CN202140243U - 一种调角度风轮 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种利用风力为动力的风力机风轮装置，特别涉及一种调角度风轮。其特征在于：有水平轴的调角度风轮和垂直轴调角度风轮两种形式；水平轴的调角度风轮采用2到3个形状如飞机机翼对称翼型的叶片，在叶片上设有配重体，使重心在安装轴的回转轴线上，叶片通过安装轴与安装架圆周上设置的安装孔转动连接，安装架与风力机动力轴固定连接。垂直轴的调角度风轮：4个叶片的形状如飞机机翼形，采用对称翼型的叶片上设有配重体，使重心在安装轴的回转轴线上。本实用新型调角度风轮，叶片可以靠风力调整适当的角度，有风能利用率高，结构简单、制造方便、造价低的特点。

Description

一种调角度风轮
技术领域
本实用新型涉及一种利用风力为动力的风力机风轮装置，可利用其作为风力发电、风力提水等的动力源，特别涉及一种调角度风轮。
背景技术
目前，国内在现有技术中升力型水平轴风力机，有采用将叶片固定在转轴上的，这种结构虽然简单、造价低，但存在风能利用率低的缺点。有通过电动或液压推动进行调节叶片迎角的，效果好。但存在：结构复杂、造价高的问题。阻力型垂直轴风力机，容易启动，存在风能利用率低的问题。在升力型垂直轴风力机中，有固定叶片的，在一定风速下可获得较高的功率输出，但存在不容易启动，在低风速下运转困难，对风速变化和负荷变化要求都较苛刻等问题。有用简单装置调整叶片迎角的，但效果不理想，通过采用微处理器，根据风向和风速调节叶片的转角，效果最好，但是有结构复杂，造价高的不足之处。
发明内容
本实用新型克服了上述存在的缺陷，目的是为更好的解决风力机提高效率，就要结构复杂和成本高昂的问题，提供一种具有容易启动、效率高、结构简单、成本低的调角度风轮。
本实用新型调角度风轮内容简述：
本实用新型调角度风轮，其特征在于：有水平轴的调角度风轮和
垂直轴的调角度风轮两种形式；水平轴的调角度风轮是由：叶片、安装架、安装轴、配重体和安装座组成，采用2～3个形状如飞机机翼对称翼型的叶片，在叶片上设有配重体，使重心在安装轴的回转轴线上，叶片通过安装轴与安装架圆周上设置的安装座转动连接，安装座的截面是圆形或翼型，安装轴选择偏心位置，安装架与风力机动力轴固定连接。
垂直轴的调角度风轮中，4个叶片的形状如飞机机翼形，采用对称翼型的叶片上设有配重体，使重心在安装轴的回转轴线上，在叶片上设置的安装轴与支架上设置的安装孔转动连接，立杆和支架固定连接在一起；支架与延长杆固定连接，支架通过安装孔与安装轴转动连接；安装轴选择偏心位置，支架的截面是圆形或流线型、翼型，调整杆的两端分别与叶片和延长杆转动连接，立杆与风力机动力轴固定连接。
设置加强杆的垂直轴调角度风轮中，4个叶片的形状如飞机机翼形，采用对称翼型的叶片上设有配重体，使重心在安装轴的回转轴线上，在叶片上设置的安装轴与支架上设置的安装孔转动连接，立杆和支架固定连接在一起；支架与延长杆固定连接，支架通过安装孔与安装轴转动连接；安装轴选择偏心位置，支架的截面是圆形或流线型、翼型，调整杆的两端分别与叶片和延长杆转动连接，加强杆一端与支架固定连接，一端与立杆固定连接，加强杆的截面是圆形或流线型、翼型，立杆与风力机动力轴固定连接。
本实用新型调角度风轮，可以靠风力自动调整叶片的角度，有风能利用率高，容易启动，结构简单、制造方便、造价低的特点。
附图说明
图1是水平轴的调角度风轮结构示意图
图2是垂直轴的调角度风轮结构示意图
图3是设置加强杆的垂直轴调角度风轮结构示意图
图中：1是叶片、2是安装架、3是安装轴、4是配重体、5是安装座， 6是风力机动力轴、7是立杆、8是支架、9是延长杆、10是安装孔、11是调整杆、12是加强杆。
具体实施方式
实用新型调角度风轮是这样实现的，有水平轴的调角度风轮和
垂直轴的调角度风轮两种形式，下面结合附图做具体说明。
见图1，水平轴的调角度风轮，是由：叶片1、安装架2、安装轴3、配重体4和安装座5组成，采用2到3个形状如飞机机翼对称翼型的叶片1，在叶片1上设有配重体4，使重心在安装轴3的回转轴线上，叶片1通过安装轴3与安装架2圆周上设置的安装座5转动连接，安装座的截面是圆形或翼型，安装架2与风力机动力轴6固定连接。
安装轴3设置在叶片1上的偏心位置，在适合的风力吹动下，叶片1就会发生弦线与风向形成角度的偏转，安装轴3位置设置的偏心程度要使叶片1偏转到预选的角度12度，还要在升力作用线上，根据所采用叶片1适合产生升力的迎角来预选角度。当适合的风力从正面吹向风轮时，叶片1就会偏转到预选的角度12度，或者在8～15度，以适当的迎角产生升力，推动风轮启动。风轮启动后，相对风速吹向叶片1，调整迎角在12度或者8～15度，产生较大升力，推动风轮运转。
见图2，垂直轴的调角度风轮：是由叶片1、安装轴3、配重体4、立杆7、支架8、延长杆9、调整杆11组成，4个叶片1的形状为飞机机翼形，采用对称翼型的叶片1上设有配重体4，使重心在安装轴3的回转轴线上，在叶片1上设置的安装轴3与支架8上设置的安装孔10转动连接，立杆7和支架8固定连接在一起；支架8的截面是圆形或流线型或是翼型，支架8与延长杆9固定连接，支架8通过安装孔10与安装轴3转动连接；调整杆11由两根转动连接的杆组成，两端分别与叶片1和延长杆9转动连接，立杆7与风力机动力轴6固定连接。
见图3，设置加强杆的垂直轴调角度风轮：是由叶片1、安装轴3、配重体4、立杆7、支架8、延长杆9、调整杆11，加强杆12组成，4个叶片1的形状为飞机机翼形，采用对称翼型的叶片1上设有配重体4，使重心在安装轴3的回转轴线上，在叶片1上设置的安装轴3与支架8上设置的安装孔10转动连接，立杆7和支架8固定连接在一起；支架8的截面是圆形或流线型或是翼型，支架8与延长杆9固定连接，支架8通过安装孔10与安装轴3转动连接；调整杆11由两根转动连接的杆组成，两端分别与叶片1和延长杆9转动连接，加强杆12一端与支架8固定连接，一端与立杆7固定连接，设置了加强杆12的风轮，加强了风轮受力的稳定性，加强杆的截面是圆形、流线型或是翼型，立杆7与风力机动力轴6固定连接。
安装轴3设置在叶片1上的偏心位置，在适合的风力吹动下，叶片1就会发生弦线与风向形成角度的偏转，安装轴3位置设置的偏心程度要使叶片1偏转到预选的角度12度，还要在升力作用线上，根据所采用叶片1适合产生升力的迎角来预选角度。按照图2中所示的方位，当适合的风力从正前方吹向风轮时，左前方的叶片1位置在0度～120度之间，这个位置调整杆11曲折转动，不控制叶片1的偏转，叶片1基本可以偏转到12度角，或者在8～15度角，产生升力推风轮按逆时针方向旋转。右前方和右后方的叶片1，位置在120度～270度之间，在风力的吹动下偏转，将调整杆11拉直，被限制在支架8的一侧，与支架8保持15度角的位置，受到风的阻力推动风轮按逆时针方向旋转，左后方的叶片1位置在270度～360度之间，叶片1在风力的吹动下偏转，将调整杆11拉直，叶片1偏转到支架8的另一侧，被限制在与支架8保持95度角的位置，产生阻力，是比较小的力推风轮按顺时针方向旋转，风轮很容易启动。风轮启动后，随风速和风轮转速的提高，相对风速使左前方叶片1偏转，调整迎角在12度或者在8～15度，产生升力推动风轮进行叶尖速比小于1的运转，产生升力的范围比风轮启动时逐渐增大。右前方和右后方的叶片1，受到风的阻力推动风轮进行叶尖速比小于1的运转，产生阻力的范围比风轮启动时逐渐缩小。左后方的叶片1产生的反方向力矩逐渐缩小。在0度～270度之间，升力和阻力联合推动风轮进行叶尖速比小于1的运转，风轮有能量输出。随风速和风轮转速的提高，叶尖速比大于1时风轮进入到升力状态工作。叶片1在0度～180度之间，调整杆11曲折转动，不限制叶片1的偏转，相对风速使叶片1偏转，调整迎角基本在12度或者在8～15度，产生很大的升力，推动风轮按逆时针方向旋转，叶片1在180度～360度之间，在相对风速的吹动下偏转，将调整杆11拉直，叶片1偏转到支架8的另一侧，被限制在与支架8保持95度角的位置，以变化的迎角产生升力，推动风轮按逆时针方向旋转。
调整杆11可以控制叶片1偏转到横杆8的一侧15度角，适当的15度角，可以扩大叶片的升力范围15度角，左前方位置的叶片1，在启动时叶片1的升力范围扩大了15度角。调整杆11控制叶片1偏转到支架8的另一侧，与支架8保持95度角，叶片1与支架8没有垂直，相差5度，可以减小叶片的反向阻力，有利于风轮的运转。

Claims (3)

1.一种调角度风轮，其特征在于：有水平轴的调角度风轮和垂直轴的调角度风轮两种形式；水平轴的调角度风轮是由：叶片（1）、安装架（2）、安装轴（3）、配重体（4）、和安装座（5）组成，采用2～3个形状如飞机机翼对称翼型的叶片（1），在叶片（1）上设有配重体（4），使重心在安装轴（3）的回转轴线上，叶片（1）通过安装轴（3）与安装架（2）圆周上设置的安装座（5）转动连接，安装座（5）的截面是圆形或翼型，安装轴（3）选择偏心位置，安装架（2）与风力机动力轴（6）固定连接。
2.根据权利要求1所述的调角度风轮，其特征在于：垂直轴的调角度风轮中，4个叶片（1）的形状如飞机机翼形，采用对称翼型的叶片（1）上设有配重体（4），使重心在安装轴（3）的回转轴线上，在叶片（1）上设置的安装轴（3）与支架（8）上设置的安装孔（10）转动连接，立杆（7）和支架（8）固定连接在一起；支架（8）与延长杆（9）固定连接，支架（8）通过安装孔（10）与安装轴（3）转动连接；安装轴（3）选择偏心位置，支架（8）的截面是圆形或流线型、翼型，调整杆（11）的两端分别与叶片（1）和延长杆（9）转动连接，立杆（7）与风力机动力轴（6）固定连接。
3.根据权利要求1所述的调角度风轮，其特征在于：设置加强杆的垂直轴调角度风轮中，4个叶片（1）的形状如飞机机翼形，采用对称翼型的叶片（1）上设有配重体（4），使重心在安装轴（3）的回转轴线上，在叶片（1）上设置的安装轴（3）与支架（8）上设置的安装孔（10）转动连接，立杆（7）和支架（8）固定连接在一起；支架（8）与延长杆（9）固定连接，支架（8）通过安装孔（10）与安装轴（3）转动连接；安装轴（3）选择偏心位置，支架（8）的截面是圆形或流线型、翼型，调整杆（11）的两端分别与叶片（1）和延长杆（9）转动连接，加强杆（12）一端与支架（8）固定连接，一端与立杆（7）固定连接，加强杆（12）的截面是圆形或流线型、翼型，立杆（7）与风力机动力轴（6）固定连接。
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