[发明专利]鳞次组合叶片

说明书

技术领域  鳞次组合叶片是风能开发领域中有效开发风能的风机叶片，主要用在水平轴风车的叶片更新上。

背景技术  鳞次组合叶片是为更新取代现有的水平轴独立单叶片而发明设计的高效率组合叶片，相对于原有的单叶片是一种复合型叶片。在风能开发的技术领域中，从传统到当今行业流行的水平轴一轴单级单叶片风车，所采收的风能都是其所占据的空间中一维界面的风能，而丢失了所占空间中大量的风能没有采收，这种水平轴一轴单级单叶片风车的采风方式是原始低端的采风方式，即“界面”采风方式。王文清改进发明的专利号为ZL2008201110102的水平轴一轴多级风车，改变了传统的“界面”采风的技术局限，开拓了轴向“空间采风”的技术结构。虽然水平轴一轴多级风车，从多级结构上解决了“空间采风”的基本技术问题，但是没有从叶片的技术结构上解决“空间采风”的技术问题，“空间-界面”采风的理论和技术仍然没有在风车整体技术结构上完全体现，还需要改进采风的叶片，把“界面”采风的单叶片改进为“空间-界面”采风的鳞次组合叶片。鳞次组合叶片就是为解决这些技术问题而发明设计的，它既可用在水平轴一轴单级风车上，更能用在水平轴一轴多级风车上，安装在水平轴一轴多级风车上，能形成优美的螺旋状“空间-界面”的采风技术结构。

发明内容  在风能开发的领域里，从传统以来到现在，在理论和技术上始终局限在“界面”采风的理论概念和技术的层面上。在理论上，风能利用效率公式P＝1/2ρ*π*r²*v³，只是解释了一个迎风界面的风能转化和利用效率，不能说明某一特定相对空间可提供和利用的风能。在技术上，以水平轴风车来说，传统的和现有的风车技术都是一轴单级风车，叶片都是单独的单叶片平面安装，所采收的风能都是一维迎风界面的风能，缺乏轴向伸展的空间采风技术。很显然，这样的采风理论和技术是有很大局限和缺失的，缺失了空间采风的理论概念和技术措施。任何形式的能量都是存在和运动于一定的空间内。运动是能量的一种属性，没有空间就不存在运动，也不存在能量。风能当然也是存在并运动于一定的空间内，开发风能就是开发一定空间内的风能。要高效开发一定空间内的风能，必须满足两个条件：一是设定一定的风能开发空间，二是在所设定的空间内设置采收风能的界面装置，如叶片、迎风板之类，就是说要满足“空间·界面”两个条件，这就是“空间·界面”采风。本发明所提供的鳞次组合叶片，就是在“空间·界面”采风的理论指导下设计而成的。在风能开发技术的历史上，仍以水平轴风车来说，一轴单级风车单叶片安装技术，是原始基本的界面采风技术；一轴多级风车的出现，突破了界面采风的技术局限，开拓了“空间·界面”采风的新技术；鳞次组合叶片的技术创新，把单叶片的单纯界面采风提高到“空间·界面”采风的技术成面上。鳞次组合叶片，如果安装在现有的一轴单级风车上，可以弥补单级风车缺乏空间采风的不足，如果安装在一轴多级风车上，可使水平轴一轴多级风车的“空间·界面”采风技术更加完善。

鳞次组合叶片的技术方案是这样的：鳞次组合叶片的一组叶片组合至少要2个以上的单叶片组合安装而成。在一组组合叶片里，根据单叶片长度和宽度的大小，把2个以上的单叶片按具体设计所需要的间距离垂直排列固定在底板(1)上。叶片组合中各个单叶片的排列方式是按鳞次状从前面第一单叶片(3·1)开始，依次向后第2单叶片(3·2)、第3单叶片(3·3)等的次序排列下去，直到把需要组合的单叶片数量排完。在一组叶片组合里，每两个单叶片底边在底板(1)上所构成的四边形的四个角，都是大于或小于90°的角，不能等于90°。如果等于90°，就不能形成菱形鳞次状，会降低空间采风效率。组合叶片的上边用上盖板(2)将多个组合的叶片加固连接起来。在有些情况下，例如进行大功率风能开发，装配大功率机型，单叶片必须设计很长，组合叶片必然很高，为了坚固的目的，可在组合叶片之间的中部和下部增设不影响采风效率的平板加固称子。鳞次组合叶片的底板(1)下面是叶柄(4)，叶柄(4)用与轮毂相配套的连接方式与风机的轮毂相连接。叶柄(4)可设在组合叶片底板(1)的中间，用现有的变桨矩角技术对组合叶片的采风角度进行调控。也可把叶柄(4)设在组合叶片底板(1)靠前的位置，安装较为简易实用的机械装置实现对鳞次组合叶片采风角度的自动调控。另外，为了减小鳞次组合叶片在运转中的阻力，底板(1)和上盖板(2)可制成圆弧形，并且圆弧形要同底板(1)和上盖板(2)各自的圆周运转所划过的圆周弧形相一致。