CN103511193A - 一种用于风力发电机的自适应叶片装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于风力发电机的自适应叶片装置，所述的装置包括：叶片安装模块1、垂直缓冲模块2、水平缓冲模块3、自适应滑块4、支撑骨架5、弹性叶面6。本发明结构简单，利用垂直缓冲模块与水平缓冲模块可以方便的实现叶片长度与宽度的自适应调整，适应不同的风速状况，提高发电效率。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种风力发电机领域的自适应叶片装置，具体是一种可实现叶片长度与宽度自适应调整的叶片装置。
背景技术
近年来，随着风力发电机的研究开发越来越得到重视，特别是能适应不同天气情况的自适应叶片问题。传统的风力发电机叶片的长度与宽度是固定的，在风速较小的情况下风力发电机相对难以启动，在风速较大的情况下风力发电机的风力利用效率又不高，所以在实际应用中受到一些限制。
中国申请号CN 201110287693.3，申请公开号CN 102367784A，该专利中公开了一种垂直轴风力发电机风轮叶片自动开合装置的控制方法，该发明可以借助风力辅助开合风轮叶片，减少驱动叶片开合的机械结构在开合风轮叶片时承受的冲击，延长驱动叶片开合的机械的使用寿命。但是这种方法并不能实现叶片长度与宽度的自适应变化。
中国申请号CN 201120034148.9，申请公开号CN 201953566U，该专利中公开了一种风力发电机叶片调整装置及包括该调整装置的风力发电机，该发明在不采用大叶片的情况下，通过增加叶片的长度来增大风力发电机叶轮直径及扫风面积，进而达到提高风力发电机发电量的效果，相对现有技术，具有结构简单、成本低、便于安装、易于规模化生产的有益效果。但是这种方法是机械式增加叶片的长度，在一定程度上增加了系统的复杂程度，并且对于宽度的改变，这种方法就无能为力了。
综上，虽然风力发电机得到了一定的研究，但是文献中未见报道可实现叶片长度与宽度自适应调整的叶片装置。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种用于风力发电机的自适应叶片装置，可以通过该装置简单方便的长期实现叶片长度与宽度的自适应调整。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：叶片安装模块、垂直缓冲模块、水平缓冲模块、自适应滑块、支撑骨架、弹性叶面。
所述的叶片安装模块是指用来把叶片安装在风力发电机上的装置。
所述的垂直缓冲模块是指在沿着叶片长度方向用来缓冲叶片沿着长度方向自适应伸长的装置。
所述的垂直缓冲模块沿着长度方向的密度为1-100个每米。
所述的垂直缓冲模块的弹性系数为10-20000。
所述的垂直缓冲模块的质量为0.1-10千克。
所述的水平缓冲模块是指在沿着叶片宽度方向用来缓冲叶片沿着宽度方向自适应伸长的装置。
所述的水平缓冲模块沿着宽度方向的密度为1-60个每米。
所述的水平缓冲模块的弹性系数为100-20000。
所述的水平缓冲模块的质量为0.1-8千克。
所述的自适应滑块是指用来连接垂直缓冲模块与水平缓冲模块的装置。
所述的自适应滑块的横截面积为10-10000平方厘米。
所述的支撑骨架是指用来保持叶片具有一定强度，使叶片不会弯曲的装置。
所述的弹性叶面是指包覆在叶片表面的具有一定弹性的结构，是用来直接阻挡风用来产生动力的装置。
所述的弹性叶面在长度方向能够伸长的距离为原来长度的1-3倍。
所述的弹性叶面在宽度方向能够伸长的距离为原来宽度的1-4倍。
当风速较低时，叶片在长度方向与宽度方向几乎没有伸长，此时叶片的整体面积较小，在较低风速下也可以启动。另外，即便是需要外力辅助启动，需要的力也比面积大的叶片相对较小。当风速增加时，叶片旋转速度加快，叶片的发电效率开始提高，当风速增加到一定程度时，如果叶片还保持固定的长度与宽度，效率就会下降。但是此时本装置的垂直缓冲模块与水平缓冲模块开始工作，叶片在长度与宽度方向开始伸长，叶片的有效面积增大，获得的风能也越大，风力发电机能够发的电能也就越多。当风速降低时，垂直缓冲模块与水平缓冲模块开始收缩，叶片在长度与宽度方向开始缩短，继续以较高的效率进行发电。
综上，本发明结构简单，可以使用垂直缓冲模块与水平缓冲模块实现叶片长度与宽度的自适应调整。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1所示，本实施例所述的用于风力发电机的自适应叶片装置包括：叶片安装模块1、垂直缓冲模块2、水平缓冲模块3、自适应滑块4、支撑骨架5、弹性叶面6。
本实施例中，所述的叶片安装模块1是指用来把叶片安装在风力发电机上的装置。
本实施例中，所述的垂直缓冲模块2是指在沿着叶片长度方向用来缓冲叶片沿着长度方向自适应伸长的装置。
本实施例中，所述的垂直缓冲模块2沿着长度方向的密度为1-100个每米。
本实施例中，所述的垂直缓冲模块2的弹性系数为10-20000。
本实施例中，所述的垂直缓冲模块2的质量为0.1-10千克。
本实施例中，所述的水平缓冲模块3是指在沿着叶片宽度方向用来缓冲叶片沿着宽度方向自适应伸长的装置。
本实施例中，所述的水平缓冲模块3沿着宽度方向的密度为1-60个每米。
本实施例中，所述的水平缓冲模块3的弹性系数为100-20000。
本实施例中，所述的水平缓冲模块3的质量为0.1-8千克。
本实施例中，所述的自适应滑块4是指用来连接垂直缓冲模块与水平缓冲模块的装置。
本实施例中，所述的自适应滑块4的横截面积为10-10000平方厘米。
本实施例中，所述的支撑骨架5是指用来保持叶片具有一定强度，使叶片不会弯曲的装置。
本实施例中，所述的弹性叶面6是指包覆在叶片表面的具有一定弹性的结构，是用来直接阻挡风用来产生动力的装置。
本实施例中，所述的弹性叶面6在长度方向能够伸长的距离为原来长度的1-3倍。
本实施例中，所述的弹性叶面6在宽度方向能够伸长的距离为原来宽度的1-4倍。
本实施例的工作原理为：当风速较低时，叶片在长度方向与宽度方向几乎没有伸长，此时叶片的整体面积较小，所以风力发电机在较低风速下也可以启动。另外，即便是需要外力辅助启动，需要的力也比面积大的叶片相对较小。
当风速增加时，叶片旋转速度加快，叶片的发电效率开始提高。但是当风速增加到一定程度时，如果叶片还保持固定的长度与宽度，发电效率就会下降。传统的风力发电机很多都面临这个问题。但是此时该装置的垂直缓冲模块与水平缓冲模块开始工作，叶片在长度与宽度方向开始伸长，叶片的有效面积增大，叶片获得的风能也越大，风力发电机能够发的电能也就越多，提高了风力发电机的利用效率。
当风速降低时，垂直缓冲模块与水平缓冲模块开始收缩，叶片在长度与宽度方向开始缩短，保证叶片能够继续旋转，继续以较高的效率进行发电。
如表1所示，本实施例的实际应用要求如表所示。
表1用于风力发电机的自适应叶片装置的一组典型设计参数
| 垂直缓冲模块沿着长度方向的密度（个每米） | 8 |
| 垂直缓冲模块的弹性系数（米） | 20 |
| 垂直缓冲模块的质量（千克） | 0.2 |
| 水平缓冲模块沿着宽度方向的密度（个每米） | 4 |
| 水平缓冲模块的弹性系数 | 120 |
| 水平缓冲模块的质量（千克） | 0.2 |
| 自适应滑块的横截面积（平方厘米） | 8000 |
| 弹性叶面在长度方向能够伸长的距离为原来长度的倍数 | 2 |
| 弹性叶面在宽度方向能够伸长的距离为原来宽度的倍数 | 1.2 |
综上，利用该用于风力发电机的自适应叶片装置，可以方便的实现叶片长度与宽度的自适应调整，适应不同的风速状况。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (16)
1.一种用于风力发电机的自适应叶片装置，所述的装置包括：叶片安装模块1、垂直缓冲模块2、水平缓冲模块3、自适应滑块4、支撑骨架5、弹性叶面6。
2.根据权利要求1所述的用于风力发电机的自适应叶片装置，其特征是，所述的叶片安装模块是指用来把叶片安装在风力发电机上的装置。
3.根据权利要求1所述的用于风力发电机的自适应叶片装置，其特征是，所述的垂直缓冲模块是指在沿着叶片长度方向用来缓冲叶片沿着长度方向自适应伸长的装置。
4.根据权利要求1所述的用于风力发电机的自适应叶片装置，其特征是，所述的垂直缓冲模块沿着长度方向的密度为1-100个每米。
5.根据权利要求1所述的用于风力发电机的自适应叶片装置，其特征是，所述的垂直缓冲模块的弹性系数为10-20000。
6.根据权利要求1所述的用于风力发电机的自适应叶片装置，其特征是，所述的垂直缓冲模块的质量为0.1-10千克。
7.根据权利要求1所述的用于风力发电机的自适应叶片装置，其特征是，所述的水平缓冲模块是指在沿着叶片宽度方向用来缓冲叶片沿着宽度方向自适应伸长的装置。
8.根据权利要求1所述的用于风力发电机的自适应叶片装置，其特征是，所述的水平缓冲模块沿着宽度方向的密度为1-60个每米。
9.根据权利要求1所述的用于风力发电机的自适应叶片装置，其特征是，所述的水平缓冲模块的弹性系数为100-20000。
10.根据权利要求1所述的用于风力发电机的自适应叶片装置，其特征是，所述的水平缓冲模块的质量为0.1-8千克。
11.根据权利要求1所述的用于风力发电机的自适应叶片装置，其特征是，所述的自适应滑块是指用来连接垂直缓冲模块与水平缓冲模块的装置。
12.根据权利要求1所述的用于风力发电机的自适应叶片装置，其特征是，所述的自适应滑块的横截面积为10-10000平方厘米。
13.根据权利要求1所述的用于风力发电机的自适应叶片装置，其特征是，所述的支撑骨架是指用来保持叶片具有一定强度，使叶片不会弯曲的装置。
14.根据权利要求1所述的用于风力发电机的自适应叶片装置，其特征是，所述的弹性叶面是指包覆在叶片表面的具有一定弹性的结构，是用来直接阻挡风用来产生动力的装置。
15.根据权利要求1所述的用于风力发电机的自适应叶片装置，其特征是，所述的弹性叶面在长度方向能够伸长的距离为原来长度的1-3倍。
16.根据权利要求1所述的用于风力发电机的自适应叶片装置，其特征是，所述的弹性叶面在宽度方向能够伸长的距离为原来宽度的1-4倍。
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