CN211008951U - 一种新型风叶 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于风力发电技术领域，具体为一种新型风叶。包括立杆、大风叶、转动环，所述转动环活动套在立杆上，所述大风叶有若干个，圆周均匀分部设置在转动环上，所述大风叶由上下两个风叶架以及安装在上下两个风叶架之间的若干可转动的小叶片组成，所述风叶架固定在转动环上，所述立杆上转动环的下方活动设置有偏心轮，立杆上偏心轮的下方固定设有固定齿环，所述偏心轮上固定设有风向板。本实用新型结构简单，制造成本低廉，安装运输简单方便，安装高度低，发电机可地面安装，维护方便，装机规模灵活，效率高，微风运行，自动控制，对风向没有要求，叶片转动空间小，抗风能力强，可推广使用。

Description

一种新型风叶

技术领域

本实用新型主要涉及风力发电技术领域，特别是一种新型风叶。

背景技术

在全球能源危机和环境危机日益严重的背景下，风能资源开始受到普遍关注。风能是最具商业潜力、最具活力的可再生能源之一，使用清洁，成本较低，取用不尽。我国风能资源丰富，可开发利用的风能地域辽阔，海上陆地都能建设，风能是清洁能源，环境效益好，可再生，永不枯竭，风力发电设备基建周期短，装机规模灵活，运行和维护成本低等优势。风力发电在为经济增长提供稳定电力供应的同时，可以有效缓解空气污染、水污染和全球变暖问题。大规模推广风电可以为节能减排做出积极贡献。风力发电大力发展给风力发电装备制造业提供了广阔的市场空间和前景。目前风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再通过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风力发电机技术，大约是每秒四公尺的风流速度便可以开始发电。这类风机属轴流风机，即风流方向与转轴的方向平行，由于其结构特点决定了其存在以下不可避免的缺点：1、造价高，成本大；2、安装难，运输难，维护难；3、效率低，难启动，结构复杂；由于风叶片围绕轮毂作圆周运动，故风叶在不同位置角速度相同，但线速度不同，所以各点受力不均衡，在一定的转速下，有的地方是正向力，有的地方却是反向力，导致效率低下，风速较大时还可能导致风翼折断；4、需要大片场地；5、对鸟类构成危害；6、风沙对设备影响大；7、家庭使用受限。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对以上所述的现有技术中存在的问题，提供一种新型风叶。

为了实现所述目的，本实用新型具体采用如下技术方案：

一种新型风叶，包括立杆1、大风叶2、转动环3，其特征在于：所述转动环3活动套在立杆1上，所述大风叶2有若干个，圆周均匀分部设置在转动环3上，所述大风叶2由上下两个风叶架21以及安装在上下两个风叶架21之间的若干可转动的小叶片22组成，所述风叶架21固定在转动环3上，所述立杆1上转动环3的下方活动设置有偏心轮4，立杆1上偏心轮4的下方固定设有固定齿环5，所述偏心轮4上垂直固定有风向板6。

所述小叶片22通过连杆23与设在下侧风叶架21旁侧的推杆24连接，所述推杆24一端通过推动弹簧25连接有推杆轮26，所述推杆轮26的中轴线与偏心轮4的中轴线平行，推杆轮26在推动弹簧25的作用下与偏心轮4边缘紧贴在一起。

所述连杆23一端活动插在小叶片22下边上，连杆23另一端活动插在推杆24上。

所述推杆24活动位于设置在风叶架21侧壁上的固定槽27内。

所述风叶架21外端头处的固定槽27为“[”，其余均为“L”形。

所述风向板6上水平设有弹簧销子6，所述弹簧销子6的锥形端头水平插在固定齿环5的齿槽内。

所述小叶片22外侧竖向边上设置转轴，所述转轴上下两端活动插在上下两个风叶架21上。

所述风向板6位于推杆轮26之下。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：其设置的大风叶由若干条小叶片组成，小叶片可在推杆的作用下以适当角度旋转开合，当风叶架围绕立杆转动时，顺风转动的那面大风叶上的小叶片拼结在一起形成整体平面状，增大风力，大大地提高了发电效率，而逆风转动的那面大风叶上的小叶片相互分离，形成间隙，减小阻力。具体有益效果有以下几点：1、结构简单，制造成本低廉；2、安装运输简单方便，安装高度低，发电机可地面安装，维护方便，装机规模灵活；3、效率高，微风运行，自动控制；4、对风向没有要求，叶片转动空间小，抗风能力强；5、场地要求低；6、对鸟类不构成危害；7、因为结构简单，风沙及其他恶劣环境对设备不产生影响；8、装机规模灵活，效率高，所以可满足家庭用电需求，冬天可副助供暖，富余电量还可入网。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的结构示意图。

图2为本实用新型实施例1的主视图。

图3为本实用新型实施例1的俯视图。

图4为本实用新型实施例2的结构示意图。

图5为本实用新型实施例3的结构示意图。

图6为本实用新型实施例4的结构示意图。

图中所示：立杆1；大风叶2；风叶架21；小叶片22；连杆23；推杆24；推动弹簧25；推杆轮26；固定槽27；转动环3；偏心轮4；固定齿环5；风向板6；弹簧销子7。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的结构及其有益效果进一步说明。

实施例1

一种新型风叶，如图1至3，包括立杆1、大风叶2、转动环3，所述转动环3活动套在立杆1上，所述大风叶2有若干个，圆周均匀分部设置在转动环3上，所述大风叶2由上下两个风叶架21以及安装在上下两个风叶架21之间的若干可转动的小叶片22组成，所述风叶架21固定在转动环3上，所述立杆1上转动环3的下方活动设置有偏心轮4，立杆1上偏心轮4的下方固定设有固定齿环5，所述偏心轮4上垂直固定有风向板6。

所述小叶片22通过连杆23与设在下侧风叶架21旁侧的推杆24连接，所述推杆24一端通过推动弹簧25连接有推杆轮26，所述推杆轮26的中轴线与偏心轮4的中轴线平行，推杆轮26在推动弹簧25的作用下与偏心轮4边缘紧贴在一起。所述连杆23一端活动插在小叶片22下边上，连杆23另一端活动插在推杆24上。所述推杆24活动位于设置在风叶架21侧壁上的固定槽27内。所述风叶架21外端头处的固定槽27为“[”，其余均为“L”形。所述风向板6上水平设有弹簧销子7，所述弹簧销子7的锥形端头水平插在固定齿环5的齿槽内。所述小叶片22外侧竖向边上设置转轴，所述转轴上下两端活动插在上下两个风叶架21上。所述风向板6位于推杆轮26之下。

本实用新型的使用原理为：每个大风叶均由若干条小叶片组成，小叶片可在推杆的作用下以适当角度旋转开合，推杆一端有推杆轮，推杆轮在推杆弹簧的作用下与偏心轮紧贴在一起，且能围绕偏心轮转动，当大风叶围绕立杆转动时，顺风转动的那面大风叶上的小叶片拼结在一起，而逆风转动的那面大风叶上的小叶片相互分离，形成间隙，减小阻力。为了适应风向，设计了风向板，风向板与偏心轮的最远点与最近点连线垂直焊结，这样无论风向怎样变化，偏心轮的最远点与最近点连线始终与风向横向垂直，确保大风叶在风向横断面上小叶片正好合并或正好打开。为了适应风向又不防止小角度乱摆，又设计固定齿环位于偏心轮下方，风向板上设计有弹簧销子，销子尖头与齿槽咬合，当风向板上的力达到足以让弹簧销子弹起时，风向板带动偏心轮旋转至合适位置，达到适应风向的目的。该结构最大限度地利用风的动能，根据贝兹理论，设V₁是风轮上游的风速，V是通过风轮的风速，V₂是风轮下游的风速，通过风轮的气流截面是S，ρ为空气密度，由于风轮所获得的能量是由风能转化得到的，所以V₂必定小于V₁。由动量方程，可得作用在风轮上的气动力为：

F＝ρSV(V₁-V₂)

所以风轮吸收的功率为

P＝FV＝ρSV²(V₁-V₂)

故上游至下游动能的变化为

△E＝0.5ρSV(V₁ ²-V₂ ²)

由能量守恒定律，可知

V＝0.5(V₁+V₂)

因此，作用在风轮上的气动力和提供的功率可写为

F＝0.5ρS(V₁ ²-V₂ ²)

P＝0.25ρS(V₁ ²-V₂ ²)(V₁+V₂)

对于给定的上游速度V₁，可写出以V₂为函数的功率变化关系，将上式微分可得V₂＝V₁/3时，功率P达到最大值，即Pmax＝8/27ρSV13

所以在风机运行中，通过智能变速控制，使风叶转动接近V₁/3时，使得转化功率P达到最大值。本设备与智能变速器配合使用，使风叶转速保持合理稳定，以获取最大效能。

实施例2

如图4，本实施例是将风叶架的一边制作成弧形，使相对设置的一对大风叶俯视呈“S”形，在风叶架弧形边周围加装边沿，小风叶沿着风叶架弧形边的边沿设置，连接起来形成风兜，提高风能转化率。

实施例3

如图5，本实施例是用帆布代替每个大风叶上的若干小风叶，每个大风叶的风叶架上均安装帆布卷筒，原理如同钢卷尺，帆布内侧竖向边上设有固定立杆，固定立杆上下两端固定在风叶架上，帆布卷筒设置在活动立杆上，活动立杆上下两端位于风叶架上的活动槽内，活动立杆下端与连接杆连接，连接杆一端活动插在推杆上。所以帆布可在推杆的作用下张开或卷缩，随着大风叶的转动，在偏心轮子的作用下，推杆来回移动，这样布帆顺风时张开，逆风时卷缩，这样可获得最大的风力。

实施例4

如图6，本实施例是在每片大风叶上面开若干孔口，孔口上通过合页设置小盖板，保证风叶转动时逆风时吹起，顺风时在重力的作用下自然闭合，这样风叶获得最大正向力矩，自然适应风向，本实施例不需要风向板、偏心轮，固定齿环，弹簧销子，连杆，推杆，推动弹簧，推杆轮，固定槽，结构简单直接，转化率高。

以上所述仅为本实用新型的优选实例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改，等同替换，改进等，均应包括在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种新型风叶，包括立杆(1)、大风叶(2)、转动环(3)，其特征在于：所述转动环(3)活动套在立杆(1)上，所述大风叶(2)有若干个，圆周均匀分部设置在转动环(3)上，所述大风叶(2)由上下两个风叶架(21)以及安装在上下两个风叶架(21)之间的若干可转动的小叶片(22)组成，所述风叶架(21)固定在转动环(3)上，所述立杆(1)上转动环(3)的下方活动设置有偏心轮(4)，立杆(1)上偏心轮(4)的下方固定设有固定齿环(5)，所述偏心轮(4)上垂直固定有风向板(6)。

2.根据权利要求1所述的一种新型风叶，其特征在于：所述小叶片(22)通过连杆(23)与设在下侧风叶架(21)旁侧的推杆(24)连接，所述推杆(24)一端通过推动弹簧(25)连接有推杆轮(26)，所述推杆轮(26)的中轴线与偏心轮(4)的中轴线平行，推杆轮(26)在推动弹簧(25)的作用下与偏心轮(4)边缘紧贴在一起。

3.根据权利要求2所述的一种新型风叶，其特征在于：所述连杆(23)一端活动插在小叶片(22)下边上，连杆(23)另一端活动插在推杆(24)上。

4.根据权利要求2所述的一种新型风叶，其特征在于：所述推杆(24)活动位于设置在风叶架(21)侧壁上的固定槽(27)内。

5.根据权利要求4所述的一种新型风叶，其特征在于：所述风叶架(21)外端头处的固定槽(27)为“[”，其余均为“L”形。

6.根据权利要求1所述的一种新型风叶，其特征在于：所述风向板(6)上水平设有弹簧销子(7)，所述弹簧销子(7)的锥形端头水平插在固定齿环(5)的齿槽内。

7.根据权利要求1所述的一种新型风叶，其特征在于：所述小叶片(22)外侧竖向边上设置转轴，所述转轴上下两端活动插在上下两个风叶架(21)上。

8.根据权利要求1所述的一种新型风叶，其特征在于：所述风向板(6)位于推杆轮(26)之下。

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