[实用新型]百叶窗式两级风翼风力机能量转换装置

说明书

技术领域

本实用新型属于能源应用设备领域，特别涉及到一种利用风能的百叶窗式两级风翼风力机能量转换装置。

背景技术

能源是推动人类社会进步和人类赖以生存的物质基础，近100年来，全球能源消耗平均每年以高于3％的速度递增。大量的能源消耗特别是矿物能源的消耗已带来十分严重的环境问题。如气候变暖、生态破坏，大气污染等等。而且传统的化石能源储量有限，过度的开采利用将加速其耗竭。这一切会严重制约人类社会、经济活动的延续和发展，因此，全球在号召节约能源的同时，还都在积极开发和利用可再生能源。

我国尽管幅员辽阔，但因人口众多，人均煤炭、原油占有储量与世界主要大国相比差距很大，所以，尽快开发利用可再生能源势在必行。

我国风力资源比较丰富，陆地风能理论可开发总量近2.53亿kw，海上风能理论可开发总量7.5亿kw，共计约10亿kw。随着我国可持续发展和新型能源战略的推进，未来，风力资源在我国能源供应，特别是电力供应中的战略地位将日益突出。但目前，我们风力发电进程与发达国家相比，一直处于缓慢状态，风力机的技术水平相对落后，高效适用的机型单一。

风力机按轴型分类可分为水平轴型和竖轴型两种。水平轴型风力机最具代表性的是螺旋桨式，是目前水平轴型风力机中应用最广、效率最高的机型。竖轴型风力机由于转换效率普遍较低，所以未能进入实用。

螺旋桨风力机存在以下几方面不足：

1.需要靠尾舵来保持其浆叶处于迎风状态，或是用现代控制技术来实现。

2.需要用塔架或是钢管杆将其支撑在一定高度，特别是大型风力机，需要很高的塔架支撑。

3.对桨叶的材料及制造工艺要求很高。这些不足之处的存在，就提出了改进、创新的必然趋势。

发明内容

本实用新型需要解决的技术问题，是针对已有技术中常用的螺旋浆风力机存在有浆叶的方向需经调节才能迎风，风力机需要支撑在高处以及浆叶材料、工艺都有较高要求等诸多不足之处，为了克服这些不足，就需要重新设计一种有效的风力机结构，本实用新型的目的，是提供一种百叶窗式两级风翼风力机能量转换装置，以实现风能---机械能的有效转换。

本实用新型的目的是采用以下技术方案来实现的：一种百叶窗式两级风翼风力机能量转换装置，包括中心主轴及固定在中心主轴上的风翼，其特征在于，所述风翼分有两级，其一是形状为光滑流线机翼形翼片、并以单个独立单元存在的风翼，为二级风翼又叫辅风翼，它由小轴安装在框架上并可绕小轴旋转；由若干个并列安装的二级风翼经框架连接并直接安装在风力机中心主轴上的组件，为一级风翼也称主风翼；一台风力机包含有三至四组主风翼。所述一极风翼所包含的框架，其截面形状也为光滑流线机翼形。

对于大型风力机，所述二级风翼数量采用多列布置，水平布置时为多排，每列二级风翼用同步机构相连。

所述二级风翼为机翼型翼片，是指其横截面为机翼型，通过小轴与一级风翼的框架相连，该小轴安装在其重心轴线上，可有180度的旋转自由度。由于二级风翼为机翼型，所以机翼的重心轴线必然处在风翼的偏几何中线位置上。

所述主风翼可制成四组翼或三组翼结构。

百叶窗式风力机可做成竖轴型，也可做成水平轴型。

百叶窗式竖轴风力机(如附图2所示)与已有的竖轴型风力机相同，可按设计方向旋转，不需要尾舵控制；可以贴近地面安装，高度可高可低；对风翼的材料要求相对较低；扭矩大，转速低；启动风速小，适用地域广。

百叶窗式水平轴风力机：只要将附图2所示的风力机向左侧倾倒，水平放置，在轴两侧用轴承支撑，就构成了水平轴型风力机。

水平轴型与竖轴型相比，其优点是轴可以有两个及以上轴承支撑，对轴的材料及结构较好选择和处理。缺点是要想让其始终处于最佳迎风状态，必须设专门的机构控制。若是安装在经常风向比较稳定的区域，其优越性是明显的，可做成较大功率的机型，而且可以以水平轴的高度为限，在其迎风侧做一个坡形挡风墙，既可阻挡风对下风翼的风压，又可使上风翼的风压得到加强。

本项目是一项全新的风能---机械能转换的技术方法。其构思是力求实现轴两侧风翼的挡风系数差为1(理想值)，即一侧风扇的百叶窗(二级风翼)封闭挡风，另一侧风扇的百叶窗(二级风翼)全部打开通风，在轴的两侧形成很大的扭矩差。

这种百叶窗式两级风翼风力机在安装使用中有两种安装方式：