专利名称：鳞次组合叶片的制作方法
技术领域：
本实用新型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：
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空间的一维界面的风能，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” 采风方式或叫平面采风方式。本人在先已改进，并取得专利，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采风的鳞次组合叶片。传统的水平轴风机所使用的叶片，都是独立的单叶片，只具有平面采风的功能，不能有效开发空间风能，因此，在风能开发效率上和提高风机采风功率上都存在着严重缺陷。 原有单叶片，一是由于技术应用上单叶片不能设计很宽，提高功率只能靠加长叶片。长叶片生产制造和运输安装都很困难，还要增加塔架高度，投资成本增大，产生的效益不大。二是单叶片独立安装，不能相互连接依靠，叶片又长，使叶片机械强度变差，容易被风折断。三是由于单叶片独立安装，各叶片不能互相连接，提高叶片抗风的机械强度，只能从叶片根部加固，结果导致技术矛盾，使叶片根部的采风性能变差。四是单叶片只能从横向上加长叶片， 扩大采风面积，不能从纵向上扩展采风空间，因此，在单叶片的技术基础上，实现真正意义上的单机大功率开发是很困难的，甚至是不可能的。五是单叶片是低产能的平面采风技术， 不能实现空间采风的理论和技术标准，既浪费大量的空间风能资源，又不能有效提高风机的采风功率，是它在生产应用上的本质技术缺陷。
发明内容发明鳞次组合叶片的目的就是把原来风机单叶片平面采风的技术提升到空间采风的技术层面上来，克服风机单叶片存在的技术缺陷，提高风机的采风功率和对于空间风能的开发利用效率。本实用新型鳞次组合叶片是为更新现有的水平轴单叶片而发明设计的高效率采风的组合叶片，相对于原有的单叶片是一种复合型叶片。为了实现上述技术创新的目的，鳞次组合叶片的技术方案是鳞次组合叶片主要由一层级或二层级以上的叶片组合构成。每一层级的叶片组合至少为两个或两个以上的单叶片组合安装而成。在每一层级的叶片组合中，各单叶片相互隔开，垂直排列固定在底板上。在每一层级的叶片组合中，每两个单叶片底边在底板上构成四边形的四个角，所述的四个角均为大于或小于90°角。组合叶片的上边由上盖板将组合的单叶片加固连接起来。在组合叶片的底板上安装有叶柄。鳞次组合叶片和单叶片相比，技术特征和实用效果主要不同的是鳞次组合叶片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采风的技术结构。鳞次组合叶片，一是鳞次组合叶片从多个单叶片组合上解决了现有单叶片在技术应用上叶片宽度受限制的问题，从而在不增大单叶片长度和宽度的条件下，从水平轴的前后方向上扩大了组合叶片的采风空间。二是鳞次组合叶片突破了原有的单叶片宽度受限制的技术问题，解决了轴向空间的扩展问题，可以从加长叶片即增加组合叶片高度和增加组合叶片的单叶片数量两个方面扩大风机采风的空间和面积，也就是可以从纵向和横向两个方面实现扩大风机采风的空间和界面，为真正意义上的单机大功率开发提供了理论和技术支撑。三是组合叶片可实行多叶片相互连接，为叶片加固提供了方便，可采用简单易行的加固方案，既可有效防止叶片被风折断，又可节约制造成本。四是在同样叶片长度、同样空间面积、同样塔架高度的条件下，鳞次组合叶片可以比现有的单叶片产生多倍的风能开发功率；反过来，在获得相同采风功率的条件下，鳞次组合叶片可以减小叶片长度，节约空间面积，降低塔架高度，提高塔架的坚固安全效果，节约投资成本。五是鳞次组合叶片突破了原有单叶片平面安装的单纯平面采风的技术局限，开拓了沿水平轴纵向安装的先例，为在“空间·界面”采风理论概念上灵活多样地创新设计新的风能采收装置开辟了新的技术空间， 从而有效推动风能开发技术的创新进步。把水平轴一轴单级单叶片的叶片排列方式，由上下、左右的平面排列改进为鳞次菱形排列，既保留了横向上平面排列形式，保障界面采风条件，又从纵向上拓展了采风空间，满足了 “空间 界面”采风的全部技术要求，能以明显的技术优势取代现有的水平轴一轴单级单叶片风车，为满足人类社会对绿色、环保、低碳能源的需求，产生重大的社会价值和经济价值。
图1是由3个单叶片组合、一层级结构的鳞次组合叶片立体示意图。图2是一个正鳞次、反时针运转、4个单叶片组合的鳞次组合叶片示意图。图3是图2的剖视图。图4是一个倒鳞次、反时针运转、4个单叶片组合的鳞次组合叶片示意图。图5是图4的剖视图。图6是由3个单叶片组合、二层级结构的鳞次组合叶片立体示意图。图中标记1.底板，2.上盖板，3 · 1.第一单叶片，3 · 1 · 1.第一层级第一单叶片，3 · 1 · 2. 第一层级第二单叶片，3 · 1 · 3.第一层级第三单叶片，3 · 2.第二单叶片，3 · 2 · 1.第二层级第一单叶片，3 · 2 · 2.第二层级第二单叶片，3 · 2 · 3.第二层级第三单叶片，3 · 3.第三单叶片，3· 4.第四单叶片，4.叶柄，5.层级隔板。
具体实施方式
由图1-图6所示，本实用新型鳞次组合叶片主要由一层级或二层级以上的叶片组合构成。每一层级的叶片组合至少为两个或两个以上的单叶片组合安装而成。鳞次组合叶片的一组叶片组合至少要两个以上的单叶片组合安装而成。在每一层级的叶片组合中，根据单叶片数量的多少以及单叶片长度和宽度的大小，把两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，依次向后第二单叶片3 · 2、第三单叶片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。在每一层级的叶片组合中，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将多个组合的单叶片加固连接起来。如果单叶片设计很长，为了坚固的目的，可在组合叶片之间的中部和下部设有加固称子。鳞次组合叶片的底板1上安装有叶柄4。其安装方式一是叶柄4安装在底板1下面，叶柄4用与轮毂相配套的连接方式与风机的轮毂相连接。二是叶柄4设在底板1的中间，用现有的变桨技术对组合叶片的采风角度进行调控。再就是也可把叶柄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的自动变桨调控。鳞次组合叶片除了可设计成基本的一层级外，在需要的时候，也可以设计成多层级鳞次叶片组合，即二层级以上叶片组合。一层级叶片组合和多层级叶片组合的区别就是， 一层级的叶片组合没有层级隔板，多层级中，每一层级的叶片组合之间有层级隔板5。层级隔板5在底板1和上盖板2之间，多一层级的叶片组合就多加一个层级隔板5，图6是二层级的鳞次组合叶片。鳞次组合叶片的基本技术结构如上所述。按照鳞次组合叶片中单叶片不同的排列方式来分，有正鳞次排列，即风轮运转时，前面第一单叶片3 ·1在前，其余单叶片依次在后； 又有倒鳞次排列，即风轮运转时，最后一个单叶片在前，前面第一单叶片3 ·1反而在后。按照鳞次组合叶片中单叶片安装角位不同，可使风轮产生两种不同的旋转方向，即顺时针旋转和反时针旋转。鳞次组合叶片在上下的层级结构上，可以是一层级结构图1，图1是一层级结构；也可以是2层级以上的多层及结构图6，图6是二层级结构。按照不同的风机所对应的技术要求，设计制作好相应的鳞次组合叶片，然后将鳞次组合叶片安装在水平轴一轴多级风车或一轴单级风车的轮毂上。这样，水平轴一轴单级单叶片风车就成了一轴单级鳞次组合叶片风车；水平轴一轴多级单叶片风车就成了一轴多级鳞次组合叶片风车。在该发明技术和原有技术的对接上，没有重大技术难度，技术对接处就是鳞次组合叶片的叶柄和水平轴风车的轮毂连接处，只要按照现有的技术方案处理即可实现完好连接，并投入运行。如果原有的水平轴单级风车是上风向结构的，把叶片安装在上风向改为安装在下风向，以利更好发挥鳞次组合叶片的优势。如果是同水平轴一轴多级风车配套使用，则要连同水平轴一轴多级风车的主轴、轮毂等统一设计研制，以求研制出能在生产中运行良好的风机机型。
权利要求1.一种鳞次组合叶片，其特征在于主要由一层级或二层级以上的叶片组合构成，每一层级的叶片组合至少为两个或两个以上的单叶片组合安装而成；在每一层级的叶片组合中，各单叶片相互隔开，垂直排列固定在底板上；在每一层级的叶片组合中，每两个单叶片底边在底板上构成四边形的四个角，所述的四个角均为大于或小于90°角；组合叶片的上边由上盖板将组合的单叶片加固连接起来；在组合叶片的底板上安装有叶柄。
2.根据权利要求1所述的鳞次组合叶片，其特征是在于叶柄安装在底板下面。
3.根据权利要求1所述的鳞次组合叶片，其特征是在于叶柄设在底板的中间。
4.根据权利要求1所述的鳞次组合叶片，其特征是在于叶柄设在底板靠前的位置。
5.根据权利要求1所述的鳞次组合叶片，其特征是在于二层级以上的叶片组合中，每一层级的叶片组合之间有层级隔板。
专利摘要本实用新型是一种鳞次组合叶片，在风能开发的技术领域中，实现了由“平面采风”到“空间采风”的技术创新。鳞次组合叶片主要由一层级或二层级以上的叶片组合构成。每一层级的叶片组合至少为两个或两个以上的单叶片组合安装而成。把水平轴一轴单级单叶片的叶片排列方式，由上下、左右的平面排列改进为鳞次菱形排列，既保留了横向上平面排列形式，保障界面采风条件，又从纵向上拓展了采风空间，满足了“空间·界面”采风的全部技术要求，为满足人类社会对绿色、环保、低碳能源的需求，产生重大的社会价值和经济价值。
文档编号F03D1/06GK202031766SQ20112010413
公开日2011年11月9日 申请日期2011年4月12日 优先权日2010年11月15日
发明者曾庆川, 王文清 申请人:王文清