CN101852170B - 带有扰流器的立轴式风动机风叶 - Google Patents

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Abstract

一种带有扰流器的立轴式风动机风叶，包括一个机翼形的叶片，以及该叶片的上端盖和下端盖，其特征在于还包括一个位于在叶片尾部、上、下端盖之间的一个扰流器；所述的扰流器是一块有上、下转轴的矩形平板，且在该平板靠近叶片一侧水平设有一重力杆；又在上、下端盖的尾部设有固定上、下转轴的一个轴承，上、下转轴经由卷簧分别与上、下端盖尾部的外桩相连接。本发明有效地解决了使风动机在高风速时保持额定转速的问题，避免了高风速时风叶转速过快而造成整机的损坏；并且本发明总体结构简单、可靠性高、成本低廉且便于维护，特别适合在海岛、山地、林区、草原等远离市区的野外环境中使用。

Description

带有扰流器的立轴式风动机风叶
技术领域
本发明涉及立轴式风动机的风叶，具体是一种带有扰流器的立轴式风动机风叶。
背景技术
现有的立轴式风动机大都采用机翼型风叶，靠翼型叶片的升力驱动风动机转动，其缺点是在高风速情况下，风动机转速随着风速的升高而线性升高，会超过额定转速而造成整机的损坏。已有专利“阻力和升力复合风动力装置”(专利号ZL200520085635.2)技术，在高风速情况下对风动机的转速有较好的抑制功能，但尚不能满意的达到对风动机转速的自动控制和制动的效能。总之，已有技术尚不能利用空气动力很好的解决立轴式风动机的转速控制和制动问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种带有扰流器的立轴式风动机的叶片，以弥补现有技术的不足。
本发明是在已有技术的基础上，对立轴式风动机翼型风叶的改进；相当于在翼型风叶后缘的延伸部分专门设有一空气扰流器，使之在高转速时对立轴式风动机起阻尼作用。
本发明的技术方案：包括一个机翼形的叶片，以及该叶片的上端盖和下端盖，其特征在于还包括一个位于在叶片尾部、上端盖和下端盖之间的一个扰流器；所述的扰流器是一块有上、下转轴的矩形平板，且在该平板靠近叶片一侧水平设有一重力杆；又在上、下端盖的尾部设有固定上、下转轴的一个轴承，上、下转轴经由卷簧分别与上、下端盖尾部的外桩相连接。
上述平板的宽度是叶片宽度的四分之一左右。
上述重力杆长度与平板的宽度相等。
上述重力杆与平板是一体结构。
因此，本发明的构思原理：当风动机在静止时，由于卷簧弹力的作用，平板的重力杆靠在翼型叶片上；风动机启动后，重力杆因受离心力的作用，通过转轴产生与卷簧相反的力矩，该力矩的大小与转速的平方成正比。风动机正常运转时，重力杆离心力产生的力矩小于卷簧的力矩，重力杆仍靠在叶片上，平板的作用相当于叶片宽度的加长，增加了风动机的驱动力；当风动机转速超过额定转速时，重力杆离心力产生的力矩大于卷簧的力矩，重力杆将带动平板转动，直到重力杆的离心力矩与卷簧的力矩平衡为止。此时，平板与翼型叶片外表面形成一个夹角，该角度的大小由风动机的转速决定：转速越大，角度越大，当达到最大值为90度时，对风动机有最大的制动作用。由此，平板对翼型叶片上表面的气流便产生扰流作用，减小了叶片的升力，使风动机的转速下降，直到风轮的转速降到额定转速之内，从而达到了控制风动机转速的目的。
本发明专门在叶片尾部设有一个结构简单的扰流器，从而有效地解决了使风动机在高风速时保持额定转速的问题，避免了高风速时风叶转速过快而造成整机的损坏；并且本发明总体结构简单、可靠性高、成本低廉且便于维护，特别适合在海岛、山地、林区、草原等远离市区的野外环境中使用。
附图说明
图1是本发明的总体结构示意图(动态时)。
图2是本发明的总体结构示意图(静态时)。
图3是本发明的结构分解示意图。
其中，1叶片，2下端盖，3上端盖，4平板，5重力杆，6上转轴，7下转轴，8卷簧，9外桩，10轴承。
具体实施方式
如附图1-3所示，本发明包括一个机翼形的叶片1，以及该叶片1的上端盖3和下端盖2，其特征在于还包括一个位于在叶片1尾部、上端盖3和下端盖2之间的一个扰流器；所述的扰流器是一块有上转轴6和下转轴7的矩形平板4，且在该平板4靠近叶片1一侧水平设有一重力杆5；又在上端盖3和下端盖2的尾部设有固定上转轴6和下转轴7的一个轴承10，上转轴6和下转轴7经由卷簧8分别与上端盖3和下端盖2尾部的外桩9相连接。
上述平板4的宽度可为叶片1宽度的四分之一，其具体尺寸可按常规方法根据风动机的额定转速确定。
上述重力杆5长度可以与平板4的宽度相等，其重量可按常规方法根据风动的额定转速调定。
为了使工艺简单和结构牢固，上述重力杆5可以与平板4是一体结构。
使用时，首先根据需要的转速或者风动机现场的实际风速选取额定的风速。如图2所示，当风动机在额定转速之内时，卷簧8的静弹力矩大于重力杆5所受的离心力矩，而使重力杆5紧靠在叶片1的内壁上；平板4相当于叶片1外表面的延长，而增加风动机的驱动力矩。如图1所示，当风动机的转速大于额定转速时，重力杆5所受的离心力矩大于卷簧8力矩，重力杆5会带动平板4转动而与叶片1外表面形成一个夹角，直到平衡为止。该夹角随风动机转速的增大而增大，最大值为90度；此时，平板4叶片1所受的升力减小，阻力增大，使风动机的转速下降。当转速降至额定转速之内时，由于重力杆5所受的离心力的力矩小于卷簧8的力矩，而转回到图2所示的平衡状态，从而使立轴式风动机的转速有效地保持在额定转速之内。

Claims (4)

1.一种带有扰流器的立轴式风动机风叶，包括一个机翼形的叶片(1)，以及该叶片(1)的上端盖(3)和下端盖(2)，其特征在于还包括一个位于在叶片(1)尾部、上端盖(3)和下端盖(2)之间的一个扰流器；所述的扰流器是一块有上、下转轴(6、7)的矩形平板(4)，且在该平板(4)靠近叶片(1)一侧水平设有一重力杆(5)；又在上、下端盖(3、2)的尾部设有固定上、下转轴(6、7)的一个轴承(10)，上、下转轴(6、7)经由卷簧(8)分别与上、下端盖(3、2)尾部的外桩(9)相连接。
2.如权利要求1所述的带有扰流器的立轴式风动机风叶，其特征在于上述平板(4)的宽度是叶片(1)宽度的四分之一。
3.如权利要求1所述的带有扰流器的立轴式风动机风叶，其特征在于上述重力杆(5)长度与平板(4)的宽度相等。
4.如权利要求1或3所述的带有扰流器的立轴式风动机风叶，其特征在于上述重力杆(5)与平板(4)是一体结构。
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