CN103939297A - 用于风电机组的风叶 - Google Patents

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Abstract

一种用于风电机组的风叶，其包括：一曲面板，所述的曲面板中部形成一凹陷结构，所述的曲面板一侧设有一阻力部，与所述的阻力部同侧的曲面板上设有多个喷流孔；一盖板，所述的盖板固定连接于所述的曲面板的边缘，并且部分遮盖所述的曲面板的中部凹陷结构；以及一用于将风叶安装于旋转中心装置上的连接件。该用于风电机组的风叶结构简单，能够很好的适应较大和较小风速时的保护和启动。

Description

用于风电机组的风叶
技术领域
本发明涉及风能发电领域，尤其涉及一种用于风能发电机组的风叶。
背景技术
近年来，全球气候变暖，冰川融化，环境日益恶化。全世界对节能减排，降低碳排放，可持续发展的战略要求越来越紧迫，开发新能源，保护生态刻不容缓。特别是在中国，在以经济建设为中心的发展理念的引导下，以消耗自然资源为代价，换取经济的高速发展，但是随之而来的是环境恶化，生态破坏，污染严重，给人类的生存敲响了警钟。
发展新能源是解决目前环境问题的当务之急，新能源是指传统能源之外的各种能源形式。目前技术比较成熟，已经开始大规模利用的新能源是风能、太阳能、沼气、燃料电池这四种。新能源发电目前在能源紧缺之下会成为日后发电的主流。
其中，风能的利用越来越受到重视，特别是在三北和沿海地区，风能资源丰富，大力开发风能，不失为解决问题的优选手段。但是风能的利用率不高，并且对风速的要求范围较窄，在很大程度上限制了风电的进一步发展。目前，风能发电机组普遍存在以下问题：
1、现有的风能发电机，在低风速的情况下，很难启动发电，浪费了大量的低风速能源，也限制了其应用范围。
2、现有的风能发电机在自然风速超过一定的限度之后，造成对风叶的巨大负荷，风叶受材料结构强度的限制，在风速过高时，风叶受损，只有降低风速才能保护风叶，这样不仅造成了高风速资源的浪费，同时风能发电设备的寿命降低，维护成本较高。
目前解决这类问题的方式有两种，一种是采用电子短路刹车；另一种是采用摩擦片刹车装置。但是所述两种方式都有缺陷，前一种电子短路刹车由于瞬间产生很高的冲击电流，容易损坏发电设备；后一种摩擦片刹车方式，由于摩擦片长期使用而磨损，在不知情的情况下，遇到大风，风叶很容易被折断摧毁。如果采用经常更换摩擦片，其维护困难成本高，经济效益低下。
3、目前常见的风能发电设备，在自然高风速时，常采用刹车，或者直接停止发电，这样就浪费了髙风速的风能。
目前，解决风能发电机不能同时兼容高低风速的技术问题常采用高速风机和低速风机组合发电设备，例如中国专利，申请号为：201120489391.X，公开一种可调式风机风叶，由叶身和叶根组成，叶身的出风面上设有球面凹槽，其凹槽布满整个叶身的出风面，所述的叶根为圆柱形，圆柱的外侧中部设有环形的限位槽，叶根外露端设有叶身角度调整的刻度，叶根的圆柱面上设有防滑槽，叶根与叶身连为一体；叶盘，由上叶盘和下叶盘组成，上叶盘和下叶盘结构相同并扣合连接，其连接处设有数个固定风叶的叶根连接孔，中部设有转盘轴孔，上叶盘和下叶盘通过叶片固定孔用螺钉固定连接。由于叶身的出风面上设有球面凹槽，使风力集中并降低噪声；由于采用树脂材料，能抗腐蚀重量轻；叶根外露端设有叶身角度调整的刻度，便于各叶片角度的精确调整；叶根的圆柱面上设有防滑槽，使叶片固定更加牢固稳定。其通过在风叶页面上设置细密的凹槽，从而增加风叶对低风速的吸收，使风能发电设备能够在低风速时启动发电。但是这种风叶仍然无法满足风能发电设备在高风速时对风能的有效利用。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服上述现有技术存在的不足，而提出一种用于风电机组的风叶，这种风叶通过对风叶结构的巧妙设计，合理利用气体动力学原理，实现风叶对低风速和高风速的风能能源的利用。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种用于风电机组的风叶，其包括：
一曲面板，所述的曲面板中部形成一凹陷结构，所述的曲面板一侧设有一阻力部，与所述的阻力部同侧的曲面板上设有多个喷流孔；
一盖板，所述的盖板固定连接于所述的曲面板的边缘，并且所述的盖板与所述的曲面板形成一入风口；以及
一用于将风叶安装于旋转中心装置上的连接件。
该用于风电机组的风叶，还包括一中轴杆，所述的中轴杆固定于所述的盖板上；以及多根支撑件，所述的支撑件一端固定于所述的中轴杆，另一端固定于所述的曲面板上。
其中，所述的曲面板沿其长度方向的中心线对称。
其中，所述的盖板和所述的阻力部位于曲面板的同一侧。
优选的，所述的阻力部为一弧形面。
优选的，所述的曲面板和所述盖板都是采用玻璃纤维和环氧树脂依次交替层叠而成的板状结构。
其中，所述连接件包括一连接杆和一安装板。
优选的，所述的中轴杆为一上小下大的圆锥形杆体或管体。
其中，所述的连接件固定于所述的中轴杆的较大半径一端的末端。
其中，所述的喷流孔每两个为一组，有两组或多组沿纵向分布于所述的曲面板上。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果，该用于风电机组的风叶能够适用于高风速和低风速风能发电设备上，在较低风速时，能够较快的启动机组发电，在较高风速时能够自动实现平衡，保护风叶不受损。其结构简单，強度髙，成本较低，非常适合广泛推广应用。
附图说明
图1为本发明用于风电机组的风叶的立体图；
图2为本发明用于风电机组的风叶的正视图；
图3为本发明用于风电机组的风叶的侧视图；
图4为本发明用于风电机组的风叶的仰视图；
图5为本发明用于风电机组的风叶的横向剖视图。
其中图中的标记说明如下：
1曲面板，11曲面状板体，12阻力部；2盖板，21入风口；3中轴杆；4支撑件；5连接件，51连接杆，52安装板，521安装孔；6喷流孔。
具体实施方式
体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。
参阅附图1至附图3，该用于风电机组的风叶包括：一曲面板1，该曲面板1中部形成一凹陷结构；一盖板2，该盖板2沿着曲面板1的边缘部分遮盖曲面板1的凹陷空间；一中轴杆3，该中轴杆3固定连接于盖板2上；多根支撑件4，该支撑件4的一端固定连接于中轴杆3，另一端固定连接于曲面板1上；一连接件5，该连接件5连接于中轴杆3的末端；多个喷流孔设于盖板2遮盖部分的下方曲面板1上。
参阅附图1和附图3以及附图5，该曲面板1包括一曲面状板体11和一阻力部12，曲面板板体11其纵向最长长度较其横向最长长度要大(需要指出的是，这里所说的纵向和横向是按照附图所在的A4中长边为纵向，宽边为横向)，并且曲面状板体11沿其纵向中心线左右对称(这里所说的左右是按照附图中左右相对而言，并不是限制性的位置关系)。其阻力部12设于该曲面板1的右边侧面，该阻力部12为一弧形面，该阻力部12附近设有喷流孔6，或者喷流孔6设置在阻力部12上。在该实施例中，该曲面板1呈树叶状。
其中，曲面状板体11采用一种抗晒、抗老化、韧性较强的材质制成，在本实施例中，该曲面状板体11采用多层玻璃纤维和环氧树脂依次交叉层叠而成
参阅附图1和附图2，该盖板2的曲线边缘的形状与曲面板1的边缘相同，盖板2的曲线边沿与曲面板1的边缘密封固定连接，盖板2包括一直线边缘，该直线边缘与曲面板1的纵向中心线平行。其中，该盖板2与曲面板1共同围合一空腔，并且该盖板2部分遮挡曲面板1的空腔，盖板2和曲面板1之间形成一入风口21，该入风口21可供自然风进入该风叶并推动风叶旋转。
其中，盖板2采用一种抗晒、抗老化、韧性较强的材质制成，在本实施例中，该盖板2采用多层玻璃纤维和环氧树脂依次交叉层叠而成，
参阅附图1，中轴杆3为一高强度，高韧性材质制成的杆体或者是管体，其从上端向下端半径逐渐变大，即上小下大的圆锥体状，该中轴杆3固定于盖板2上，其目的是为了增加该风叶的结构强度，能够承受更大的推力而不受损。其中，中轴杆3设置成上小下大的圆锥体状，是为了减轻该风叶在高速旋转时，旋转中心所需要承受的离心力，同时能够增加该中轴杆3的拉力强度。
参阅附图1，支撑件4一端固定于中轴杆3，另外一端固定于曲面状面板11上，所述的支撑件4可以为均匀分布的支撑杆，也可以是间隔安装固定的支撑板；多根支撑杆均匀排列固定连接于中轴杆3上。支撑件4的设置，是为了提高风叶的结构强度，提高其抗风强度，同时在风速较小时，可以增大阻力面，从而使风力更好的利用。
参阅附图1、附图2和附图4，连接件5包括一连接杆51和一安装板52，连接杆51固定连接于中轴杆3的末端，另外一端与安装板52固定连接。其中安装板52上对称设有多个安装孔521。连接件5用于将曲面板1安装到一风电机组的旋转中心装置上。
参阅附图3，喷流孔6为设置在阻力部12上的多个通孔，该喷流孔6为椭圆形或圆形通孔。在本实施例中，喷流孔6两个为一组，并且均匀设有两组或多组于阻力部12上。
在其他实施例中，曲面板1为一桃形或芭蕉叶形等树叶状面板，也可以是一半圆柱形面板，也可以是半圆锥状面板。优选的，该曲面板1为一上部宽度较下部宽度要小的一弧形边缘的树叶面板。
需要说明的是，以上仅为本发明的较佳可行实施例，并非限制本发明的保护范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作出的等效结构变化，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于风电机组的风叶，其特征在于，包括：
一曲面板，所述的曲面板中部形成一凹陷结构，所述的曲面板一侧设有一阻力部，与所述阻力部同侧的曲面板上设有多个喷流孔；
一盖板，所述的盖板固定连接于所述的曲面板的边缘，并且所述的盖板与所述的曲面板形成一入风口；以及
一用于将风叶安装于旋转中心装置上的连接件。
2.如权利要求1所述的用于风电机组的风叶，其特征在于，还包括一中轴杆，所述的中轴杆固定于所述的盖板上；以及多根支撑件，所述的支撑件一端固定于所述的中轴杆，另一端固定于所述的曲面板上。
3.如权利要求1所述的用于风电机组的风叶，其特征在于，所述的曲面板沿其长度方向的中心线对称。
4.如权利要求1所述的用于风电机组的风叶，其特征在于，所述的盖板和所述的阻力部位于曲面板同一侧。
5.如权利要求1所述的用于风电机组的风叶，其特征在于，所述的阻力部为一弧形面。
6.如权利要求1所述的用于风电机组的风叶，其特征在于，所述的曲面板和所述盖板都是采用玻璃纤维和环氧树脂依次交替层叠而成的板状结构。
7.如权利要求2所述的用于风电机组的风叶，其特征在于，所述连接件包括一连接杆和一安装板。
8.如权利要求2所述的用于风电机组的风叶，其特征在于，所述的中轴杆为一上小下大的圆锥形杆体或管体。
9.如权利要求1所述的用于风电机组的风叶，其特征在于，所述的连接件固定于所述的中轴杆的较大半径一端的末端。
10.如权利要求1所述的用于风电机组的风叶，其特征在于，所述的喷流孔设有多个，所述的喷流孔每两个为一组，一共多组沿纵向分布于所述的曲面板上。
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