北极星风力发电网风电技术革新丨叶轮扭距倍增原理

培训推荐

在线直播丨第三十三期“碳交易员”培训班

9月22-25日·线上培训

报名联系：周老师 18911830259

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，以均布在轮缘周边上是吊车的多个小型叶片为动力是吊车的“全叶尖”叶轮结构(如图2所示)。

基本结构再描述：叶轮结构类型选用，与目前三叶片大型风机相同是吊车的水平轴单支撑结构。“全叶尖叶轮”顾名思义就是没有叶中和叶根。轮毂与轮缘之间利用斜拉索交叉牵引(近似于自行车辐条编排方式)形成一个轮体，将多个(单体面积十平方米以下)的小型叶片均布在轮缘周边。形象的比喻：就像在自行车轮的车圈外缘上安装多个小型叶片(叶片总面积与相同轮径的三叶片相等)。

利用杠杆原理可使叶轮扭距增加200%以上。假设，叶尖处有10公斤的力、叶尖距轴心支点(主轴)100米，相对于主轴的力矩就是1000公斤，同样10公斤的力，叶尖距主轴80米，相对于主轴的力矩就剩500公斤了（减少一半），也就是说同等大小的力，距主轴越远，叶轮获取的力矩越大。

背景技术：(如图1所示)现有三叶片叶轮存在着以下缺陷：

缺陷1、整个叶轮只有三只出力叶片，启动风速高、可利用小时少。

缺陷2、动力(风能)分散在整体叶片多处，并非集中在动力臂的远端，发挥不出杠杆效率、四两拨千斤的作用。

缺陷3、百米长、重达一、二十吨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)可靠性极差，叶片材质要求高。

通过以上两种叶轮结构对比至少有五大优势：

1、可见图2多个小叶片总面积≈图1三支叶片面积之合。叶片总面积相同，安装位置不同，实现了让更多的动力作用于动力臂远端。充分利用了杠杆原理，具有科学依据，(物理学杠杆定理是：动力×动力臂=阻力×阻力臂)，又有实验机的验证。

2、小型化的叶片制造材料选择范围宽，可采用非复合材料制作，待风机服役期限结束后，可以回收利用。

3、与现有三叶片技术对比:经过实验机验证，叶轮扭距至少可翻倍。这一结构设计是未来大幅度提升叶轮效率最佳方案。目前三叶片10MW机组，叶轮直径高达210米，如果采用全叶尖叶轮结构，同样也是210米轮径，单机容量可轻松突破30MW。假如单机容量不增加，轮径可减小20%左右。

4、具有高可靠性：反观现有三叶片技术，百米长的大叶片只是靠叶根一端与轮毂连接，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(钢缆)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，轮体中间实度减少了70%左右，大型可超过摩天轮轮径，载荷可达千吨。具有高可靠性、轻量化、重载荷、降本增效多重目的。

5、大幅度降低成本：几厘米厚、几平方米的小型叶片与桶形、半筒形的现有叶片比；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、重量等等，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50%。

6、根据风况变化，调整出力叶片数量。变桨机构密封安装在轮缘内(加装密封板后轮缘截面呈倒三角形)。采用双轴变桨方式，可根据风况变化不同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，适应海上、陆地等多种风力发电场所。

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，为更大兆瓦机型拓展提供了无限的可能。

相信不远的将来风电一定会像光伏那样，通过技术变革大幅度降低度电成本。

图3-1 、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。

7、轮体截面图：3-1 局部放大图：3-2

这不是天方夜谭，本人制作了一台轮径6米的小型实验机(有视频)，实验当天(雾霾)当风速达到0.8m/s时叶轮即可启动(空载)其原因是：出力叶片多，而且叶片距离中心轴端远，每只小叶片均处在轮体边缘(叶尖位置)，起到了四两拨千斤作用。

为了务实合作：您可花很少的钱，先制作一个小型全叶尖叶轮(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进行对比。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。

另外还有多项专利，寻:愿通过实施知识产权战略，而求变的合作伙伴。

发明人：戚胜基

手机：13066577306（微信同号)

近期风电大事件

1.图集〡全球首台抗台风型漂浮式风机下海

2.重磅！全国各地新建风电项目指导价定了！

3.1-8月中标风电机组超30GW！

4.被低估的风电丨上半年风机招标31.5GW

5.十四五预计新增风电装机280-300GW

• 【三局建筑】工程人的节日\|立秋，开启一场收获	• 【二公司综讯】一线新闻速递
• 【中铁四局四公司】稳增长提质效促发展 \|\| 一	• 【中铁四局四公司】勇于争先丨中铁四局四公司十
• 【中铁四局集团第七工程分公司】喜报丨中铁四局	• 【中铁四局集团第七工程分公司】局总经理杨辉在
• 【中铁四局集团建筑工程有限公司】【喜报】中铁	• 【中铁六局北京公司】【奋战三季度】超短天窗
• 【中铁六局太原公司】【六太·践担当】公司市政	• 【中铁九局集团有限公司】媒体聚焦

特色频道

扩展专区

用户专区

北极星风力发电网风电技术革新丨叶轮扭距倍增原理

吊车圈扫码加入千人吊车群

【三局建筑】工程人的节日|立秋，开启一场收获之旅！

北极星风力发电网今日头条丨全球最长碳玻混拉挤叶片静力测试一次性通过！

特色频道

扩展专区

用户专区

北极星风力发电网风电技术革新丨叶轮扭距倍增原理

吊车圈 扫码加入千人吊车群

【三局建筑】工程人的节日|立秋，开启一场收获之旅！

北极星风力发电网今日头条丨全球最长碳玻混拉挤叶片静力测试一次性通过！

吊车圈扫码加入千人吊车群