叶轮扭矩倍增原理

　　设计理念：源于杠杆原理，特别是系统能绕共轴线旋转，相当于以轴心为支点，以轮缘半径为省力杠杆，以均布在轮缘上的多个小型叶片为动力的“全叶尖”叶轮结构。

　　背景技术：如图1所示，现有三叶片叶轮虽然也是绕共轴线旋转，即存在着以下缺陷：缺陷1、整个叶轮只有三只出力叶片，起动风速要求高。缺陷2、动力(风能)分散在整体叶片多处，(叶根至叶尖)并非集中在动力臂的远端，没能充分的发挥杠杆效率、四两拨千斤的作用。缺陷3、百米长的大叶片只是靠叶根一端与轮毂连接，这种单支撑结构(抗弯曲强度)可靠性差。

　　通过以上两种叶轮结构对比可见，图2多个叶片总面积≥图1三支叶片投影面积之合。实现了让更多的动力作用于动力臂远端。

　　1、与现有三叶片技术对比:轮径相同、叶片投影面积相同、风况相同，只因叶片设置位置不同，叶轮扭距至少可翻倍。实现的理由很简单，一个相同面积、受力相等的叶片，因叶片所处的位置不同，叶轮扭距必然会相差N倍。(物理学杠杆定理是：动力×动力臂=阻力×阻力臂)。

　　2、具有高可靠性理由：反观现有三叶片技术，百米长的大叶片只是靠叶根的一端与轮毂连接，这种单支撑设计是抗弯曲强度。而全叶尖结构是：轮毂与轮缘之间利用斜拉索的拉力相互牵引，是抗拉强度。道理很简单，一根筷子可轻易掰断，要想拉断确很难，存在着天壤之别。利用斜拉索替代了叶根和叶中的过渡支撑，两者可靠性不言而喻。

　　3、轻量化、重载荷理由：叶轮中间取消了筒形结构、气动性为零的叶根，和半筒形结构、气动性较差的叶中，利用斜拉索替代了叶根和叶中的过度支撑。因此叶轮重量大幅度降低，实现了轻量化，重载荷的目的。

　　4、大幅度减少相关成本的理由：叶片小型化(单体面积只有零点几至几平方米)。从加工工艺、制造难度、所使用的原材料、成本、吊装、运输、疲劳寿命等等，均是根本性的改变，多个小叶片造价之合，只是现有三叶片的百分之几，叶轮总体造价至少降低30%。

　　5、根据风况变化，调整出力叶片数量。变桨机构安装在Ⅴ字形轮缘内，采用双轴变桨方式，根据风况调整出力叶片数量多少。低风速时出力叶片多，高风速时关闭部分叶片，遇，极端风况时关闭所有叶片，叶片与轮缘合二为一，基本上只是轮体框架。具有优越的抗台风能力。

　　根据轮缘直径大小不同、周长不等，安装十几只至几十只数量不等、大小不同的小型叶片(叶尖)。因此适应海上、陆地等多种风力发电场所。轮体截面图：3-1 局部放大图：3-2

　　序号说明：1叶片、2 密封板、3 轮缘、4 斜拉索、5 碟状法兰、6 主轴、7 叶轮、 8 变桨电机、9 电动推杆、10 通孔、11 圆弧形导轨、12 限位滑块、13 横向支撑杆、14 杆端轴承、15 叶片翻转连杆、16 叶片支架、17 中滑块、18 中间导轨。

　　全叶尖叶轮设计，具有科学依据又有实验机验证，原理清晰、结构相对比较简单。专利看什么？就是看结构，通过结构创新，使叶轮效率倍增、可靠性更高、造价更低、叶轮重量大幅度降低、启动风速更低、年有效发电小时大幅度提升。全叶尖结构设计，为更大兆瓦机型发展提供了无限的可能。

　　目前三叶片海上概念机型，单机容量最大15MW，轮径220余米。假如，按照全叶尖结构设计，相同的轮径，单机容量可达40-50MW。

　　这不是天方夜谭，本人制作了一台直径6米的实验机，实验当天(雾霾)风速达到0.8m/s叶轮即可起动(空载)其原因是：出力叶片多，而且叶片距离中心轴远，每只叶片均起到了四两拨千斤作用。

　　为了务实、无风险合作：您可花很少的钱，先制作一个全叶尖小型叶轮(或计算机模拟)。然后用扭矩测试仪与同等轮径的三叶片叶轮作对比。不比不知道，经过对比，您会深切的感受到它将改变风电历史、具有革命性。

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