CN202900532U - 风力发电机框式自动调向风叶 - Google Patents
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Abstract
风力发电机框式自动调向风叶，它具有叶片，它还具有一框架，叶片铰接在框架上，框架构成对叶片的转动支撑，叶片的重心偏离叶片的转动轴线，框架上设有使叶片保持水平状态及垂直状态的限位机构。垂直轴式风力发电机采用一组本实用新型提供的风叶时，当其中某个或几个风叶的转动方向与风向趋于一致时，通过叶片自生重力、风力及限位机构，可使叶片保持竖直状态，从而较好的直接接受风力，当另外的风叶的转动方向与风向趋于相反时，通过风力及限位机构，可使叶片保持水平状态，避免风力对风叶形成阻力，从而风轮就能利用风力往一个方向旋转做功，最大限度地利用风的能量。
Description
技术领域
本实用新型涉及风力发电机的风叶，具体地说是一种适合用于垂直轴式风力发电机的风叶。
背景技术
随着能源的日趋匮乏，风能的利用越来越引起人们的重视，利用风力进行发电是利用风能的一种主要手段。目前，风力发电机有水平轴式和垂直轴式两种，对于目前水平轴风力发电机中的风叶，其设计特点是利用风力的一个分力推动风叶、产生扭矩，风叶的面积很大，用于推动发电机的风力却较小，且设计要求也很高，造价很高，效率较低，对鸟类和蝙蝠有危害。而对于目前垂直轴风力发电机中的风叶，其风叶转动方向与风向相反时，风叶受到的逆风风力较大，较大程度的抵消了顺风风叶的推力，因此，效率也较低。所以，现有的各种风力发电机所用的风叶存在的共同不足是：风能的利用率较低，设计体积大，造价高；对风速要求较高，通常额定风速均在每秒10米至15米以上，在风力较小的区域，风力发电机的使用受到限制，在风速高的地方效率也较低，限制了风力发电机的发展。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种风力发电机框式自动调向风叶，该风叶用于竖直轴式风力发电机中，其叶片可自动调向，叶片处在顺风位时竖直、处在逆风位时水平，该风叶能最大限度地减少风叶处于逆风位时的受力，充分利用顺风位的风力产生扭矩，进而使风能的利用率提高，并对可利用风的风速要求降低。
为实现上述目的，本实用新型采用以下方案：风力发电机框式自动调向风叶，适用于垂直轴式风力发电机，它具有叶片，它还具有一框架，叶片铰接在框架上，框架构成对叶片的转动支撑，叶片的重心偏离叶片的转动轴线，框架上设有使叶片保持水平状态及垂直状态的限位机构。
由上述方案可见，垂直轴式风力发电机中采用一组本实用新型提供的自动调向风叶时，当其中某个或几个风叶的转动方向与风向趋于一致时，通过叶片自生重力、风力及限位机构，可使叶片保持竖直状态，从而较好的直接接受风力，当另外的风叶的转动方向与风向趋于相反时，通过风力及限位机构，可使叶片保持水平状态，避免风力对风叶形成阻力，从而使风轮能利用风力往一个方向旋转做功，最大限度地利用风的能量。
本实用新型结构合理、使用可靠，它作为垂直轴风力发电机的风叶，具有以下积极效果：1、可以在同一风力条件下减小风力发电机的外形尺寸，简化风力发电机结构，大幅度降低风车造价，降低投资和运行成本；2、可以利用目前风力发电机无法利用的低速风发电，大大提高风力发电机的利用范围。3、可较大程度的减小风轮的尺寸，有利于降低风轮对鸟类和蝙蝠的危害。
附图说明
图1 本实用新型一实施例的结构示意图；
图2 图1的A－A剖视图；
图3 本实用新型的使用状态示意图。
具体实施方式
以下结合实施例及附图进一步说明本实用新型。
参见图1、图2
本实用新型提供的风力发电机框式自动调向风叶具有叶片5和框架1，叶片5铰接在框架1上，框架1构成对叶片5的转动支撑。叶片5与框架1铰接的铰接结构为：在框架1的两侧上分别固定有一轴套2，叶片5的两侧分别固定有销轴4，销轴4装于轴套2中。限位机构为一水平限位杆7及一垂直限位杆4，水平限位杆7设于框架1的一侧，垂直限位杆4可设于框架1的上部或下部。本实施例中，垂直限位杆4设于框架的下部。以叶片5的转动轴线为界，使叶片5处在其转动轴线两侧的部分不对称，即可使叶片5的转动轴线偏离其重心。
参见图1，为实现风叶与风叶杆的联接，在框架1的一侧连接有支撑板6，支撑板6上开有若干通孔6a，通过支撑板6及其上的通孔6a，可使本风叶方便地与风叶杆联接。
另外，由图2可见，垂直限位杆4、水平限位杆7的限位面上分别设有橡胶垫9、橡胶垫8，以缓冲降低叶片5与它们触及时的碰撞并降低噪音。
参见图3，本实施例提供的风叶在使用时，其支撑板6与风叶杆10联接，风叶杆10与垂直的旋转轴11联接。
由图1、图2、图3可见，当风叶的转动方向与风向趋于一致时，通过叶片5自身的重力、风力及垂直限位杆4，可使叶片5保持呈竖直状态，进而直接接受风力；当风叶的转动方向与风向趋于相反时，通过风力及水平限位杆7，可使叶片5保持且呈水平状态，避免风力对风叶形成阻力。
本实用新型提供的自动调向风叶的特点是：叶片仅在90°的范围内绕自身的转动轴线自由转动，风叶处于顺风时，叶片在自身重力的作用下向竖直方向偏转，且通过风的作用及限位机构的配合，保持呈竖直状态，当风叶处于逆风时，由于叶片偏重的半边面积较大，偏重的一半受风力会被吹至远离风的来向，且通过限位机构可使叶片处于水平状态。可见，在有风时，风叶绕发电机主轴一周的过程中，叶片可在竖直状态和水平状态之间的自动转换，且叶片完成绕自身的转动轴线由竖直转至水平、再由水平转至竖直的一个周期性动作，进而实现由叶片充分利用风力推动发电机旋转轴做功。
Claims (3)
1.风力发电机框式自动调向风叶，适用于垂直轴式风力发电机，它具有叶片，其特征在于：它还具有一框架，叶片铰接在框架上，框架构成对叶片的转动支撑，叶片的重心偏离叶片的转动轴线，框架上设有使叶片保持水平状态及垂直状态的限位机构。
2.根据权利要求1所述的风力发电机框式自动调向风叶，其特征在于：限位机构为一水平限位杆及一垂直限位杆，水平限位杆设于框架的一侧，垂直限位杆设于框架的上部或下部。
3.根据权利要求1所述的风力发电机框式自动调向风叶，其特征在于：垂直限位杆、水平限位杆的限位面上分别设有橡胶垫。
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