[其他]帶隔層的多葉片葉輪

無效

• 申請號: 87202076
• 申請日: 1987-02-13
• 公開（公告）號: CN87202076U
• 公開（公告）日: 1988-05-04
• 發明（設計）人: 陳世林
• 申請（專利權）人: 陳世林
• 主分類號: F03D1/02
• 分類號: F03D1/02
• 代理公司: 云南省專利事務所
• 代理人: 金耀生

本實用新型涉及一種風力機械，具體地說是葉輪。

在此之前的風力機葉輪的結構如圖1、2所示，它們分別用于風力發電機和抽水風車，其特點是葉輪由三葉片和多葉片構成。這種結構的葉輪其風能利用率較低。且這兩種葉輪存在著這樣兩個問題：第一，對于少葉片葉輪來說，由于葉片少，而隨著葉輪直徑的增大，葉片間的距離也越大，在葉輪旋轉時，只有作用在葉片上的風能得到利用，而有相當一部份風能被遺漏。第二，對于多葉片葉輪來說，進入兩葉片間的氣體，由于葉片的作用，改變了原來的流向，這時體積會收縮，和外界的氣體有壓力差，產生一個指向葉輪圓心的徑向力，這個力改變了出流角，降低了風能的利用率和風輪的轉速，此外，葉尖部分的氣流由于葉尖線速度較快，它除了繞葉片運動外，還隨葉輪一起轉動，作圓周運動，這樣就產生一個徑向的離心力，這個力也改變了出流角，降低了風能的轉換率。

本實用新型的目的在于提供一種能克服上述缺點的帶隔層的多葉片葉輪，它既能用于發電也能用于風車，多葉片能解決風能遺漏問題，加隔層能有效地解決徑向力干擾問題。

本實用新型的解決方案是：葉輪由軸套、隔層和若干葉片組成。隔層可是多層，至少兩層。在隔層之間裝有若干葉片。多葉片使葉片間的距離較小，較好地克服了風能遺漏的缺陷。而多葉片葉輪運轉時存在徑向力干擾問題，隔層能有效地控制葉輪在運轉時產生的徑向阻力，并使葉片間的距離隨直徑的不同變化較小。葉輪隔層各層間距離相等，且各葉片間距離相等，葉片的進流角為8°12，出流角為27°16。

本實用新型由于采用多葉片以及隔層，提高了葉輪的風能利用率，葉輪的效率接近了理論效率，其效率可達60％左右。能用于家用的小型風力發電機以及草原上的風力發電和抽水風車。

附圖1是原有技術中的風力發電機葉輪。

附圖2是原有技術中的風車葉輪。

附圖3是本實用新型的風力發電機葉輪。

附圖4是本實用新型的風力發電機葉輪的側視圖。

附圖5是本實用新型的風車葉輪。

附圖6是圖5所示葉輪的兩隔層間任一葉片的立體圖。

附圖7是圖5所示葉輪的葉片與隔層交線的坐標圖。

附圖8是圖5所示葉輪的葉片形狀圖。

下面結合附圖說明實施例。

實施例1

如圖3所示，為具有四層隔層的多葉片的風力發電機葉輪，它由軸套（1）、隔層（2）和葉片（3）組成。隔層間的距離相等，其值根據葉輪直徑的大小而定，在各隔層間分別裝有若干葉片，葉片的分布為：以在360°的圓周上均布的三組葉片為基礎，在這三組葉片的每兩組葉片間（120°范圍內）的第二層內裝有一葉片，此葉片平分兩組葉片的夾角120°，在同樣的每兩組葉片間的第三層內裝有兩個葉片，該兩葉片在120°內均布。即隔層增加一層，在上述的每兩組葉片間（120°內）的該隔層上增加一葉片，以此類推。葉片為徑向安裝，且葉片采用翼形葉片。葉輪的材料應使用輕型材料。此種結構的葉輪適用于風力發電機。

實施例2

如圖5所示，為三隔層多葉片葉輪，由軸套（4）、隔層（5）和葉片（6）組成。各隔層間距離相等其值根據葉輪直徑大小而定，且隔層具有一定寬度，在各隔層間裝有若干葉片，各層葉片在圓周上均勻分布，各層葉片的葉片數與隔層的層數成一定比例關系，即：

m＝4n＋4

其中m表示葉片數，n表示層數。用此方法確定葉片數，使得各層葉片間的距離相等。葉片的進流角為8°12，出流角為27°16。葉輪葉片的位置這樣確定：如圖6所示，

GH＝2nasin 1/2 αn

FB＝2（n＋1）asin 1/2 αn

其中n表示隔層數，a為隔層之間的距離，αn表示第n層的兩葉片間的隔層圓弧所對的圓心角，其值為：

αn＝360°／4（n＋1）

QC＝ 3/4GH，DQ＝GH，AM＝ 3/4FB，MB＞DQ，弧長＝ 5/24 πAMDC＝ 5/24 πQC。為葉片與隔層的交線，如圖7所示，為弧交線的求法。A₁，A₂…，A_m，B₁，B₂，…，B_m，各點的坐標由圓O的方程

x²＋y²＝〔（n＋1）a〕²

和直線BC的方程

y＝（n＋1）acos 1/2 αn