CN108590955B - 风力机叶片及风力机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种风力机叶片及风力机，涉及发电设备的技术领域。风力机叶片包括叶片本体、叶片增速装置和导流装置；叶片本体包括第一叶片和第二叶片，第一叶片与第二叶片连接，第一叶片上设有连接部，叶片增速装置连接在连接部上；导流装置连接在第二叶片上，并设置在第一叶片和第二叶片形成的容纳腔室内，使叶片增速装置与导流装置对应设置。解决了现有技术中，叶片在旋转的过程中，容易受到风的阻力作用，降低风能利用率的技术问题。本发明在叶片上设置连接部，利用叶片增速装置对叶片在旋转过程中进行增速，提高了叶片的旋转速度，利用导流装置使叶片内部通风，使叶片旋转速度快，从而提高了风能利用率。

Description

风力机叶片及风力机

技术领域

本发明涉及发电设备的技术领域，尤其是涉及一种风力机叶片及风力机。

背景技术

随着科技的不断进步，人们对于能源的开发主要是再生能源，再生能源包括太阳能、水能、风能、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能、地热能等。再生能源在自然界可以循环再生，是取之不尽，用之不竭的能源，并且不需要人力参与便会自动再生，是相对于会穷尽的非再生能源的一种能源。

风能，是指风所负载的能量，风能的大小决定于风速和空气的密度。在我国北方地区和东南沿海地区的一些岛屿，风能资源丰富，据国家气象部门有关资料显示，我国陆地可开发利用的风能资源为2.53亿千瓦，主要分布在东南沿海及岛屿、新疆、甘肃、内蒙古和东北地区；此外，我国海上风能资源也很丰富，初步估计是陆地风能资源的3倍左右，可开发利用的资源总量为7.5亿千瓦。

上述现有技术中，在对风能进行开发利用时，主要采用风力机，风力机是将风能转换为机械功的动力机械，是一种以太阳为热源，以大气为工作介质的热能利用发动机，是可再生的、无污染的自然能源。风力机在运行时，主要靠叶片的旋转产生机械功，叶片的外表面采用平面的结构，靠风力吹动，使叶片绕着转轴进行旋转运动，从而产生机械能。叶片的表面光滑，叶片在旋转的过程中，顺风旋转时，叶片能够快速的进行旋转，而在逆风旋转时，叶片的旋转速度慢，就降低了风能的利用率；并且叶片采用封闭的结构，内部透气性不好，叶片内部容易积水，降低了叶片的旋转速度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种风力机叶片，以解决现有技术中存在的，叶片在旋转的过程中，容易受到风的阻力作用，降低风能利用率的技术问题。

本发明还提供一种风力机，以解决现有技术中，风力机的叶片设计不合理，风能利用率低的技术问题。

本发明提供的一种风力机叶片，包括叶片本体、叶片增速装置和导流装置；

所述叶片本体包括第一叶片和第二叶片，所述第一叶片与所述第二叶片连接，所述第一叶片上设有连接部，所述叶片增速装置连接在所述连接部上；

所述导流装置连接在所述第二叶片上，并设置在所述第一叶片和所述第二叶片形成的容纳腔室内，使所述叶片增速装置与所述导流装置对应设置。

进一步的，所述叶片增速装置包括扣合盖；

所述扣合盖的一侧与所述第一叶片转动连接，所述扣合盖的另一侧与所述第一叶片活动连接，使所述扣合盖能够以一侧为旋转中心，另一侧能够进行打开所述连接部或者关闭所述连接部；

所述扣合盖的数量为多个，所述连接部的数量为多个，每个所述扣合盖与每个所述连接部相对应设置。

进一步的，所述扣合盖的外表面具有凸起的弧形面。

进一步的，所述叶片本体还包括弹性件，所述弹性件的一端与所述第二叶片的内侧面连接，所述弹性件的另一端与所述扣合盖连接。

进一步的，所述第一叶片上连接有第一吸附件，所述扣合盖上连接有第二吸附件，所述第一吸附件能够与所述第二吸附件吸附连接，以将所述扣合盖连接在所述第一叶片上。

进一步的，所述导流装置包括旋转装置、主气流管道和分支气流管道；

所述旋转装置连接在所述连接部内，并与所述主气流管道的进气口连接，所述分支气流管道的数量为多个，每个所述分支气流管道的进气口分别连接在所述主气流管道上，每个所述分支气流管道的出气口设置在所述叶片本体的内壁上；

所述第二叶片的内壁设有主导流槽和分支导流槽，所述分支导流槽的数量为多个，每个分支导流槽的进气口与所述主导流槽连接，每个分支导流槽的出气口设置在所述叶片本体的内壁上；

所述主气流管道连接在所述主导流槽内，每个分支气流管道连接在每个分支导流槽内。

进一步的，所述导流装置还包括第一发电装置；

所述旋转装置与所述第一发电装置连接。

进一步的，所述导流装置还包括伸缩管道，所述伸缩管道的一端与所述分支气流管道的出气口连接；

所述伸缩管道的另一端连接出气嘴，所述出气嘴为球状，在所述出气嘴上设有多个出气孔。

进一步的，还包括过滤装置；

所述过滤装置连接在所述连接部的进气口处，并设置在所述导流装置的进风口处。

本发明还提供一种风力机，包括第二发电装置、旋转轴、安装架和所述的风力机叶片；

所述第二发电装置连接在所述旋转轴的一端，所述安装架连接在所述旋转轴的另一端；

所述安装架的数量为多个，所述风力机叶片的数量为多个，每个风力机叶片连接在每个安装架内。

本发明提供的一种风力机叶片，所述第一叶片和所述第二叶片连接，使所述第一叶片和所述第二叶片之间形成容纳腔室；在所述第一叶片上设有连接部，所述叶片增速装置连接在所述连接部上，利用所述连接部对所述叶片增速装置的位置进行限定，并且利用所述叶片增速装置对所述叶片本体在旋转的过程进行增速，以使所述叶片本体能够增速运行，从而提高了所述叶片本体的旋转运行速度，使所述叶片本体能够增加旋转速度运行，提高了风能利用率；所述导流装置连接在所述第二叶片上，并且将所述导流装置设置在所述第一叶片和所述第二叶片之间形成的腔室内，将所述导流装置和所述叶片增速装置对应设置，以使所述叶片增速装置打开时，能够通过所述导流装置将气流引导至所述容纳腔室内，使所述容纳腔室内保持通风，避免容纳腔室内留存积水，使叶片本体的重量减轻，便于叶片本体进行旋转运动，从而提高了所述叶片本体的旋转速度，提高了风能利用率。

本发明还提供一种风力机，将上述风力机叶片安装在风力机上，风力机在启动时，能够在所述叶片增速装置的带动下快速的旋转运动，利用所述导流装置对所述叶片内进行通风干燥，使所述叶片本体的旋转速度增加，从而提高了整个风力机的运行效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的叶片本体的主视图；

图2为本发明实施例提供的叶片本体的俯视图；

图3为本发明实施例提供的叶片增速装置和导流装置连接结构示意图；

图4为图3中的A部放大图；

图5为本发明实施例提供的导流装置、主导流槽和分支导流槽之间连接结构示意图；

图6为图5中的B部放大图；

图7为本发明实施例提供的弹性件和扣合盖之间连接的结构示意图；

图8为图7中的C部放大图；

图9为本发明实施例提供的第一吸附件和第二吸附件之间连接的结构示意图；

图10为图9中的D部放大图；

图11为本发明实施例提供的风力机的结构示意图。

图标：100－叶片本体；200－叶片增速装置；300－导流装置；400－过滤装置；500－第二发电装置；600－旋转轴；700－安装架；101－第一叶片；102－第二叶片；103－连接部；104－弹性件；105－第一吸附件；106－主导流槽；107－分支导流槽；201－扣合盖；202－第二吸附件；301－旋转装置；302－主气流管道；303－分支气流管道；304－第一发电装置；305－伸缩管道；306－出气嘴；307－出气孔。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为本发明实施例提供的叶片本体的主视图；图2为本发明实施例提供的叶片本体的俯视图；图3为本发明实施例提供的叶片增速装置和导流装置连接结构示意图。

如图1～3所示，本发明提供的一种风力机叶片，包括叶片本体100、叶片增速装置200和导流装置300；

所述叶片本体100包括第一叶片101和第二叶片102，所述第一叶片101与所述第二叶片102连接，所述第一叶片101上设有连接部103，所述叶片增速装置200连接在所述连接部103上；

所述导流装置300连接在所述第二叶片102上，并设置在所述第一叶片101和所述第二叶片102形成的容纳腔室内，使所述叶片增速装置200与所述导流装置300对应设置。

在图1中，叶片本体100为竖直设置的长方体状，叶片本体100的截面为椭圆状；第一叶片101和第二叶片102之间扣合连接，并采用螺栓连接固定，使第一叶片101和第二叶片102之间形成一个容纳腔室。

在图3中，在第一叶片101的外表面形成连接部103，连接部103是形成在第一叶片101上的椭圆形通孔，叶片增速装置200扣合连接在通孔上，对通孔进行封闭。

本发明的一个实施例中，叶片增速装置200的右侧铰接在第一叶片101上，叶片增速装置200的左侧贴合在第一叶片101上，叶片本体100顺风旋转时，风力推动叶片增速装置200的左侧扣合连接在第一叶片101上，增加叶片本体100的推力，从而增加叶片本体100的旋转速度；叶片本体100逆风旋转时，风力吹动叶片增速装置200，使叶片增速装置200的左侧向外打开。

导流装置300连接在第二叶片102的内侧面，使导流装置300设置在第一叶片101和第二叶片102之间的容纳腔室内，并且导流装置300与通孔处的叶片增速装置200对应设置，以使叶片增速装置200打开时，气流沿着通孔进入容纳腔室，并利用导流装置300对进入的气流进行导向，使气流均布分散在叶片本体100内，保持叶片本体100内的通风干燥，降低了叶片本体100的重量，从而使叶片本体100能够快速的旋转运动。

进一步的，所述叶片增速装置200包括扣合盖201；

所述扣合盖201的一侧与所述第一叶片101转动连接，所述扣合盖201的另一侧与所述第一叶片101活动连接，使所述扣合盖201能够以一侧为旋转中心，另一侧能够进行打开所述连接部103或者关闭所述连接部103；

所述扣合盖201的数量为多个，所述连接部103的数量为多个，每个所述扣合盖201与每个所述连接部103相对应设置。

本发明的一个实施例中，如图2所示，扣合盖201的右侧与第一叶片101外表面铰接，扣合盖201的左侧与第一叶片101的外表面扣合连接，使扣合盖201能够以右侧为旋转中心，叶片本体100在进行顺风旋转时，扣合盖201的左侧扣合贴合在第一叶片101的外表面，叶片本体100在进行逆风旋转时，扣合盖201的左侧被风吹开，气流沿着通孔进入容纳腔室内。

本发明的另一个实施例中，如图3所示，扣合盖201的数量为三个，通孔的数量为三个，三个扣合盖201分别扣合连接在三个通孔上。叶片本体100在进行顺风旋转时，三个扣合盖201的左侧均扣合贴合在第一叶片101的外表面，增大了叶片本体100的推力，从而增加了叶片本体100的旋转速度；叶片本体100在进行逆风旋转时，三个扣合盖201的左侧均被风吹开，气流沿着三个通孔进入容纳腔室内；采用三个扣合盖201增大了叶片本体100的旋转速度。

进一步的，所述扣合盖201的外表面具有凸起的弧形面。

在图2中，扣合盖201的外表面设置成凸起的弧形面，叶片本体100在进行顺风旋转时，风力能够直接打在凸起的弧形面上，使风力沿着弧形面的左右两侧均匀分散，有利于扣合盖201推动叶片本体100进行快速的旋转。

图7为本发明实施例提供的弹性件和扣合盖之间连接的结构示意图；图8为图7中的C部放大图。

进一步的，所述叶片本体100还包括弹性件104，所述弹性件104的一端与所述第二叶片102的内侧面连接，所述弹性件104的另一端与所述扣合盖201连接。

在图8中，弹性件104采用弹簧。弹簧的左端铰接在第二叶片102的内侧面，弹簧的右端铰接在扣合盖201的内侧面。

本发明的一个实施例中，叶片本体100在进行顺风旋转时，弹簧收缩，弹簧的右端带动扣合盖201扣合连接在第一叶片101上，利用扣合盖201对通孔进行密封，加速叶片本体100的旋转速度；叶片本体100在进行逆风旋转时，风力吹动扣合盖201，弹簧拉伸，弹簧的右端带动第二叶片102离开第一叶片101，扣合盖201从通孔处打开。

图9为本发明实施例提供的第一吸附件和第二吸附件之间连接的结构示意图；图10为图9中的D部放大图。

进一步的，所述第一叶片101上连接有第一吸附件105，所述扣合盖201上连接有第二吸附件202，所述第一吸附件105能够与所述第二吸附件202吸附连接，以将所述扣合盖201连接在所述第一叶片101上。

在图9中，第一吸附件105采用第一磁铁，第二吸附件202采用第二磁铁，第一磁铁采用螺钉固定连接在第一叶片101上，第二磁铁采用螺钉固定连接在扣合盖201上，第一磁铁能够和第二磁铁吸附连接。

本发明的一个实施例中，叶片本体100在进行顺风旋转时，第二磁铁和第一磁铁吸附，带动第二叶片102扣合连接在第一叶片101上，利用扣合盖201对通孔进行密封，加速叶片本体100的旋转速度；叶片本体100在进行逆风旋转时，风力吹动扣合盖201，第二磁铁和第一磁铁相分离，带动第二叶片102离开第一叶片101，扣合盖201从通孔处打开。

图4为图3中的A部放大图；图5为本发明实施例提供的导流装置、主导流槽和分支导流槽之间连接结构示意图；图6为图5中的B部放大图。

进一步的，所述导流装置300包括旋转装置301、主气流管道302和分支气流管道303；

所述旋转装置301连接在所述连接部103内，并与所述主气流管道302的进气口连接，所述分支气流管道303的数量为多个，每个所述分支气流管道303的进气口分别连接在所述主气流管道302上，每个所述分支气流管道303的出气口设置在所述叶片本体100的内壁上；

所述第二叶片102的内壁设有主导流槽106和分支导流槽107，所述分支导流槽107的数量为多个，每个分支导流槽107的进气口与所述主导流槽106连接，每个分支导流槽107的出气口设置在所述叶片本体100的内壁上；

所述主气流管道302连接在所述主导流槽106内，每个分支气流管道303连接在每个分支导流槽107内。

在图4中，旋转装置301采用旋转风扇，旋转风扇连接在通孔内，旋转风扇与主气流管道302的进气口连接，以使旋转风扇在进行旋转时，所产生的风力直接沿着主气流管道302进入容纳腔室内。

在主气流管道302的侧壁连接多个分支气流管道303，多个分支气流管道303出气口对准叶片本体100的侧壁，以使风力直接吹至叶片本体100的侧壁，对叶片本体100的侧壁进行通风干燥，避免叶片本体100的侧壁积水，使叶片本体100的重量减轻，便于叶片本体100进行旋转运动。

在图6中，在第二叶片102的内侧壁设置主导流槽106，主导流槽106用于容纳主气流管道302，对主气流管道302的位置进行限定，从而对主气流管道302内气流的方向进行限定。

在第二叶片102的内侧壁，与主导流槽106的两侧相连接有多个分支导流槽107，每个分支导流槽107用于容纳每个分支气流管道303，对分支气流管道303的位置进行限定，从而对分支气流管道303内气流的方向进行限定。

进一步的，所述导流装置300还包括第一发电装置304；

所述旋转装置301与所述第一发电装置304连接。

在图4中，第一发电装置304采用第一发电机，旋转风扇在进行旋转时，会产生机械能，机械能直接与第一发电机连接，转换成电能进行使用。

旋转风扇在旋转的过程中，一方面，将风力传递至主气流管道302，利用这些风力对叶片本体100内壁进行通风干燥，另一方面，旋转风扇所产生的机械能通过第一发电机转换成电能，进行二次发电。

进一步的，所述导流装置300还包括伸缩管道305，所述伸缩管道305的一端与所述分支气流管道303的出气口连接；

所述伸缩管道305的另一端连接出气嘴306，所述出气嘴306为球状，在所述出气嘴306上设有多个出气孔307。

在图4中，伸缩管道305的进气口与分支气流管道303的出气口连接，伸缩管道305的出气口连接出气嘴306。

本发明的一个实施例中，叶片本体100在进行顺风旋转时，扣合盖201打开，风力进入通孔，带动旋转风扇旋转，旋转风扇所产生的风力吹入主气流管道302，主气流管道302内的气体逐渐分散至各个分支气流管道303内，分支气流管道303的出气口吹动伸缩管道305，使伸缩管道305处于伸长的状态，从而带动出气嘴306向下喷射气压；叶片本体100在进行逆风旋转时，扣合盖201关闭，主气流管道302内不进气体，伸缩管道305缩至最短状态。

出气嘴306采用圆球状，并且在圆球上设置多个出气孔307，多个出气孔307便于从不同的方向对气体进行扩散，从而使气体沿着叶片本体100的内壁均匀的扩散。

出气孔307可以为圆孔，也可以为由内之外直径逐渐变大的锥形孔，便于内部气体向外部扩散。

进一步的，还包括过滤装置400；

所述过滤装置400连接在所述连接部103的进气口处，并设置在所述导流装置300的进风口处。

在图8中，过滤装置400采用过滤网，在通孔处连接过滤网，对进入通孔之前的气体进行过滤，避免灰尘进入容纳腔室内。

图11为本发明实施例提供的风力机的结构示意图。

本发明还提供一种风力机，包括第二发电装置500、旋转轴600、安装架700和所述的风力机叶片；

所述第二发电装置500连接在所述旋转轴600的一端，所述安装架700连接在所述旋转轴600的另一端；

所述安装架700的数量为多个，所述风力机叶片的数量为多个，每个风力机叶片连接在每个安装架700内。

在图11中，第二发电装置500采用第二发电机。

本发明的一个实施例中，第二发电机连接在旋转轴600的下部位置，安装架700连接在旋转轴600的上部位置，安装架700的数量为多个，风力机叶片的数量为多个，至少一个风力机叶片采用上述的风力机叶片，启动风力机时，利用叶片增速装置200增加了叶片本体100的旋转速度，并且利用导流装置300对通孔内施加风压，不但对容纳腔室内壁进行干燥，还能够进行二次发电。

本发明的另一个实施例中，与上述实施例的区别在于，所采用的风力机叶片均为上述的风力机叶片，整个风力机采用上述的风力机叶片，提高了整个风力机的运转效率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种风力机叶片，其特征在于，包括叶片本体(100)、叶片增速装置(200)和导流装置(300)；

所述叶片本体(100)包括第一叶片(101)和第二叶片(102)，所述第一叶片(101)与所述第二叶片(102)连接，所述第一叶片(101)上设有连接部(103)，所述叶片增速装置(200)连接在所述连接部(103)上；

所述导流装置(300)连接在所述第二叶片(102)上，并设置在所述第一叶片(101)和所述第二叶片(102)形成的容纳腔室内，使所述叶片增速装置(200)与所述导流装置(300)对应设置；

所述叶片增速装置(200)包括扣合盖(201)；

所述扣合盖(201)的一侧与所述第一叶片(101)转动连接，所述扣合盖(201)的另一侧与所述第一叶片(101)活动连接，使所述扣合盖(201)能够以一侧为旋转中心，另一侧能够进行打开所述连接部(103)或者关闭所述连接部(103)；

所述扣合盖(201)的数量为多个，所述连接部(103)的数量为多个，每个所述扣合盖(201)与每个所述连接部(103)相对应设置；

所述导流装置(300)包括旋转装置(301)、主气流管道(302)和分支气流管道(303)；

所述旋转装置(301)连接在所述连接部(103)内，并与所述主气流管道(302)的进气口连接，所述分支气流管道(303)的数量为多个，每个所述分支气流管道(303)的进气口分别连接在所述主气流管道(302)上，每个所述分支气流管道(303)的出气口设置在所述叶片本体(100)的内壁上；

所述第二叶片(102)的内壁设有主导流槽(106)和分支导流槽(107)，所述分支导流槽(107)的数量为多个，每个分支导流槽(107)的进气口与所述主导流槽(106)连接，每个分支导流槽(107)的出气口设置在所述叶片本体(100)的内壁上；

所述主气流管道(302)连接在所述主导流槽(106)内，每个分支气流管道(303)连接在每个分支导流槽(107)内。

2.根据权利要求1所述的风力机叶片，其特征在于，所述扣合盖(201)的外表面具有凸起的弧形面。

3.根据权利要求1所述的风力机叶片，其特征在于，所述叶片本体(100)还包括弹性件(104)，所述弹性件(104)的一端与所述第二叶片(102)的内侧面连接，所述弹性件(104)的另一端与所述扣合盖(201)连接。

4.根据权利要求1所述的风力机叶片，其特征在于，所述第一叶片(101)上连接有第一吸附件(105)，所述扣合盖(201)上连接有第二吸附件(202)，所述第一吸附件(105)能够与所述第二吸附件(202)吸附连接，以将所述扣合盖(201)连接在所述第一叶片(101)上。

5.根据权利要求1所述的风力机叶片，其特征在于，所述导流装置(300)还包括第一发电装置(304)；

所述旋转装置(301)与所述第一发电装置(304)连接。

6.根据权利要求1所述的风力机叶片，其特征在于，所述导流装置(300)还包括伸缩管道(305)，所述伸缩管道(305)的一端与所述分支气流管道(303)的出气口连接；

所述伸缩管道(305)的另一端连接出气嘴(306)，所述出气嘴(306)为球状，在所述出气嘴(306)上设有多个出气孔(307)。

7.根据权利要求1所述的风力机叶片，其特征在于，还包括过滤装置(400)；

所述过滤装置(400)连接在所述连接部(103)的进气口处，并设置在所述导流装置(300)的进风口处。

8.一种风力机，其特征在于，包括第二发电装置(500)、旋转轴(600)、安装架(700)和如权利要求1－7中任一项所述的风力机叶片；

所述第二发电装置(500)连接在所述旋转轴(600)的一端，所述安装架(700)连接在所述旋转轴(600)的另一端；

所述安装架(700)的数量为多个，所述风力机叶片的数量为多个，每个风力机叶片连接在每个安装架(700)内。