龙卷风风轮.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106286125A(43)申请公布日2017.01.04(21)申请号201510291997.5(22)申请日2015.06.01(71)申请人张新铸地址250100山东省济南市洪楼南路17号2号楼2单元601室申请人赵智林赵俊青(72)发明人张新铸赵智林赵俊青(51)Int.Cl.F03D3/06(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图3页(54)发明名称龙卷风风轮(57)摘要本发明及一种风力机龙卷风风轮，它包括：风轮轴、外叶片、涡流筒、内叶片、轮盘和连接片，在风力带动气流通过涡流筒时形成涡流，提高风速，使涡流筒中心形成低气压，从而产生气旋；内叶片固定在涡流筒上，可加速涡流的形成与涡流的转速；两侧轮盘用于固定涡流筒与外叶片，同时起到加强涡流强度的作用；外叶片将风能转化为机械能，带动涡流筒、轮盘一起转动；轮盘通过连接片与风轮轴连接城一体；风轮轴作为龙卷风风轮的旋转轴并外与风力机连接。本发明的龙卷风风轮实现了模拟龙卷风的原理和结构，应用于风力发电有效能够提高风能的利用效率。CN106286125ACN106286125A权利要求书1/1页1.一种风力机的龙卷风风轮，主要结构包括风轮轴、外叶片、涡流筒、内叶片、轮盘和连接片，其特征是：风轮轴作为风轮的旋转轴通过连接片与轮盘连接，涡流筒固定在轮盘上，内叶片焊接在涡流筒内壁上，外叶片焊接在涡流筒外壁和轮盘上。2.根据权利要求1所述的龙卷风风轮，其特征是：采用了中空圆筒型的涡流筒结构，该涡流筒外壁设置有外叶片，内壁设置有内叶片，两端都设置有轮盘。3.根据权利要求1所述的龙卷风风轮，其特征是：采用了内、外叶片结构，所述内叶片设置在涡流筒内壁上，所述外叶片设置在涡流筒外壁上。4.根据权利要求1所述的龙卷风风轮，其特征是：采用了两端双轮盘结构，所述轮盘是圆环形盘状结构，都与涡流筒、外叶片连接为一个整体。5.根据权利要求3所述的龙卷风风轮，其特征是：所述外叶片为弧形叶片，所述内叶片为螺旋状叶片。2CN106286125A说明书1/2页龙卷风风轮所属技术领域[0001]本发明属于风力发电领域，涉及一种风力机风轮，尤其是能提高风能利用效率的龙卷风风轮。背景技术[0002]风能作为一种清洁无污染的绿色能源，取之不尽，用之不竭，如何最大限度的利用风能，是风轮设计追求的目标。根据贝兹极限，风轮功率系数理论最大值为0.593，目前，国内外风轮的风能利用效率在40％～50％之间。[0003]龙卷风是一种大气中最强烈的涡旋的现象，空气绕龙卷的轴快速旋转，强烈的旋转与气压差具有很大的吸吮作用，形成了更大的风速，龙卷风中蕴含了巨大的能量，如果能够模拟龙卷风的原理和结构应用于风力发电，将提高风能的利用效率。发明内容[0004]根据龙卷风的原理和结构，本发明提供一种新型的龙卷风风轮，能够模拟龙卷风，使风在通过风轮时提高风速，形成涡流，形成气压差，产生吸力，比一般风轮有更高的风能利用系数。[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：[0006]本发明主要结构包括风轮轴、外叶片、涡流筒、内叶片、轮盘与连接片，在风力带动气流通过涡流筒时形成涡流，提高风速，使涡流筒中心形成低气压，从而产生气旋；内叶片固定在涡流筒上，螺旋状内叶片可加速涡流的形成与涡流的转速；两侧轮盘用于固定涡流筒与外叶片，同时起到加强涡流强度的作用；弧形外叶片将风能转化为机械能，带动涡流筒、轮盘一起转动；轮盘通过连接片与风轮轴连接城一体，风轮轴作为龙卷风风轮的旋转轴并外与风力机连接。[0007]本发明的风轮采用了中空圆筒型的涡流筒结构，涡流筒结构在三个方面加强了风的力量，一是涡流筒的设计虽然使叶片面积减少了三分之一，但是它使风速提高到1.5倍，使作用于叶片的风能提高到2.22倍。二是风轮两端都有轮盘，涡流筒内外的空气密度不同，这个压力差增加了风轮转动的能量。三是涡流筒是中空的，在风轮转动中涡流筒中间就形成了真空负压，真空负压不断吸收空气，这些空气的加入通过螺旋状内叶片又增加了旋转的力量。以上三股力量累加起来就实现了模拟龙卷风。[0008]本发明的有益效果是，上述方案实现了模拟龙卷风的原理、结构，本发明龙卷风风轮实现了更高的转速，通过风轮轴连接并传递给风力机，从而提高了风能的利用率。附图说明[0009]图1为龙卷风风轮轴视图。[0010]图2为龙卷风风轮爆炸图。[0011]图3为风轮轴示意图。3CN106286125A说明书2/2页[0012]图4为外叶片示意图。[0013]图5为涡流筒示意图。[0014]图6为轮盘示意图。[0015]图7为连接片示意图。[0016]图8为内叶片示意图。[0017]图中1.风轮轴，2.外叶片，3.涡流筒，4.内叶片，5.轮盘，6.连接