CN102352813A - 一种卡盘变叶风力发电叶片 - Google Patents

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Abstract

本发明“一种卡盘变叶风力发电叶片”属于风力发电技术领域。本发明主要解决现有水平轴风力发电技术低风速性能差，风场占地面积大，综合发电功率小，强风时容易损坏和垂直轴风力发电机发电叶片效率低、启动困难等问题。由轮毂(1)、叶轴(2)和叶片A(3)组成，在叶轴(2)上装有控制叶片A(3)转动范围的卡盘转控件(4)，在风力、重力、离心力或其它外力作用下，卡盘转控件(4)控制叶片A(3)转动角度，使叶片获得最大的有益受风面，减少不利受风面。据此，可制成单叶片、对称叶片、单组叶片、多组叶片、直线轴叶片、折线轴叶片的变叶风力发电设备。本发明适合于风力发电设备生产和配套企业使用。

Description

一种卡盘变叶风力发电叶片
技术领域：本发明属于风力发电技术领域。
技术背景：在现有技术中，风力发电多采用水平轴固定式叶片和垂直轴固定式叶片设计，在现实使用中已得到广泛应用，适合于风力较大的地区使用。
发明内容：本发明主要解决现有固定式叶片水平轴风力发电技术风能利用率低，占地面积大，综合发电功率小，强风时容易损坏，启动风速高，固定式叶片垂直轴风力发电机发电效率低、启动困难等问题。本发明由轮毂(1)、叶轴(2)和叶片A(3)组成，其特征是在叶轴(2)上装有控制叶片A(3)转动范围的卡盘转控件(4)。在风力、重力、离心力作用下，卡盘转控件(4)控制叶片A(3)转动角度，也可用其它方式或力量，通过卡盘转控件(4)控制叶片A(3)的转动角度，制成可变叶片。卡盘转控件(4)可装于叶轴(2)与轮毂(1)之间，控制固定于叶轴(2)上的叶片A(3)随风沿叶轴轴线方向与叶轴(2)一同转动的角度，也可将卡盘转控件(4)装于叶片A(3)与叶轴(2)之间，将叶轴(2)直接固定在轮毂(1)上，由卡盘转控件(4)控制叶片A(3)在叶轴(2)上的转动角度。叶轴(2)上或装于叶轴(2)上的卡盘转控件(4)上，可安装叶片A(3)，构成单边扇叶，也可采用错齿形结构安装叶片A(3)和叶片B(13)，构成双边扇叶。在叶轴(2)上可安装1至N组叶片A(3)、叶片B(13)。在叶片A(3)和叶片B(13)上，分别装有防止活动叶片闭合时相撞的磁性相斥磁片(14)。叶片A(3)、叶片B(13)、叶轴(2)配合处装有滑动耐磨件(15)和密封件(16)。滑动耐磨件(15)可以是滑动耐磨非金属件或轴承，密封件(16)可以是油封、橡胶圈或其它非金属防尘防水密封件。在本发明同一构思下，一种卡盘变叶风力发电叶片还可制成一种折线轴叶片，由叶轴(2)和叶片A(3)或叶片B(13)构成，其特征是叶轴(2)是折线形，与叶轴(2)配合的叶片A(2)、叶片B(13)为可转动叶片或固定式叶片。在本发明同一构思下，一种卡盘变叶风力发电叶片中的卡盘转控件(4)是一种卡盘式缓冲转动控制件，其特征在于由相配合的内卡盘(5)、外卡盘(6)和装于内卡齿(8)或外卡齿(9)的缓冲件(7)、滚动件(10)构成。缓冲件(7)在内卡齿(8)与外卡齿(9)左右转动时起缓冲作用。内卡盘(5)、外卡盘(6)中的内卡齿(8)、外卡齿(9)的数量是1至N个。缓冲件(7)可以是弹片、弹簧或其它起缓冲作用的零件，滚动件(10)可以是滚针或滚珠。在内卡盘(5)或外卡盘(6)上设有活动销[槽](11)。缓冲件(7)所在的内卡齿(8)或外卡齿(9)上设有缓冲槽(12)。在内卡盘(5)与外卡盘(6)之间可设置油封件或其它密封件。叶轴(2)上设有与卡盘转控件(4)上的活动销[槽](11)配合的槽[活动销]。本发明的原理是当F风向来风时，在卡盘转控件(4)的控制下，位于竖轴某侧或下部叶片A(3)的张开角度最大，受风面大，风力的作用力最大，位于竖轴另一侧或上部叶片A(3)在卡盘转控件(4)的控制下受风面最小，使叶轴(2)按R转动方向旋转，带动发电机组发电。本发明与现有技术比较，有益之处在于通过改变叶片A(3)的迎风面，获得最佳风能利用率。利用卡盘转控件(4)实现对水平轴和垂直轴风力发电机叶片迎风面大小的控制，方法简单实用，可使垂直轴风力发电和水平轴风力发电叶片的迎风面控制十分方便，可有效改善垂直轴和水平轴风力发电机组的低风速起动性能和功率输出曲线，提高输出功率和叶片及机组的抗风能力。叶轴(2)由直线设计增加了折线设计，叶轴(2)上的单组叶片设计增加了多组叶片设计方式，可进一步改善低风速和高风速的下的发电性能和安全性能，可使垂直轴和水平轴纵向转动发电设备的尖速比提高，使其叶尖速高于风速，从而获得很大的输出功率，使垂直轴风力发电机组的发电效率、安全性和综合性能，高于安全性能不高、适用范围较窄、风场资源利用低的现有水平轴迎风横向转动的风力发电设备。本发明使叶尖速高于风速的方法，是在叶轴上设置多组可变叶片。
附图说明：
图1----本发明卡盘转控件安装于轮毂与叶轴之间的示意图
图2----本发明卡盘转控件安装于叶轴与叶片之间的示意图
图3----本发明直线轴多组对称式叶片式示意图
图4----本发明折线轴多组对称式叶片式示意图
图5----本发明3折线轴多组对称式叶片式示意图
图6----本发明叶片内部安装示意图
图7、8----本发明卡盘转控件示意图
在图1至8中：
1----轮毂           2----叶轴      3----叶片A      4----卡盘转控件    5----内卡盘
6----外卡盘         7----缓冲件    8----内卡齿     9----外卡齿        10----滚动件
11----活动销[槽]    12---缓冲槽    13----叶片B     14----磁片         15----滑动耐磨件
16----密封件
具体实施方式：本发明适合于垂直轴、水平轴和其它形式的变叶风力发电叶片的制作，可制成单叶片、对称叶片、单组叶片、多组叶片、直线轴叶片、折线轴叶片，叶片各部件的尺寸、外形，根据实际需要和现场风力强度以及输出功率要求，参照附图和现有技术叶片的基本结构进行进一步设计，各部件应选用耐阳光、耐腐蚀的金属、非金属或复合材料用模具或机械加工方法制作，各活动部分应加装轴承或采用滑动耐磨部件，并进行密封。卡盘转控件(4)可采用金属或非金属材料用机械加工或注压成型的方法加工内齿盘(5)和外齿盘(6)及其它零部件，然后安装缓冲件(7)、滚动件(10)、活动销[槽](11)和密封件的方法制作。

Claims (10)

1.一种卡盘变叶风力发电叶片，由轮毂(1)、叶轴(2)和叶片A(3)组成，其特征在于在叶轴(2)上装有控制叶片A(3)转动范围的卡盘转控件(4)。
2.根据权利要求1所述的一种卡盘变叶风力发电叶片，其特征在于卡盘转控件(4)可装于叶轴(2)与轮毂(1)之间，控制固定于叶轴(2)上的叶片A(3)随风沿叶轴轴线方向与叶轴(2)一同转动的角度，也可将卡盘转控件(4)装于叶片A(3)与叶轴(2)之间，将叶轴(2)直接固定在轮毂(1)上，由卡盘转控件(4)控制叶片A(3)在叶轴(2)上的转动角度。
3.根据权利要求1或2所述的一种卡盘变叶风力发电叶片，其特征在于叶轴(2)上或装于叶轴(2)上的卡盘转控件(4)上，可安装叶片A(3)，构成单边扇叶，也可采用错齿形结构安装叶片A(3)和叶片B(13)，构成双边扇叶。
4.根据权利要求1-3所述的一种卡盘变叶风力发电叶片，其特征是在叶轴(2)上可安装1至N组叶片A(3)、叶片B(13)。
5.根据权利要求1-4所述的一种卡盘变叶风力发电叶片，其特征在于在叶片A(3)和叶片B(13)上，分别装有防止活动叶片闭合时相撞的磁性相斥磁片(14)。
6.根据权利要求1-5所述的一种卡盘变叶风力发电叶片，其特征在于叶片A(3)、叶片B(13)、叶轴(2)配合处装有滑动耐磨件(15)和密封件(16)。
7.一种折线轴叶片，由叶轴(2)和叶片A(3)或叶片B(13)构成，其特征是叶轴(2)是折线形，与叶轴(2)配合的叶片A(2)、叶片B(13)为可转动叶片或固定式叶片。
8.一种卡盘式缓冲转动控制件是卡盘转控件(4)，其特征在于由相配合的内卡盘(5)、外卡盘(6)和装于内卡齿(8)或外卡齿(9)的缓冲件(7)、滚动件(10)构成。
9.根据权利要求8所述的一种卡盘式缓冲转动控制件，其特征在于内卡盘(5)、外卡盘(6)中的内卡齿(8)、外卡齿(9)的数量是1至N个。
10.根据权利要求8或9所述的一种卡盘式缓冲转动控制件，其特征在于在内卡盘(5)或外卡盘(6)上设有活动销[槽](11)，缓冲件(7)所在的内卡齿(8)或外卡齿(9)上设有缓冲槽(12)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104454376A (zh) * 2013-09-22 2015-03-25 王智勇 一种带支撑装置的风力发电机桨叶
TWI709689B (zh) * 2017-05-22 2020-11-11 李受勳 交通載具的風力發電設備

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PB01 Publication
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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