[實用新型]一種垂直軸風力發(fā)電機的新型葉片

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200820024547.5
• 申請日: 2008-06-24
• 公開（公告）號: CN201202588Y
• 公開（公告）日: 2009-03-04
• 發(fā)明（設計）人: 劉淑琴;郭人杰;邊忠國;楊洪濤;趙聞
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: F03D3/06
• 分類號: F03D3/06;F03D11/00
• 代理公司: 濟南圣達專利商標事務所有限公司
• 代理人: 張勇

技術領域

本實用新型涉及一種風力發(fā)電機的葉片，尤其涉及一種垂直軸風力發(fā)電機的新型葉片。

背景技術

目前對于水平軸風力發(fā)電機的葉片，為了抵抗風的正壓力，葉片必須使用好材料，做得足夠堅固，其造價昂貴是不言而喻的。水平軸風力發(fā)電機的葉片，在旋轉(zhuǎn)過程中其相對線速度從跟部到葉尖部依次加大，因而為了提高效率，葉片就要做成根部尺寸大，尖部尺寸小，并形成扭曲型以取得最佳攻角。這種形狀的葉片很難設計，并不好制作，因而必然大大提高了造價。傳統(tǒng)垂直軸風力發(fā)電機做成變槳距的葉片，但其缺陷是調(diào)整葉片攻角的推桿結(jié)構，既過多消耗了能量，又造成了風力機不能自行起動。近年來有人發(fā)現(xiàn)鉸鏈的葉片在旋轉(zhuǎn)中是可以擺動的，于是就出現(xiàn)了限制釘來把葉片擺動限制在合理攻角中。但有限制釘就有撞擊，在長期、周期及強力撞擊下葉片很容易損壞。

目前，垂直軸風力發(fā)電機普遍采用平行連接桿結(jié)構，這種方式風能對葉片形成的正壓力較大，葉片造價偏高，對發(fā)電機輸出軸要求較高，并且結(jié)構相對復雜，現(xiàn)場安裝程序也偏多。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的就是為了解決上述問題，提供一種具有結(jié)構簡單，易于拆卸，修護方便，成本低廉、質(zhì)量輕，易于生產(chǎn)大型垂直軸風力發(fā)電機組等優(yōu)點的一種垂直軸風力發(fā)電機的新型葉片。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種垂直軸風力發(fā)電機的新型葉片，所述葉片分為里、中、外三層結(jié)構，包括龍骨、骨節(jié)、填充體、蒙皮和葉鼻組成；其中葉片外層結(jié)構為薄壁蒙皮，中層結(jié)構為填充體；里層結(jié)構為龍骨和骨節(jié)；在葉片側(cè)面安裝至少一個葉鼻；每個葉片縱向為矩形，橫向截面為流線型。

所述蒙皮為葉片狀。

所述龍骨和骨節(jié)，一般為輕質(zhì)材料，龍骨是一根連續(xù)的心軸，骨節(jié)是一加強支撐，形狀與葉片截面形狀相同，均勻固定在龍骨上。

所述龍骨表面附著加強筋，加強筋為一金屬條，截面形狀是矩形結(jié)構。

所述填充體為泡沫塑料。

所述葉鼻有兩個。

本實用新型由3-6個葉片等角度組裝于發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)軸上構成。其中，每個葉片縱向為矩形，橫向截面為流線型。每個葉片采用里、中、外三層結(jié)構，由龍骨、骨節(jié)、加強筋、填充體、蒙皮和葉鼻組成。該葉片外層結(jié)構為薄壁蒙皮，表面加工成葉片要求的形狀，中層結(jié)構為填充體；里層結(jié)構為龍骨和骨節(jié)，一般為輕質(zhì)材料，龍骨是一根連續(xù)的心軸，骨節(jié)是一加強支撐，形狀與葉片截面形狀相同，均勻固定在龍骨上。加強筋為一金屬條，截面形狀是矩形結(jié)構，附在龍骨表面；葉片的制造方法是先將加強筋與龍骨固定在一起，然后把骨節(jié)沿長度方向均勻固定在龍骨上，然后蒙皮，直至制成完整的葉片形狀；最后填充泡沫。葉片制作完成后在葉片側(cè)面安裝葉鼻，每個葉片有兩個葉鼻，通過葉鼻把葉片掛在風輪上。

本實用新型葉片斷面是流線型的，而外形尺寸則是矩形的，所以它有很高的風能利用系數(shù)，而且不必直接承受風的全部正壓力，在設計制造方面簡單且成本低，這一點首先就具有了與水平軸風力發(fā)電機強勁的競爭力。與水平軸風力發(fā)電機和傳統(tǒng)的垂直軸風力發(fā)電機相比較，本實用新型的磁懸浮垂直軸風力發(fā)電機的葉片是自動調(diào)整的，不需要復雜的調(diào)節(jié)機構；磁懸浮垂直軸自調(diào)槳距風力發(fā)電機的葉片由于不承擔很大的正壓力力矩，也沒有葉尖速度，因而其形狀一般做成長方形，其斷面是流線型，長方形的葉片制作起來很簡單。

在使用時葉片鉸鏈于臂端，每使用一段時間，可以將葉片拆卸下來給予維修，或者直接換上備用的葉片，葉片可以成套的做成尺寸不同的備用配件，根據(jù)風力資源情況的不同，使用不同尺寸的葉片，這一點是其它任何風力機不具備的獨特之處。

同時在安裝葉片時采用三角形向量法的連接方式，風能對葉片形成的正壓力順輪臂方向簡單的傳至塔架，對葉片形成的正壓力較大。

本實用新型的有益效果是：結(jié)構簡單，制造成本低廉、質(zhì)量輕，易于生產(chǎn)大型垂直軸風力發(fā)電機組的葉片功能。

附圖說明

圖1為葉片的橫截面結(jié)構示意圖；

圖2為圖1的側(cè)面視圖；

圖3為安裝葉鼻后的結(jié)構示意圖。

其中，1.龍骨，2.加強筋，3.蒙皮，4.填充體，5.骨節(jié)，6.葉鼻，7.葉片。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與實施例對本實用新型做進一步說明。

圖1、圖2中，葉片7分為里、中、外三層結(jié)構，包括龍骨1、骨節(jié)5、填充體4、蒙皮3和葉鼻6組成；其中葉片7外層結(jié)構為薄壁蒙皮3，中層結(jié)構為填充體4；里層結(jié)構為龍骨1和骨節(jié)5；在葉片7側(cè)面上下安裝兩個葉鼻6，如圖3所示；每個葉片7縱向為矩形，橫向截面為流線型。