[發(fā)明專(zhuān)利]一種葉片和攻角可變風(fēng)輪

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310622514.6
• 申請(qǐng)日: 2013-11-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103603766B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 米建軍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 米建軍
• 主分類(lèi)號(hào): F03D3/06
• 分類(lèi)號(hào): F03D3/06
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風(fēng)力能源利用領(lǐng)域，具體是一種葉片和攻角可變風(fēng)輪。

技術(shù)背景

風(fēng)力能源不需要燃料，經(jīng)濟(jì)環(huán)保，廣泛應(yīng)用在世界各地，隨著能源緊缺及化石燃料對(duì)環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，開(kāi)發(fā)新型能源成為各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵，風(fēng)能發(fā)電是目前為止技術(shù)較為成熟，歷史悠久的發(fā)電方式，是具有大規(guī)模發(fā)展?jié)摿Φ目稍偕茉矗锌赡艹蔀橹匾奶娲茉矗L(fēng)力發(fā)電機(jī)主要有水平軸風(fēng)機(jī)和垂直軸風(fēng)機(jī)兩大類(lèi)，垂直軸風(fēng)機(jī)的風(fēng)輪軸與風(fēng)向垂直，風(fēng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)與風(fēng)向無(wú)關(guān)，但是由于其啟動(dòng)風(fēng)速較高且功率不穩(wěn)定，其發(fā)展并不像水平軸風(fēng)力機(jī)那么迅速，隨著計(jì)算科學(xué)的飛速發(fā)展，垂直軸風(fēng)力機(jī)的優(yōu)異空氣動(dòng)力性能，尤其是達(dá)里厄風(fēng)力機(jī)，漸漸為世人所認(rèn)識(shí)，近年來(lái)廣泛受到各國(guó)研究人員的關(guān)注，垂直軸風(fēng)機(jī)的效率不斷提高，解決在低風(fēng)速啟動(dòng)難效率低功率不穩(wěn)定的問(wèn)題可以極大促進(jìn)垂直軸風(fēng)機(jī)的廣泛應(yīng)用，風(fēng)機(jī)的發(fā)電效率高低及功率大小關(guān)鍵在于其葉片及風(fēng)輪的風(fēng)力性能，有合理的葉片及風(fēng)輪設(shè)計(jì)可以使風(fēng)機(jī)更好地把風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，以及通過(guò)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能。

發(fā)明內(nèi)容

???本發(fā)明的目的是提供一種葉片和攻角可變風(fēng)輪，使現(xiàn)有風(fēng)輪在低風(fēng)速啟動(dòng)難效率低功率不穩(wěn)定以及高風(fēng)速適應(yīng)范圍小的問(wèn)題得以解決。

（1）?一種葉片和攻角可變風(fēng)輪，包括：

主葉片，副葉片，葉片連接軸，葉間彈性裝置，永磁體，支架，主軸；主葉片和副葉片的一端通過(guò)葉片連接軸連接在一起，主葉片和副葉片以葉片連接軸為中心轉(zhuǎn)動(dòng)，主葉片和/或副葉片活動(dòng)的一端固定有永磁體，支架一端與主葉片活動(dòng)連接，副葉片在主葉片向主軸一側(cè)，支架另一端與主軸連接。

（2）如（1）所述的一種葉片和攻角可變風(fēng)輪，其中，

葉間彈性裝置具有拉力和彈力，葉間彈性裝置固定安裝在主葉片和副葉片上，或安裝在葉片連接軸上并固定作用在主葉片和副葉片上，主葉片和副葉片分開(kāi)角度限定小于180度，合并一起形成完整升力型葉片。

（3）如（1）所述的一種葉片和攻角可變風(fēng)輪，其中，

支架一端與主葉片活動(dòng)連接，連接軸設(shè)在主葉片和副葉片合并在一起形成完整升力型葉片的重心和前緣之間，且設(shè)有支架彈性裝置，風(fēng)輪靜止時(shí)，使主葉片在支架上呈前緣向風(fēng)輪外側(cè)，后緣向風(fēng)輪內(nèi)側(cè)傾斜的狀態(tài)，即主葉片呈大攻角狀態(tài)，可在一定范圍擺動(dòng)。

(4)?如（1）所述的一種葉片和攻角可變風(fēng)輪，其中，

永磁體對(duì)應(yīng)位置有配套鐵片，永磁體在主葉片和副葉片合并在一起時(shí)，永磁體與鐵片相互對(duì)應(yīng)，吸引在一起。

（5）如（1）至（4）所述一種葉片和攻角可變風(fēng)輪制作使用方法，靜止時(shí)主葉片和副葉片呈分開(kāi)狀態(tài)，風(fēng)輪轉(zhuǎn)速在一設(shè)定值的時(shí)候合并副葉片，即風(fēng)輪轉(zhuǎn)速超過(guò)這個(gè)值，副葉片向主葉片合并一起，風(fēng)輪轉(zhuǎn)速低于這個(gè)值，副葉片與主葉片分開(kāi)，在副葉片與主葉片分開(kāi)后風(fēng)輪轉(zhuǎn)速有一變化范圍，在副葉片與主葉片合并一起后風(fēng)輪轉(zhuǎn)速也有一變化范圍，由葉間彈性裝置，永磁體，風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的各個(gè)離心力和風(fēng)力來(lái)調(diào)節(jié)實(shí)施。

（6）如（5）所述的一種葉片和攻角可變風(fēng)輪制作使用方法，其中，設(shè)定值的確定為，在這個(gè)設(shè)定值風(fēng)輪因葉片副葉片展開(kāi)作為阻力型風(fēng)輪的輸出功率與風(fēng)輪因葉片副葉片合并作為升力型風(fēng)輪的輸出功率相當(dāng)。

根據(jù)上面（1）至（4）所述的主葉片和副葉片為阻力型葉片，呈弧形，凸面光滑，凹陷的一面可以有加強(qiáng)肋，合并一起成為翼型升力葉片，加強(qiáng)肋以增強(qiáng)抗折彎能力和增加風(fēng)渦流阻力。

葉間彈性裝置可采用扭簧和彈簧，扭簧具有一定的彈力和拉力，安裝在主葉片和副葉片的葉片連接軸上，將扭簧的兩腳分別固定在主葉片和副葉片上，使主葉片和副葉片在一定范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)開(kāi)合，彈簧安裝在主葉片和副葉片上，用以克服永磁體的磁力，使不受外力時(shí)葉片的主葉片和副葉片呈張開(kāi)狀態(tài)，施加外力使主葉片和副葉片間角度加大時(shí)，扭簧提供拉力，施加外力使主葉片和副葉片間角度減少時(shí)，扭簧和彈簧提供彈力；可以直接用具有彈性和拉力的彈簧，兩端固定在主葉片和副葉片上，可以達(dá)到同樣的目的，可以多種彈簧結(jié)合同時(shí)使用，比如一組彈簧提供拉力，另一組彈簧提供彈力，可以采用橡膠等彈性材料的裝置，主葉片和副葉片的葉片連接軸也可以換用柔性材料直接連接，需要注意材料的耐久使用性能，因主葉片在結(jié)構(gòu)中起支持作用，受作用力比副葉片大，作用時(shí)間長(zhǎng)，設(shè)計(jì)主葉片在整個(gè)葉片厚度中占有較大部分以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。