专利名称：扭叶型高效简易风力机的制作方法
技术领域：
本发明系一种活动叶片的垂直轴风力机。
背景技术：
垂直轴风力机在现有风力机中只占很小的比例。它效率低，叶片在逆风时大多不产生扭矩，有的位置还产生负扭矩。为解决这个问题，出现了旋转叶片的机型。使叶片在各个位置都能有一个比较合适的形态，尽可能产生扭矩或尽量减小负扭矩。但这种叶片的转动是通过复杂的传动机构与主轴联动来实现的。机械损耗大，故实际效率并没有多少提高。且结构复杂，造价昂贵。
发明内容
本发明的目的是要提供一种简易的可自行扭动叶片的机型，它同样能改变叶片形态，且损耗极小，从而提高效率降低成本。
本发明的目的是这样实现的用两根上下绷紧的弦取代叶片上的轴，弦靠中间的一段固定在叶片上。工作时，叶片随气流自行扭动，故总能有一个适当的形态，而自身几乎没有损耗。
由于叶片的上述特性，使风力的效率提高，Cp值达到0.4(实验值，仅供参考)；除省去叶片的传动机构，还省去了调向、调速、限速机构，变得极其简单；造价也就低得多。
四、实施例及
下面结合附图和具体实施方式
，对本发明作进一步的详细说明。
实施例图1为采用本发明的扭叶型双叶风力机转子(45度视角，静止状态)。
垂直的中轴(1)穿过相互平行的水平横板(2)和(7)的中心，并固定在其中。在横板(2)和(7)之间，弦(4)、(5)分别绷在其末端的两侧。弦(5)中间的一段固定在矩形叶片(6)前缘中间的一段上。在它后面，弦(4)中间的一段也固定在叶片上。
从图1中弦与叶片的结合方式不难看出，叶片在风力驱动下可以向一边扭动，而当风力减弱至消失后，弦的张力将拽着叶片往回扭，直至扭回原位。
下面来看叶片在工作中是如何扭动的。
图2(俯视)分别列出了转子转动一周的行程中，叶片运行到8个位置时的形态。
如箭头所指，风从右边吹来，转子按逆时针方向旋转。
在位置1，叶片与风向平行，本身没有迎角，不会扭动，与静止时的形态类似。到了位置2开始有迎角，叶片被风力推着向内扭动，直到与弦的张力相平衡。越往上，迎角越大，扭得越开。到了位置5，叶面与风向垂直，风在叶片上的推力与弦的张力都达到最大值。这以后，随着迎角的减小风的推力也减小，叶片被弦的张力拽着往回扭。到了位置6，风力已经不足以平衡张力，叶片于瞬间翻转到上方且正对风向。风力与张力再一次平衡。这样保持到位置7。到位置8以后，迎角减小，叶片往回扭，逐渐恢复到位置1时的形态。
这里同样列出了旋转叶片型的叶片在8个位置的形态(见图3)。两幅图基本一致，叶片形态的改变大体相同。对比旋转叶片型，本发明虽然进行的是同一种程序，但实际效果更好。
本发明是通过风与弦之间力的不断平衡来实现叶片扭动的，各个位置叶片的形态应当时各种力的趋势自然形成。这样，一是省去了额外的驱动力，二是对流线的破坏小损耗小，且没有传动损耗。
在这里叶片扭动的幅度直接关系到效率的高低，而这个幅度可以通过调弦旋钮[图1——(3)]改变弦张力来加以控制。风洞实验可获得额定风速时的最佳弦张力参数使效率达到最大值。
当超过额定风速时，叶片扭动的幅度加大，同时也就限制了转子的转速。也就是说，转子对风速变化反应迟钝，不需要调速、限速。
权利要求
1.一种扭叶型简易风力机，主体为一个垂直轴转子，垂直的中轴(1)穿过相互平行的水平横板(2)和(7)的中心，并固定在其中，其特征在于在横板(2)和(7)之间，弦(4)、(5)分别绷在横板(2)、(7)末端的两侧，弦(5)中间的一段固定在矩形叶片(6)前缘中间的一段上，弦(4)中间的一段在弦(5)后面，也固定在叶片(6)朝外的一面上。
2.根据权利要求1所述的结构，其特征在于固定在叶片上的那段弦(4)、弦(5)、它们相互间的距离相当于叶片宽度的 到 之间。
3.根据权利要求1所述的结构，其特征在于弦(4)、(5)之间的夹角在零度到45度之间。
4.根据权利要求1所述的结构，其特征在于弦(4)、(5)应采用柔韧的弹性材料，如尼龙绳，叶片(6)应采用轻质板材，如桐木板、吹塑板。
全文摘要
一种扭叶型简易风力机，属垂直轴类。如图(转子)垂直的中轴(1)穿过相互平行的水平横板(2)和(7)的中心，并固定在其中。在横板(2)和(7)之间，弦(4)、(5)分别绷在其末端的两侧。弦(5)中间的一段固定在矩形叶片(6)前缘中间的一段上。在它后面，弦(4)中间的一段也固定在叶片(6)上。该机的叶片在转子运转的行程中可随气流自行扭动，不断变换出合适的形态以获取风能。这相当于旋转叶片型的程序。但比之损耗小、效率高(Cp0.4)，省去了叶片传动系统，调向、调速、限速系统。结构极其简单，造价也低得多。
文档编号F03D3/06GK1687584SQ20051007456
公开日2005年10月26日 申请日期2005年5月28日 优先权日2005年5月28日
发明者饶弘剑 申请人:饶弘剑