēng)面(13)沿漸開(kāi)線外邊線(7)做有連體摟風(fēng)片(14)，摟風(fēng)片(14)之橫截面垂直于葉片轉(zhuǎn)動(dòng)平面(XT)；葉片安裝軸套(3)之半外圓柱面與基圓(4)同心，與葉片受風(fēng)面(15)相貫，相貫線(21)，與葉片背風(fēng)面(13)相貫，相貫線 ( )，風(fēng)切入邊(10)和風(fēng)切出邊(5)與葉片安裝軸套(3)之半外圓柱面中心線共面相交， 交角為(Ci1),并與葉片安裝軸套(3)之半外圓柱面相交于相貫線之上端點(diǎn)(16)和下端點(diǎn)(22)；加強(qiáng)筋(S1)、(S2)、(S3)、(S4)、(S5)、(S6)、(S7)將葉片受風(fēng)面(15)及葉片背風(fēng)面 (13)和漸開(kāi)線外邊線(7)固連為一體，加強(qiáng)筋(S1) (S7)之中心線(11，)與葉片轉(zhuǎn)動(dòng)平
面07)形成傾角(O^1) (α87),并以葉片安裝軸套⑶之半外圓柱面為起點(diǎn)，向漸開(kāi)線
外邊線⑵輻射，以緊固螺栓(11)將葉片安裝軸套(3)與預(yù)埋在加強(qiáng)筋(S1) (S7)內(nèi)的特形螺母09)固連接為一體，形成整體受力結(jié)構(gòu)；葉片安裝軸套(3)做有安裝孔(23)，以其半圓柱內(nèi)孔定位，以螺栓將葉片安裝在風(fēng)力機(jī)主軸04)上。以壓蓋(20)、壓蓋螺母(19) 壓緊，并以螺栓(17)、螺栓05)與安裝軸套(3)兩端螺孔固連作保險(xiǎn)安裝。葉片的受風(fēng)面(15)是具有螺旋升角(Cis)和半螺距(T/2)的光滑螺旋面[T為螺距]；葉片的漸開(kāi)線外邊線⑵為基圓⑷形成的漸開(kāi)線，自葉尖(9)為起點(diǎn)之(yi° )角內(nèi)，葉片背風(fēng)面(13)沿漸開(kāi)線外邊線(7)做有連體摟風(fēng)片(14)；風(fēng)切入邊(10)之葉片實(shí)體為流線形；風(fēng)切出邊(5) 之葉片實(shí)體為薄尾翼形；葉片受風(fēng)面(15)及葉片背風(fēng)面(13)連接流線形與薄尾翼形；加強(qiáng)筋(S1) (S7)將上述結(jié)構(gòu)固連為剛性整體；以緊固螺栓(11)將葉片安裝軸套(3)與加強(qiáng)筋(S1) (S7)內(nèi)預(yù)埋之特形螺母09)固連；二葉片(1)之風(fēng)切入邊(10)及風(fēng)切出邊 (5)相對(duì)180°、其在葉片轉(zhuǎn)動(dòng)平面(XT)之投影相貼合，安裝在風(fēng)力機(jī)主軸上組成風(fēng)輪。對(duì)于小型風(fēng)力機(jī)在主軸伸長(zhǎng)允許的情況下，風(fēng)切入邊(10)可為葉片之短直邊，其葉片實(shí)體部分為流線形；風(fēng)切出邊(5)可為葉片之長(zhǎng)直邊，其葉片實(shí)體部分為薄尾翼形。
圖14、
圖15、
圖16、
圖17、
圖18中，特形螺母09)是方鋼中段為圓柱形，內(nèi)孔為螺紋，玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂將特形螺母預(yù)埋在加強(qiáng)筋(S1) (S7)中，從而使特形螺母09) 不能扭轉(zhuǎn)松動(dòng)，以緊固螺栓(11)將安裝軸套(3)與風(fēng)切入邊(10)之筋及風(fēng)切出邊(5)之筋和加強(qiáng)筋(S1 87)緊固安裝。圖22、圖23中，葉片(1)及葉片(2)之葉片安裝軸套(3)內(nèi)孔軸線中心處連結(jié)一轉(zhuǎn)軸(30)，該轉(zhuǎn)軸(30)安裝在風(fēng)力機(jī)輪轂(32)之凸臺(tái)(31)內(nèi)孔中，實(shí)現(xiàn)葉片(1)、葉片(2)之功率調(diào)節(jié)及暴風(fēng)時(shí)順槳?jiǎng)幼鳎⒁暂嗇灺菟?33)將輪轂(32)安裝到風(fēng)力機(jī)主軸 (24)上。本實(shí)用新型具有下述優(yōu)點(diǎn)①由于葉片(1)、葉片(2)的受風(fēng)面是螺旋面，而螺旋面展開(kāi)之實(shí)質(zhì)就是斜面，因此，風(fēng)在螺旋面上產(chǎn)生推力之效率高；②葉片(1)、葉片( 之直邊在葉片轉(zhuǎn)動(dòng)平面(XT)上投影相貼合，無(wú)漏風(fēng)洞，實(shí)驗(yàn)測(cè)得尾流風(fēng)速v2 = 0，只有離心風(fēng)速 、離心=^/4 ；③風(fēng)切入邊(10)之葉片實(shí)體為流線形，產(chǎn)生升力，增大扭矩；④沿葉片的漸開(kāi)線外邊線(7)之葉片背風(fēng)面(13)做有連體摟風(fēng)片(14)。風(fēng)輪轉(zhuǎn)向(η)為順時(shí)針?lè)较?，摟風(fēng)片(14)將風(fēng)摟向流線形，增大了背風(fēng)面風(fēng)速，從而增大了受風(fēng)面(1 與背風(fēng)面(1 之壓力差，增大了升力，更增大了風(fēng)輪扭矩；⑤風(fēng)輪受風(fēng)面面積占掃風(fēng)面面積之比值達(dá)到30% ； 由于上述優(yōu)點(diǎn)，大力提高風(fēng)能利用系數(shù)Cp值，使其趨近極大值Cp = 0. 593。，從而提高風(fēng)力發(fā)電功率。
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權(quán)利要求1.一種水平軸漸開(kāi)線螺旋面葉片，主要由風(fēng)切入邊(10)、風(fēng)切出邊(5)、葉片受風(fēng)面 (15)、葉片背風(fēng)面(13)、漸開(kāi)線外邊線(7)、摟風(fēng)片(14)、葉片安裝軸套(3)、加強(qiáng)筋(8)組成，其特征是葉片的受風(fēng)面(1 是具有螺旋升角(as)和半螺距(T/2)的光滑螺旋面[T 為螺距]；葉片的漸開(kāi)線外邊線(7)為基圓⑷形成的漸開(kāi)線，自葉尖(9)為起點(diǎn)之(yi° ) 角內(nèi)，葉片背風(fēng)面(13)沿漸開(kāi)線外邊線(7)做有連體摟風(fēng)片(14)；風(fēng)切入邊(10)之葉片實(shí)體為流線形；風(fēng)切出邊(5)之葉片實(shí)體為薄尾翼形；葉片受風(fēng)面(15)及葉片背風(fēng)面(13) 連接流線形與薄尾翼形；加強(qiáng)筋(8)將上述結(jié)構(gòu)固連為剛性整體；緊固螺栓(11)將葉片安裝軸套( 與加強(qiáng)筋(8)內(nèi)預(yù)埋之特型螺母09)固連，二葉片(1)之風(fēng)切入邊(10)及風(fēng)切出邊( 相對(duì)180°、其在葉片轉(zhuǎn)動(dòng)平面之投影相貼合，安裝在風(fēng)力機(jī)主軸上組成風(fēng)輪。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平軸漸開(kāi)線螺旋面葉片，其特征是風(fēng)切入邊(10)為葉片之長(zhǎng)直邊，其葉片實(shí)體部分為流線形，葉形線08)與葉片轉(zhuǎn)動(dòng)平面07)形成角(aj > (as2)(> as3)；風(fēng)切出邊(5)為葉片之短直邊，其葉片實(shí)體部分為薄尾翼形；葉片受風(fēng)面 (15)是螺旋面，其連接流線形與薄尾翼形，形成光滑曲面，其葉形線08)與葉片轉(zhuǎn)動(dòng)平面 (27)形成螺旋升角(a s)，其法向剖面中心線(11’ )與葉片轉(zhuǎn)動(dòng)平面(XT)形成傾角(ocn) > (asi) > (Ocs2) > (a&) > (Ocs4) =0° ，(as5) > (Ocs6) > (α /)；葉片受風(fēng)面(15)自中心角 (x° )處開(kāi)始逐漸減少螺旋升角(a s)，至風(fēng)切出邊(5) 保持(as-t° )，薄尾翼形向葉片受風(fēng)面(15).形成光滑的蹺曲弧面；葉片背風(fēng)面(13)為連接流線形與薄尾翼形之過(guò)渡光滑曲面；漸開(kāi)線外邊線(7)為基圓(4)形成的漸開(kāi)線，其連接風(fēng)切入邊(10)之葉尖(9)與風(fēng)切出邊(5)之葉尖(6)，其實(shí)體部分為三段，自葉尖(9) 為起點(diǎn)之(y/ )角段為流線形，(y2° )角段為過(guò)渡段，其余段為薄尾翼形，過(guò)渡段將流線形與薄尾翼形以曲面光滑相連；以風(fēng)切入邊(10)之葉尖(9)為起點(diǎn)，在(yi° )角內(nèi)之背風(fēng)面(13)沿漸開(kāi)線外邊線(7)做有連體摟風(fēng)片(14)，摟風(fēng)片(14)之橫截面垂直于葉片轉(zhuǎn)動(dòng)平面(XT)；葉片安裝軸套(3)之半外圓柱面與基圓同心，與葉片受風(fēng)面(15)相貫，相貫線(21)，與葉片背風(fēng)面(13)相貫，相貫線(26)；風(fēng)切入邊(10)和風(fēng)切出邊(5)與葉片安裝軸套(3)之半外圓柱面中心線共面相交，交角為(％)，并與葉片安裝軸套(3)之半外圓柱面相交于相貫線(21)之上端點(diǎn)(16)和下端點(diǎn)02)；加強(qiáng)筋(S1)、(S2)、(S3)、(S4)、(S5)、 (S6)、(S7)將葉片受風(fēng)面(15)及葉片背風(fēng)面(13)和漸開(kāi)線外邊線(7)固連為一體，加強(qiáng)筋(S1) (S7)之中心線(11’)與葉片轉(zhuǎn)動(dòng)平面(XT)形成傾角(0C&) (OCSz),并以葉片安裝軸套⑶之半外圓柱面為起點(diǎn)，向漸開(kāi)線外邊線(7)輻射；緊固螺栓(11)將葉片安裝軸套C3)與預(yù)埋在加強(qiáng)筋(S1) (S7)內(nèi)的特形螺母09)固連接為一體，形成整體受力結(jié)構(gòu)；葉片安裝軸套(3)做有安裝孔03)，以其半圓柱內(nèi)孔定位，以螺栓將葉片安裝在風(fēng)力機(jī)主軸(24)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的水平軸漸開(kāi)線螺旋面葉片，其特征是風(fēng)切入邊(10)可為葉片之短直邊，其葉片實(shí)體部分為流線形；風(fēng)切出邊(5)可為葉片之長(zhǎng)直邊，其葉片實(shí)體部分為薄尾翼形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的水平軸漸開(kāi)線螺旋面葉片，其特征是在葉片(1)及葉片 (2)之葉片安裝軸套(3)之內(nèi)孔軸線中心處連結(jié)一轉(zhuǎn)軸(30)，該轉(zhuǎn)軸(30)安裝在風(fēng)力機(jī)輪轂(32)之凸臺(tái)(31)內(nèi)孔中，實(shí)現(xiàn)葉片(1)、葉片(2)之功率調(diào)節(jié)及暴風(fēng)時(shí)順槳?jiǎng)幼?，并以輪轂螺?3 將輪轂(3 安裝到風(fēng)力機(jī)主軸上。
專利摘要本實(shí)用新型為水平軸漸開(kāi)線螺旋面葉片，可提高風(fēng)電領(lǐng)域風(fēng)能利用率，主要由風(fēng)切入邊、風(fēng)切出邊、葉片受風(fēng)面、葉片背風(fēng)面、漸開(kāi)線外邊線、摟風(fēng)片、葉片安裝軸套、加強(qiáng)筋組成，風(fēng)切入邊葉片實(shí)體為流線形，風(fēng)切出邊葉片實(shí)體為薄尾翼形，葉片受風(fēng)面為螺旋面，背風(fēng)面為光滑曲面，漸開(kāi)線外邊線在背風(fēng)面上做有連體摟風(fēng)片，加強(qiáng)筋將上述結(jié)構(gòu)連為整體，葉片安裝軸套以螺栓將加強(qiáng)筋內(nèi)預(yù)埋之特形螺母固連為一體組裝成葉片，其特點(diǎn)是螺旋受風(fēng)面面積大；尾流風(fēng)速為“零”，只有離心風(fēng)速為V離心＝V1/4；摟風(fēng)片摟風(fēng)加速流線形受風(fēng)面與背風(fēng)面之壓力差增大葉片升力，增大風(fēng)輪扭矩。本實(shí)用新型葉片可使Cp值趨近0.593，較大提高風(fēng)能利用率，增大風(fēng)力機(jī)發(fā)電量，提高經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)F03D1/06GK202194772SQ201120294088
公開(kāi)日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月25日
發(fā)明者易榮任 申請(qǐng)人:易光, 易榮任