專利名稱：風(fēng)力發(fā)電機(jī)新型風(fēng)葉結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬風(fēng)力發(fā)電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)用的風(fēng)葉結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
垂直(豎)軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)是利用自然界中的風(fēng)能使之轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置，風(fēng)大、風(fēng)小都能發(fā)電，且任何方向吹來的風(fēng)都能使風(fēng)葉轉(zhuǎn)動而發(fā)電。目前，市場上的垂直軸式和水平軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電的電壓都隨風(fēng)能的大小變化增大或減小，輸出的電壓就不穩(wěn)定。當(dāng)風(fēng)速較小時，垂直軸式和水平軸式風(fēng)葉輪轉(zhuǎn)動較慢，而當(dāng)風(fēng)速較大時，風(fēng)葉輪轉(zhuǎn)動很快，這樣發(fā)出的電壓就相差很大。所以這二種風(fēng)力發(fā)電機(jī)都要安裝一套復(fù)雜的控制風(fēng)速的調(diào)節(jié)器，這樣會嚴(yán)重影響風(fēng)能的利用。這是因?yàn)榘惭b了控制風(fēng)速的調(diào)節(jié)器，增加了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的負(fù)荷，降低了風(fēng)能的發(fā)電效率。特別是風(fēng)速很小時就不能發(fā)電。所以目前世界上垂直軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)使用很少，而水平軸式螺旋槳風(fēng)力發(fā)電機(jī)使用中也存在上述問題。
發(fā)明人設(shè)計的《風(fēng)力發(fā)電機(jī)自然風(fēng)定向風(fēng)葉結(jié)構(gòu)》(專利號ZL03231399.3)和《螺旋漿風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)葉結(jié)構(gòu)》(專利號ZL200420081013.8)仍存在某些不足，需加以改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種能自動調(diào)節(jié)迎風(fēng)截面即轉(zhuǎn)速、因而使輸出電壓比較穩(wěn)定的垂直軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)新型風(fēng)葉結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明提出的垂直軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)葉結(jié)構(gòu)，為凹凸型風(fēng)葉迎風(fēng)截面自動調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)形式，是發(fā)明人上述專利的改進(jìn)設(shè)計。
其結(jié)構(gòu)如圖1-圖3所示。由2-4個葉片等角度組裝于發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸上構(gòu)成。其中，每個葉片縱向?yàn)殚L方形，橫向截面為弧線形，形成正面為凸面，背面為凹面；每個葉片框架1中設(shè)有一個或多個(如2-8個)片條組成的耗風(fēng)門2，每扇耗風(fēng)門2與葉片框架1之間由彈簧片連接，其中，在葉片框架的正面(凸面)與耗風(fēng)門之間為凸面彈簧片連接，葉片框架的反面(凹面)與耗風(fēng)門之間為凹面彈簧片連接，凸面彈簧片的彈力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于凹面彈簧片的彈力，一般可為2-10倍。單扇耗風(fēng)門或多扇耗風(fēng)門組成葉片的葉面，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的其它部件的結(jié)構(gòu)與通常的垂直軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)相關(guān)部件基本相同，但沒有復(fù)雜的控制風(fēng)速的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和調(diào)向系統(tǒng)。
本發(fā)明是充分利用了彈性耗風(fēng)門(即百葉窗)風(fēng)葉結(jié)構(gòu)原理而設(shè)計。其工作過程如下當(dāng)來自任何方向的風(fēng)吹向風(fēng)葉時，凸面上的耗風(fēng)門(百葉窗)2便被吹開(因?yàn)榇藭r凸面上的彈簧3不起作用，而其反面的彈簧片4較薄，彈性不大，耗風(fēng)門2就容易被風(fēng)吹開)，風(fēng)從被吹開的凸面耗風(fēng)門中穿過一部分，而凹面的耗風(fēng)門2不能被吹開(因?yàn)榉疵鎻椈?不起作用，而其正面的彈簧3較厚，彈性很大，故耗風(fēng)門2不容易被吹開)，這樣風(fēng)就吹動凹面的風(fēng)葉轉(zhuǎn)動。通過轉(zhuǎn)軸5旋轉(zhuǎn)使大齒輪9也跟著轉(zhuǎn)動，從而帶動小齒輪快速轉(zhuǎn)動，由于小齒輪10裝在發(fā)電機(jī)8上，推動了發(fā)電機(jī)8發(fā)電工作。
當(dāng)吹來的風(fēng)較大時，凸面風(fēng)葉上的耗風(fēng)門2就開得很大，漏出的風(fēng)能就很多，而凹面的耗風(fēng)多扇門2就被吹開，雖然很小，但是有漏風(fēng)，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)的速度就較大一些。
當(dāng)吹來的風(fēng)很大時，凸面風(fēng)葉上的耗風(fēng)門2就開得最大，漏出的風(fēng)能就最多，而凹面的耗風(fēng)門2就被吹開得稍大，漏風(fēng)多一些，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)的速度就稍大一些。
當(dāng)吹來的風(fēng)較小時，凸面風(fēng)葉上的耗風(fēng)門2就開得較小，漏出的風(fēng)能就較小一些，而凹面的耗風(fēng)多扇門2不能被吹開，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)的速度就稍大一些。
這樣，耗風(fēng)門2就起到了自動調(diào)節(jié)風(fēng)能吹動風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動的速度，發(fā)電機(jī)發(fā)出的電力就較為穩(wěn)定。
如圖所示，凹面風(fēng)葉上迎風(fēng)一面的彈簧4較弱，正面的彈簧3則較強(qiáng)。
新型風(fēng)葉轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)的核心在于風(fēng)葉上設(shè)計了多扇耗風(fēng)門(百葉窗)2以及強(qiáng)彈力的凸面彈簧3和弱彈力的凹面彈簧4的組合結(jié)構(gòu)形式，使弱風(fēng)(1.5級)及強(qiáng)風(fēng)(11級)風(fēng)能更有效的被利用。其優(yōu)點(diǎn)如下1、風(fēng)力發(fā)電設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，制造規(guī)格可大可小，不同功率規(guī)格的發(fā)電設(shè)備在微風(fēng)(1.5級)狀態(tài)下就能旋轉(zhuǎn)發(fā)電工作，在強(qiáng)風(fēng)(11級)情況下也能連續(xù)工作。而一般垂直軸式和水平軸式風(fēng)力發(fā)電設(shè)備需要三級以上風(fēng)能才能吹動風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)而工作，當(dāng)八級風(fēng)以上風(fēng)力發(fā)電機(jī)就停止工作，以便防止發(fā)電機(jī)被燒壞。所以本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備具有適用風(fēng)力范圍廣，發(fā)電時間效力長的重要優(yōu)勢。
2、與同等功率的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備相比，使用本風(fēng)葉結(jié)構(gòu)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，制造成本低廉，實(shí)用效率高、拆裝方便、適用范圍廣、不需要定向風(fēng)力場。
3、由于本發(fā)明風(fēng)葉結(jié)構(gòu)特殊，它可倒放或者水平放置于流水中，利用瀑布、小溪、小河或大河邊的急流發(fā)電，也可將本發(fā)電設(shè)備置于海平面里，利用海浪或者海浪的波濤發(fā)電。
綜上所述，本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備應(yīng)用范圍極廣，無論海島、海岸線、漁船、山區(qū)、平原等等，凡是有1.5級以上的風(fēng)能的地區(qū)多可利用發(fā)電。本設(shè)計原理也適用于水平軸式螺旋槳風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)葉結(jié)構(gòu)，即稱為螺旋漿耗風(fēng)多葉窗式風(fēng)葉新結(jié)構(gòu)。


圖1為本風(fēng)葉結(jié)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)圖。
圖2為本風(fēng)葉結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖3為本風(fēng)葉結(jié)構(gòu)的正視簡圖。
圖中標(biāo)號1為風(fēng)葉框架，2為耗風(fēng)門，3為凸面彈簧(片)，4為凹面彈簧(片)，5為轉(zhuǎn)軸，6為上固定軸承支架，7為整件支架，8為發(fā)電機(jī)，9為大齒輪，10為小齒輪，11為下固定軸承支架。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)周圍環(huán)境而定需發(fā)電的大小及其風(fēng)葉的尺寸。例如，每葉葉片為150cm，寬為80cm，橫截面為弧線型，每個葉片上設(shè)有3-6個耗風(fēng)門2，同樣大小，在葉片中均勻布置。凸面上的彈簧片3為強(qiáng)力，是凹凸彈簧片4的4-8倍。耗風(fēng)門2的面積與風(fēng)葉框架1的面積為配合型比較好。葉片共有2-4個，等角度安裝于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸5上，轉(zhuǎn)軸5通過上軸承支架6和下軸承支架11固定于整體支架7上，轉(zhuǎn)軸5的下部設(shè)有一個大齒輪9。該大齒輪9與一個小齒輪10嚙合，小齒輪10帶動發(fā)電機(jī)8，從而使風(fēng)葉1的轉(zhuǎn)動帶動發(fā)電機(jī)工作。
權(quán)利要求
1.一種垂直軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)葉結(jié)構(gòu)，由2-4個葉片等角度安裝于發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸上組成，其特征在于每個葉片縱向?yàn)殚L方形，橫向截面為弧線型，形成正面為凸面，背面為凹面；每個葉片框架中設(shè)有一個或多個片條組成的耗風(fēng)門，耗風(fēng)門與葉片框架之間有彈簧片連接，其中，在葉片框架的正面與耗風(fēng)門之間設(shè)有凸面彈簧片，葉片框架的反面與耗風(fēng)門之間設(shè)有凹面彈簧片，凸面彈簧片的彈力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于凹面彈簧片的彈力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)葉結(jié)構(gòu)，其特征在于所述葉片的葉面由單個耗風(fēng)門或多個耗風(fēng)門組成。
全文摘要
本發(fā)明屬風(fēng)力發(fā)電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種垂直軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片結(jié)構(gòu)。該風(fēng)葉由2－4個葉片安裝在發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)軸上組成，其中，葉片的正面為凸面，背面為凹面，每個葉片框架中間設(shè)有一個或多個片條做成的耗風(fēng)門，耗風(fēng)門與葉片框架之間由彈簧片連接，其兩面分別設(shè)有彈力強(qiáng)度不同的彈簧(片)。有本葉片組成的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，對于大小不同的自然風(fēng)，能自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，使輸出的電壓比較平衡。
文檔編號F03D3/00GK1807880SQ20061002410
公開日2006年7月26日 申請日期2006年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月23日
發(fā)明者高龍關(guān), 張凌君, 張時安 申請人:高龍關(guān)