[发明专利]风力机

说明书

技术领域

本发明涉及一种风力机设备，更具体地说，本发明涉及一种风力发电设备中用于风能采集的风力机。

背景技术

在石油危机的时代背景，各种新能源技术被广泛开发和利用。当前利用的新能源主要有太阳能、核能、空气能、地热、潮汐等。

其中，风能作为一种清洁环保的新型能源，越来越受到世界各国的重视。我国的风力发电行业发展较晚，但发展速度十分迅速，从1986年建立第一个风电场起，2000年底的全国风电装机容量已经增加到344MW。在研究当中的新能源发展规划，根据资源情况、区域发展情况和基础设施情况，计划到2020年，我国风电装机容量超过1.5亿kW。而且根据目前的发展态势上一定会超过1.5亿kW。由于风力发电设备与传统的火电、风电发电设备相比，发展较为缓慢，因而风电的发展需要国家政策的大力扶持。近年来随着环保减排压力的增大和石油能源供应的紧张，国家政府对风电发展的支持力度也越来越大，政策支持的对象也由过去的注重发电转向了注重扶持国内风电设备的制造。

目前普遍采用的风力机为在回转轴上设置放射状的叶片所形成。这些叶片上所需承受的应力主要由两部分构成：其一是因为风压的作用，叶片被推向风的下游方向而被弯曲折断的作用力；其二，要承受因风力的推动而产生的旋转作用力，该作用力是推动发电机输出电能所需要的动力。这两种作用力都属于曲折应力，为承受曲折应力，风力机需要足够的构件材料强度，正因如此，现有技术所设计的风车必然不得不造成很粗壮的叶片，因而这些叶片都不得不成为超笨重的部件。为支承这些笨重的构件，风车周围的部件，比如转轴与轴承，支承转轴的底座都需要具有极高的强度，因而不得不作得既大而重的形状。 

风车的重量不仅仅是个制造成本的问题，更重要的是笨重的风车在旋转时会产生强大的旋转惯性，而这种旋转惯性像陀螺旋转时所发生的现象一样，会阻碍风车改变转轴的指向，因而风车难以随时调整指向以适应风向的变化。众所周知，风向是随时变化着的，如果不能正面迎向风的流向，风车就不能获得最大的风能，从而得不到最佳的风能利用效果。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种风力机，所述的风力机采用了框架和膜的复合结构，大幅度降低了叶片的重量，并且提高了叶片的有效载荷。此外，通过斜拉式塔建方法能够确保风力机整体结构的稳定性，另外采用转向相反的同心风叶设计，能够实现叶片的互扭，从而实现自动对准风向的目的。

 为了解决上述技术问题，并实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

    一种风力机，包括索柱、回转轴和风叶，所述的索柱包括竖直设置的支柱，设置在支柱之间的桁架和交叉设置的斜拉索，所述的风叶设置在转轴上，其特征在于所述的风叶包括圆环形框架和设置在圆环形框架之间的聚氨酯薄膜叶片。

作为优选地，所述的聚氨酯薄膜叶片为3N个,其中N为大于等于1的整数。

作为优选地，所述的风叶为2个，分别标记为第一风叶和第二风叶，并且所述第一风叶和所述第二风叶为同心结构。

作为优选地，所述的第一风叶和第二风叶的转动方向相反。

作为优选地，所述的第一风叶与第二风叶的单个叶片的迎风面积与单个叶片受力中心到回转轴的扭矩的乘积的比值为0.85-1.18。

作为优选地，所述的第一风叶与第二风叶的单个叶片的迎风面积与单个叶片受力中心到回转轴的扭矩的乘积的比值为1。

作为优选地，所述的第一风叶的直径大于第二风叶的直径，并且第一风叶的聚氨酯薄膜叶片的个数为3N个，第二风叶的聚氨酯薄膜叶片个数为2N个，其中N为大于等于1的整数。

作为优选地，所述的第一风叶的聚氨酯薄膜叶片的个数为6个，第二风叶的聚氨酯薄膜叶片个数为4个。

作为优选地，所述的聚氨酯薄膜叶片为聚氨酯薄膜叶片。

作为优选地，所述的风力机还包括用于固定索柱的斜拉固定杆。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

①    本发明的风力机采用了骨架和膜的复合结构，大幅度降低了叶片的重量，并且提高了叶片的有效载荷。

②    本发明的风力机通过斜拉式塔建方法能够确保风力机整体结构的稳定性，采用转向相反的同心风叶设计，能够实现叶片的互扭，从而实现自动对准风向的目的。

③    本发明的风力机采用膜结构叶片，减少了原料成本和安装成本，缩短安装建设时间，从而有利于降低单位风能的投资成本，降低风电价格。

附图说明