CN110578652A - 一种叶片可自调节保护的风力发电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种叶片可自调节保护的风力发电装置，包括轴部、风力发电叶片和使上述风力发电叶片旋转活动的弹性保护装置；所述轴部设有活动连接风力发电叶片底边的固定轴，固定轴呈J字型，有长轴和短轴之分；所述弹性保护装置包括穿过风力发电叶片的连接曲环、弹簧以及防滑片，弹簧套在连接曲环上，连接曲环一端穿过风力发电叶片上的开孔，并套有防滑片来固定，另一端固定在固定轴的短轴上，当风力过大或风向突变时，风力发电叶片压缩或释放弹簧来调节自身角度保护不受损以及调节上述叶片受到风压的面积，保证稳定工作。本发明结构轻便，不易损坏，便于安装，劳动成本降低，风力资源利用率较高，制作成本低，适用范围广。
Description
技术领域
本发明属于风力发电技术领域，具体涉及一种叶片可自调节保护的风力发电装置。
背景技术
随着社会经济的不断发展，各领域的用电量在不断的攀升，而利用火力、水力等资源进行发电已较难满足人们的用电需求，因此，越来越多的人开始关注风能这一清洁的可再生能源，以期提高发电量，保障各类社会活动的顺利进行。
风力发电是利用风力带动风力发电叶片旋转，风力发电叶片与增速机连接，增速机通过变速机构将速度提升后带动发电机舱进行发电。显然，风力发电叶片作为风力发电的主要设备，其性能直接决定着风发电的可靠性以及工作效率。
目前，风力发电叶片上的每个剖面均设计成翼型，并且从叶根到叶尖，风力发电叶片的厚度、扭角和弦长等具有一定的分布规律，使其具有良好的空气动力外形，较大限度地降低其与风力作用时的阻力，增大风力发电叶片在风力推动下的旋转速度，提高发电效率。
然而，我国的风力发电场地以山区、沙漠、草原、沿海海岛为主，上述场地的高空环境风速气流较强，其对叶片材质要求极其高，并且也对轴承等接触件要求非常高。而风电叶片长期高转速转动，风力发电系统中的刹车片过热磨损、齿轮箱漏油、发电机舱超负荷运行以及闪电雷击产生火花等情况。还有现有的风力发电叶片都非常笨重，一组风力发电叶片的重量高达4至6吨，使其运输与检修都及其困难；绝大多数的风力发电叶片在5至7级风之间，才能发电，工作范围短。因此，在风电装机数量迅速发展的今天，上述问题亟待解决。
发明内容
针对现有技术中的不足之处，本发明一种叶片可自调节保护的风力发电装置。本发明的风力发电叶片重量较轻，工作范围广泛在三至十五级风力下能正常发电，而且解决了风力发电叶片笨重，易损伤的难题。
为了上述目的，本发明技术方案如下：
一种叶片可自调节保护的风力发电装置，包括轴部、风力发电叶片和使上述风力发电叶片旋转活动的弹性保护装置；所述轴部设有活动连接风力发电叶片底边的固定轴，固定轴呈J字型，有长轴和短轴之分；所述弹性保护装置包括穿过风力发电叶片的连接曲环、弹簧以及防滑片，弹簧套在连接曲环上，连接曲环一端穿过风力发电叶片上的开孔，并套有防滑片来固定，另一端固定在固定轴的短轴上，当风力过大或风向突变时，风力发电叶片压缩或释放弹簧来调节自身角度保护不受损以及调节上述叶片受到风压的面积，保证稳定工作。
进一步地，所述风力发电装置还包括发电机舱，与所述轴部通过一传动轴转动连接；优选的，所述轴部顶部通过一销轴固定安装。
进一步地，发电机舱在后尾设置有尾翼，底部设有轴承，且固定于搭架上；发电机舱内设齿轮箱，用于传递借助风压而产生抗力的叶片来旋转的机械力。
进一步地，所述搭架内设整流子，将传递来的机械力转化成电能；整流子由铜环和碳刷组合导电，将发电机舱的电传送至下方，若没有整流子，发电机在一直转动的情况下，会将内部电线缠断。
进一步地，所述风力发电装置设有3～6个风力发电叶片。
进一步地，所述风力发电叶片的形状为类矩形，外边2角为圆弧形。
进一步地，所述风力发电叶片的底边环套在固定轴的长轴上，且其顶部弯折，防止风力发电叶片滑落。
进一步地，所述风力发电叶片的底边通过铰链与固定轴活动连接，其弹性保护装置还包括缓冲器，加装在固定轴的短轴上与连接曲环顶端相连，可收缩或放送连接曲环。
进一步地，所述风力发电叶片的材质可采用塑料或涂有防腐涂料的金属材料。
进一步地，所述尾翼采用塑料材质，且自身可根据风向调节。
有益效果：本发明结构轻便，不易损坏，便于安装与维修，劳动成本降低，风力资源利用率较高，制作成本低。本发明中弹性保护装置在保护叶片不会因发生翻折、磨损等而受损稳定工作的同时，可相应的增加各叶片的受压面积，保证极高的风能转化率。
附图说明
图1为本发明实施例1的风力发电叶片的结构示意图。
图2为图1中A处的局部放大图。
图3为本发明实施例1的风力发电叶片的主视图。
图4为本发明实施例1的整体结构示意图。
图5为本发明实施例1中整流子结构示意图。
图6为本发明实施例2的风力发电叶片的结构示意图。
图7为图6中B处的局部放大图。
图中，1-轴部，2-风力发电叶片，3-弹性保护装置，4-传动轴，5-销轴，6-铰链，7-缓冲器，8-发电机舱，9-搭架，10-转动轴；11-固定轴；21-开孔；31-连接曲环，32-弹簧，33-防滑片；81-尾翼，82-轴承；91-整流子，92-铜环，93-碳刷，94-弹簧，95-导线。
具体实施方式
以下参照具体的实施例来说明本发明。
实施例1
一种叶片可自调节保护的风力发电装置，如图1至图3所示，包括轴部1、风力发电叶片2和使风力发电叶片2能旋转活动的弹性保护装置3；轴部1设有的固定轴11，且固定轴呈J字型，分长轴与短轴，固定轴11的长轴上环套着风力发电叶片2的底边，形成活动连接，且固定轴11顶部弯折，防止风力发电叶片2滑落；弹性保护装置3包括连接曲环31、弹簧32以及防滑片33，弹簧32套在连接曲环31上，连接曲环31一端穿过风力发电叶片2的开孔21，并套有防滑片33来固定，另一端固定在固定轴11的短轴上。
如图4所示，风力发电装置还包括发电机舱8，发电机舱8位于轴部1的后端，轴部1顶部通过一其顶端的销轴5和传动轴4与发电机舱8转动连接；发电机舱8在风向上排列成一列的方式在后尾设置有尾翼81，底部设有轴承82，并且发电机舱8固定于搭架9上；且发电机舱内设齿轮箱，用于传递借助风压而产生抗力的叶片2来旋转的机械力；机械力通过轴承82、转动轴10传递给搭架9顶部的整流子91，形成电能。
如图5所示，具体的，整流子91，由两组铜环92和碳刷93组合导电，将发电机舱的电经弹簧94由导线95传送至下方，若没有整流子，发电机在一直转动的情况下，会将内部电线缠断。
本实施例中，弹性保护装置适用于小功率风力发电机，风力发电装置设有4个风力发电叶片；风力发电叶片的形状为类矩形，外边2角为圆弧形；可安装在海拔-20m的滩涂，风力发电装置的高度是20m。
实施例2
一种叶片可自调节保护的风力发电装置，如图6和图7所示，包括轴部1、风力发电叶片2和使风力发电叶片2能旋转活动的弹性保护装置3；轴部1设有的固定轴11，固定轴11长轴上通过铰链6与风力发电叶片2的底边活动连接；弹性保护装置3包括连接曲环31、弹簧32、防滑片33以及缓冲器7，弹簧32套在连接曲环31上，连接曲环31一端穿过风力发电叶片2的开孔21，并套有防滑片33来固定，另一端与安装于固定轴11短轴上缓冲器7相连，可且收缩或放送整个弹性保护装置。本实施例中弹性保护装置3可用于大功率风力发电机，缓冲器7在风力不稳时起作用。
尽管已经示出和描述了本发明的技术方案，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种叶片可自调节保护的风力发电装置，其特征在于：包括轴部、风力发电叶片和使上述风力发电叶片旋转活动的弹性保护装置；所述轴部设有活动连接风力发电叶片底边的固定轴，固定轴呈J字型，有长轴和短轴之分；所述弹性保护装置包括穿过风力发电叶片的连接曲环、弹簧以及防滑片，弹簧套在连接曲环上，连接曲环一端穿过风力发电叶片上的开孔，并套有防滑片来固定，另一端固定在固定轴的短轴上，当风力过大或风向突变时，风力发电叶片压缩或释放弹簧来调节自身角度保护不受损以及调节上述叶片受到风压的面积，保证稳定工作。
2.根据权利要求1所述的叶片可自调节保护的风力发电装置，其特征在于：所述风力发电装置还包括发电机舱，与所述轴部通过一传动轴转动连接。
3.根据权利要求2所述的叶片可自调节保护的风力发电装置，其特征在于：发电机舱在后尾设置有尾翼，底部设有轴承，且固定于搭架上；发电机舱内设齿轮箱，用于传递借助风压而产生抗力的叶片来旋转的机械力。
4.根据权利要求3所述的叶片可自调节保护的风力发电装置，其特征在于：所述搭架内设整流子，将传递来的机械力转化成电能。
5.根据权利要求1所述的叶片可自调节保护的风力发电装置，其特征在于：所述风力发电装置设有3～6个风力发电叶片。
6.根据权利要求1或5所述的叶片可自调节保护的风力发电装置，其特征在于：所述风力发电叶片的形状为类矩形，外边2角为圆弧形。
7.根据权利要求1所述的叶片可自调节保护的风力发电装置，其特征在于：所述风力发电叶片的底边环套在固定轴的长轴上，且其顶部弯折，防止风力发电叶片滑落。
8.根据权利要求1所述的叶片可自调节保护的风力发电装置，其特征在于：所述风力发电叶片的底边通过铰链与固定轴活动连接，其弹性保护装置还包括缓冲器，加装在固定轴的短轴上与连接曲环顶端相连，可收缩或放送连接曲环。
9.根据权利要求1所述的叶片可自调节保护的风力发电装置，其特征在于：所述风力发电叶片的材质可采用塑料或涂有防腐涂料的金属材料。
10.根据权利要求1所述的叶片可自调节保护的风力发电装置，其特征在于：所述尾翼采用塑料材质，且自身可根据风向调节。
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