CN105317631A - 自提速无级式风车 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自提速无级式风车。所属技术领域是绿色能源。所要解决的技术问题是，传统风车叶尖速比太小、额定风速恒定、笨重、易毁坏、效能低。解决该问题的技术方案是：它由多边形轮毂1、转轴安装孔2、叶片安装孔3和柔性叶片4构成。其特征是设置于多边形轮毂边缘上的柔性叶片是由多个长方形柔性平板构成；每个长方形柔性平板的一个边长线与多边形轮毂的半径延长线重合；每个长方形柔性平板的平面，在静态下与径向平面平行；每个长方形柔性平板，在风力的吹动下能够向轴向弯曲；每个长方形柔性平板，在离心力和自身弹力的作用下能够向径向展开。主要用途是让风车根据风力和负载的变化自动调整额定风速，达到把风能转化成机械能的目的。
Description
技术领域
本发明属于绿色能源领域，确切的说是一种自提速无级式风车。
背景技术
风力发电机组效能高低，主要取决于所使用风车的叶尖速比大小和风车对额定风速的调节能力。风车的叶尖速比大，风车的额定转速就高，发电机的额定转速也高，发电机和风车的质量就很小，效能就很高；风车对额定风速的调整能力越大，额定功率状态下的风区就越宽，效能就更高。如专利号为ZL:201110035161；ZL:200910163134.4；ZL:200610046196.3；ZL:201120072211.8的专利技术、所述的风力发电机组所使用的风车，其主要技术问题是：1.风车的叶尖速比通常为2倍左右、太小，导致风车的额定转速很低，通常为27rpm—300rpm，发电机的额定转速也就很低，发电机和风车的质量就很大，效能就很小的缺点；2.风车叶片是钢性的、风车叶片的径向平分线与风车轮毂的半径延长线重合，导致风车的额定风速恒定不变、叶片断裂、噪音大的缺点。
发明内容
本发明目的是:利用构成柔性叶片的每个长方形柔性平板，在风力的吹动下能够向多边形轮毂的轴向弯曲、产生强大扭矩的特点；利用构成柔性叶片的每个长方形柔性平板，在离心力和自身弹力的作用下能够向多边形轮毂的径向展开、产生高达15倍以上叶尖速比的特点。克服传统风车的叶尖速比通常为2左右、太小，额定转速很低，发电机的额定转速也就很低，通常为27rpm—300rpm，发电机和风车的质量很大，效能就很小的缺点；克服传统风车叶片是钢性的、风车叶片的径向平分线与风车轮毂的半径延长线重合，风车的额定风速恒定不变、叶片断裂、噪音大的缺点。实现利用很轻、很小高达15倍以上叶尖速比的风车，在低噪音、安全、稳定的环境下，能够根据风力和负载的变化，自动调整额定风速，将更多风能转化成机械能，直接驱动额定转速高达3000rpm风力发电机的目的，而提供一种自提速无级式风车。
本发明目的由以下技术方案实现：该自提速无级式风车，它是由多边形轮毂、设置于多边形轮毂中心的转轴安装孔、设置于多边形轮毂边缘上的叶片安装孔和设置于多边形轮毂边缘上的柔性叶片构成；所述的自提速无级式风车：其特征是设置于多边形轮毂边缘上的柔性叶片是由多个长方形柔性平板构成；所述的自提速无级式风车：其特征是设置于多边形轮毂边缘上的、柔性叶片的、每个长方形柔性平板的、一个边长线与多边形轮毂的、半径延长线重合；所述的自提速无级式风车：其特征是设置于多边形轮毂边缘上的、柔性叶片的、每个长方形柔性平板的平面，在静态下与多边形轮毂的、径向平面平行；所述的自提速无级式风车：其特征是设置于多边形轮毂边缘上的、柔性叶片的、每个长方形柔性平板，在风力的吹动下、能够向多边形轮毂的轴向弯曲；所述的自提速无级式风车：其特征是设置于多边形轮毂边缘上的、柔性叶片的、每个长方形柔性平板，在离心力和自身弹力的作用下能够向多边形轮毂的、径向展开。
本发明与现有技术比较具有以下优点：1.总是首先以最大扭矩启动，然后以最大叶尖速比运行，通常叶尖速比高达15倍以上；2.很轻、很小；3.噪音低、运行安全、稳定；4额定风速的区间很宽，将更多风能转化成机械能；5.叶片材料便于在市场上直接购买，与其配套的高额定转速发电机、也便于在市场上直接购买；6.延长了寿命，降低了运营成本和维护成本；7.工艺简单、运输、安装都很方便；8.不管自然界的风，在0.2m/s-35m/s范围内、如何变化、和负载功率在额定功率范围内、如何变化，都能自动调节每个柔性叶片、与多边形轮毂的、轴向角度，找到一个最佳的、驱动扭矩和最佳的、驱动叶尖速比，进入了平稳的运行状态；9.合适的选择柔性叶片的、弹性强度，就能保证在任何风速环境下，始终运行在额定功率范围内。
附图说明
附图1为本发明整体结构示意图。
具体实施方法
结合附图对本发明的整体结构及工作原理作详细说明。
本发明的整体结构：如附图1所示，所述的自提速无级式风车：它主要由多边形轮毂（1）、设置于多边形轮毂中心的转轴安装孔（2）、设置于多边形轮毂边缘上的叶片安装孔（3）和设置于多边形轮毂边缘上的柔性叶片（4）构成。所述的自提速无级式风车：其特征是设置于多边形轮毂边缘上的柔性叶片（4）是由多个长方形柔性平板构成；所述的自提速无级式风车：其特征是设置于多边形轮毂边缘上的柔性叶片（4）的每个长方形柔性平板的一个边长线与多边形轮毂的半径延长线重合；所述的自提速无级式风车：其特征是设置于多边形轮毂边缘上的柔性叶片（4）的每个长方形柔性平板的平面，在静态下与多边形轮毂的径向平面平行；所述的自提速无级式风车：其特征是设置于多边形轮毂边缘上的柔性叶片（4）的每个长方形柔性平板，在风力的吹动下能够向多边形轮毂的轴向弯曲；所述的自提速无级式风车：其特征是设置于多边形轮毂边缘上的柔性叶片（4）的每个长方形柔性平板，在离心力和自身弹力的作用下能够向多边形轮毂的径向展开。
本发明的工作原理：如附图1所示，所述的自提速无级式风车，首先将每个长方形柔性平板、通过设置于多边形轮毂边缘上的叶片安装孔、分别安装在多边形轮毂边缘上；其特征是每个长方形柔性平板的、一个边长线与多边形轮毂的、半径延长线重合；每个长方形柔性平板的平面，在静态下与多边形轮毂的径向平面平行；所述的自提速无级式风车就组装好了。再将组装好的自提速无级式风车、通过设置于多边形轮毂中心的转轴安装孔、安装在风场预设的、水平轴发电机的转轴上，所述的自提速无级式风车就安装好了。
当自然界扫过自提速无级式风车的风速为零时，每个长方形柔性平板的平面，与多边形轮毂的径向平面平行。保证每个柔性叶片都会以15倍的叶尖速比、进入待机状态，保证一旦有风扫过自提速无级式风车时，自提速无级式风车能快速启动。
当自然界扫过自提速无级式风车的风速大于零时，每个长方形柔性平板的平面，首先会向多边形轮毂的轴向弯曲，保证每个柔性叶片都会以最大扭矩、驱动自提速无级式风车旋转，直至自提速无级式风车启动旋转后，每个长方形柔性平板的平面、才会停止向多边形轮毂的轴向弯曲。由于启动旋转后、自提速无级式风车轴承的、摩擦力会减小，继而每个长方形柔性平板、在离心力和自身弹力的作用下，向多边形轮毂的径向展开，保证每个柔性叶片都能以最大叶尖速比、驱动自提速无级式风车旋转，直至自提速无级式风车的动能与负载功率相等时，每个长方形柔性平板、才会停止向多边形轮毂的径向展开，这时自提速无级式风车才进入了平稳的运行状态。
当自然界扫过自提速无级式风车的风速增大时，或者负载功率减小时，自提速无级式风车转速就会加快，继而每个长方形柔性平板、在离心力和自身弹力的作用下、又向多边形轮毂的径向再度展开，加快了转速的自提速无级式风车的、轴承摩擦力也会加大，每个长方形柔性平板的平面，就会又向多边形轮毂的轴向弯曲，保证每个柔性叶片、都会以最大扭矩、驱动自提速无级式风车旋转，直至自提速无级式风车的动能与负载功率相等时，每个长方形柔性平板、才会停止向多边形轮毂的轴向弯曲，这时自提速无级式风车又一次进入了平稳的运行状态。
当自然界扫过自提速无级式风车的风速减小时，或者负载功率增大时，自提速无级式风车转速就会减慢，每个长方形柔性平板的平面、就会向多边形轮毂的轴向弯曲，保证每个柔性叶片都会以最大扭矩、驱动自提速无级式风车旋转，直至自提速无级式风车再度提速后，每个长方形柔性平板的平面、才会停止向多边形轮毂的轴向弯曲，由于提速后后、自提速无级式风车轴承的、摩擦力会减小、继而每个长方形柔性平板、在离心力和自身弹力的作用下、向多边形轮毂的径向展开，保证每个柔性叶片都能以最大叶尖速比、驱动自提速无级式风车旋转，直至自提速无级式风车的动能与负载功率相等时，每个长方形柔性平板、才会停止向多边形轮毂的径向展开。这时自提速无级式风车再一次进入了平稳的运行状态。
就这样，不管自然界的风，在0.2m/s-35m/s范围内、如何变化和负载功率在额定功率范围内、如何变化，所述的自提速无级式风车，都能自动调节每个柔性叶片、与多边形轮毂的轴向角度，找到一个最佳的驱动扭矩和最佳的驱动叶尖速比，进入平稳的运行状态。合适的选择柔性叶片的弹性强度，就能保证在任何风速环境下，自提速无级式风车始终运行在额定功率范围内。同时还具备1.总是以最大扭矩启动，以最大叶尖速比运行，通常叶尖速比高达15倍以上；2.很轻、很小；3.噪音低、运行安全、稳定；4额定风速的区间很宽，将更多风能转化成机械能；5.叶片材料便于购买，与其配套的高额定转速发电机也便于购买；6.延长了寿命，降低了运营成本和维护成本；7.工艺简单、运输、安装都很方便等优点。
市场前景
该专利技术不仅以物美价廉的产品，为国家分布式风力发电站的建设，做出巨大的贡献。同时，该专利技术产品，也可用于水能等以流体能为动力的领域。其社会效益和经济效益都是十分可观的。
Claims (6)
1.一种自提速无级式风车：它是由多边形轮毂（1）、设置于多边形轮毂中心的转轴安装孔（2）、设置于多边形轮毂边缘上的叶片安装孔（3）和设置于多边形轮毂边缘上的柔性叶片（4）构成。
2.根据权利要求1所述的自提速无级式风车：其特征是设置于多边形轮毂边缘上的柔性叶片（4）是由多个长方形柔性平板构成。
3.根据权利要求1所述的自提速无级式风车：其特征是设置于多边形轮毂边缘上的柔性叶片（4）的每个长方形柔性平板的一个边长线与多边形轮毂的半径延长线重合。
4.根据权利要求1所述的自提速无级式风车：其特征是设置于多边形轮毂边缘上的柔性叶片（4）的每个长方形柔性平板的平面，在静态下与多边形轮毂的径向平面平行。
5.根据权利要求1所述的自提速无级式风车：其特征是设置于多边形轮毂边缘上的柔性叶片（4）的每个长方形柔性平板，在风力的吹动下能够向多边形轮毂的轴向弯曲。
6.根据权利要求1所述的自提速无级式风车：其特征是设置于多边形轮毂边缘上的柔性叶片（4）的每个长方形柔性平板，在离心力和自身弹力的作用下能够向多边形轮毂的径向展开。
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| CN201410361478.7A CN105317631A (zh) | 2014-07-28 | 2014-07-28 | 自提速无级式风车 |
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