電力信息化
現(xiàn)有三葉片風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉尖部分(如圖1所示),雖然僅占整體葉片長度的20%,但是它所產(chǎn)生的升力既可達(dá)到整體葉片的50%(杠桿原理)。假設(shè)將三個(gè)葉片的投影面積全部變?yōu)槿~尖,風(fēng)輪扭矩至少是三葉片結(jié)構(gòu)的2.5倍。
(圖1) 三葉片結(jié)構(gòu)
(圖2)全葉尖結(jié)構(gòu)
通過以上兩圖對(duì)比:葉尖所處位置沒變,均設(shè)置在風(fēng)輪最邊沿,但是葉尖面積確倍增了,葉尖數(shù)量也倍增了。顯而易見,風(fēng)輪扭矩自然也會(huì)倍增。
一、效率倍增的原理:如圖2所示: 全葉尖結(jié)構(gòu)的輪緣周長,是現(xiàn)有三葉片輪轂的幾十倍?稍O(shè)葉片空間大、數(shù)量多(等于增加了動(dòng)力)。同時(shí)葉片設(shè)置在輪緣上,距中心軸距離遠(yuǎn)(又等于延長了動(dòng)力臂)。物理學(xué)杠桿定理是:動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂。風(fēng)輪效率倍增,具有科學(xué)依據(jù)。這不是天方夜潭!本人的實(shí)驗(yàn)機(jī)已經(jīng)證實(shí)了這一設(shè)計(jì)可行性,風(fēng)輪扭矩可倍增。
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二、 與現(xiàn)有三葉片技術(shù)比;輪徑相同,扭矩最少是現(xiàn)有三葉片技術(shù)的2.5倍。本專利輪緣上有足夠的空間及強(qiáng)度保障,安裝更多的葉尖。如果,葉片總面積再增加一倍,風(fēng)輪扭矩可以達(dá)到三葉片的5倍。
按現(xiàn)有三葉片技術(shù)規(guī)律,葉片長度每增加20%,扭矩只能提高一倍。而全葉尖風(fēng)輪就會(huì)增加多倍。因?yàn)?現(xiàn)有三葉片技術(shù)的風(fēng)輪無論、輪徑増加多大,只有三個(gè)葉片在擴(kuò)展,而本專利如10兆瓦風(fēng)輪是60個(gè)葉片(葉尖),等于60個(gè)葉片均在向外擴(kuò)展,由此可見風(fēng)輪扭矩是以倍率在提升。出力葉片多,啟動(dòng)風(fēng)速就低。發(fā)電時(shí)長大幅度提升、適應(yīng)區(qū)域更廣。
進(jìn)一步論證:假設(shè),葉尖上有10公斤的作用力,葉片是80米長,相對(duì)于主軸的力矩就是800公斤。同樣10公斤的作用力,作用于葉片長度的80%以下處,相對(duì)于主軸的力矩就剩400公斤了……。也是同樣10公斤的作用力,分散在現(xiàn)有技術(shù)的葉中及葉根上,相對(duì)于主軸的力矩就所剩無幾了。因?yàn)槿~中的氣動(dòng)性遠(yuǎn)比葉尖差的多,桶形結(jié)構(gòu)的葉根氣動(dòng)性為零。
三、強(qiáng)度優(yōu)勢(shì)在于:1:是輪轂與輪緣之間的鋼纜取代了葉根及葉中的過渡支撐。因此,風(fēng)輪強(qiáng)度發(fā)生質(zhì)的變化。而現(xiàn)有三葉片技術(shù)的大型葉片,長幾十米、重一、二十噸,只能靠增加根徑來維持自身強(qiáng)度。
2:葉片在順槳狀態(tài)時(shí)只有2厘米左右的(截面)厚度。風(fēng)輪基本上只是輪體框架,而且還有斜拉索牽引,生存風(fēng)速遠(yuǎn)高于現(xiàn)有三葉片技術(shù)。
四、造價(jià)低:小型化的葉片(單體面積只有幾平方米),從加工工藝、制造難度,所使用的原材料、成本、吊裝、運(yùn)輸、疲勞壽命等等,均是根本性的改變。葉片造價(jià)只是現(xiàn)有葉片的百分之幾。
五、具有小輪徑、轉(zhuǎn)速快(圈數(shù))大扭矩的特點(diǎn);
高轉(zhuǎn)速大大緩解了大型直驅(qū)式風(fēng)機(jī)因轉(zhuǎn)子直徑小、轉(zhuǎn)速又低,切割磁力線慢,所造成的發(fā)電機(jī)低效。
10MW輪徑與三葉片技術(shù)比可減小30%左右。因此可輕而易舉突破三葉片技術(shù)單機(jī)容量極值。而現(xiàn)有三葉片技術(shù)的風(fēng)輪想要突破10MW,輪徑有可能達(dá)到二百米左右(難以突破)。
專利看什么?就是看結(jié)構(gòu)!只有在結(jié)構(gòu)上有巧妙的創(chuàng)新,技術(shù)上才會(huì)有重大突破,它不同于有的專利只是工藝改進(jìn)、材料升級(jí)而已。
由于篇幅所限,以上只是簡要概述了輪體結(jié)構(gòu),及效率倍增的原理。它打破了超大型風(fēng)力發(fā)電機(jī),三葉片的定式。因此關(guān)于結(jié)構(gòu)支撐、發(fā)電機(jī)設(shè)置、傳動(dòng)方式、偏航、吊裝等等,均具有新穎性、創(chuàng)造性和工業(yè)實(shí)用性。
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