水平軸式風(fēng)力機(jī)變形葉片的制作方法
【專利摘要】一種水平軸式風(fēng)力機(jī)變形葉片，屬于新能源【技術(shù)領(lǐng)域】。它有主葉片(1)和副葉片(4)，主葉片(1)和副葉片(4)可以相對(duì)移動(dòng)其位置，從而變化葉片迎風(fēng)表面積大小，其特征在于：副葉片(4)與繩索(3)相連接，繩索(3)由定滑輪(2)限位轉(zhuǎn)向，副葉片(4)是在繩索(3)的作用下，沿著主葉片(1)縱方向相對(duì)移動(dòng)其位置的。它保持了現(xiàn)有大中型水平軸式風(fēng)力機(jī)葉片全部主要優(yōu)點(diǎn)，改裝只是位于不重要地方的影響極小的“微創(chuàng)”，較大程度上能按需要按風(fēng)速大幅度變化副葉片(4)寬度，葉片對(duì)迎風(fēng)面的投影面積的大小和分布也隨該寬度變而變，中低風(fēng)速時(shí)的風(fēng)能利用系數(shù)大幅度提高，風(fēng)電機(jī)發(fā)電量相應(yīng)大增，增加的相對(duì)成本很小，風(fēng)險(xiǎn)小而效益巨大。
【專利說(shuō)明】水平軸式風(fēng)力機(jī)變形葉片
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明創(chuàng)造涉及一種將風(fēng)動(dòng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)能的裝置，屬于清潔新能源【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]西安交通大學(xué)的專利申請(qǐng)?zhí)枮?01010192074.1的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片折疊結(jié)構(gòu)，具有調(diào)節(jié)葉片迎風(fēng)面積的功能，它包括葉片主體、葉片前段、連接桿、鉸鏈等。該葉片結(jié)構(gòu)新、風(fēng)能利用系數(shù)有所提高，能擴(kuò)大風(fēng)力發(fā)電機(jī)經(jīng)濟(jì)速度的適用范圍，還能提高輸出電壓的穩(wěn)定性。但是該項(xiàng)葉片能調(diào)節(jié)的迎風(fēng)面積不夠大，而對(duì)原葉片是一種影響較大的“開(kāi)腸剖肚”，所增加的成本較大，經(jīng)濟(jì)效益不很明顯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明創(chuàng)造提供了一種大中型水平軸式風(fēng)力機(jī)變形葉片(簡(jiǎn)稱變形葉片)，它有主葉片和副葉片，主葉片和副葉片可以相對(duì)移動(dòng)其位置，從而變化葉片迎風(fēng)表面積大小，其特征在于:副葉片與繩索相連接，繩索由定滑輪限位轉(zhuǎn)向，副葉片是在繩索的作用下，沿著主葉片縱方向相對(duì)移動(dòng)其位置的。副葉片可以是圍繞著主葉片部分身段的薄板環(huán)套，該環(huán)套橫向剖面在水平狀并只受重力作用時(shí)呈薄翼形。變形葉片很好克服了專利申請(qǐng)?zhí)枮?01010192074.1的葉片結(jié)構(gòu)之上述缺點(diǎn)，較大程度上能按需要按風(fēng)速大幅度變化副葉片寬度，葉片對(duì)迎風(fēng)面投影面積的大小和分布也隨該寬度變而變，保持了現(xiàn)有水平軸式風(fēng)力機(jī)翼式葉片全部主要優(yōu)點(diǎn)，改裝成變形葉片只是在原葉片位于不重要地方的影響極小的“微創(chuàng)”，而不是影響較大的“開(kāi)腸剖肚”，雖然，變形葉片工作轉(zhuǎn)動(dòng)阻力稍為增大，但在中低風(fēng)速時(shí)的風(fēng)能利用系數(shù)仍大幅度提高，風(fēng)電機(jī)年發(fā)電量相應(yīng)大增；在野外的大中型風(fēng)電場(chǎng)，有可能現(xiàn)場(chǎng)對(duì)舊葉片進(jìn)行變形改造安裝，增加的相對(duì)成本很小，風(fēng)險(xiǎn)小而效益巨大，容易得到大規(guī)模推廣應(yīng)用。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0004]圖1是水平軸式風(fēng)力機(jī)變形葉片第一個(gè)實(shí)施例在表面積最大時(shí)的結(jié)構(gòu)圖(圖中部分細(xì)小結(jié)構(gòu)省略不畫(huà)，以避免圖面線條過(guò)密而看不清，下同)。
[0005]圖2是水平軸式風(fēng)力機(jī)變形葉片第一個(gè)實(shí)施例在表面積最小時(shí)的結(jié)構(gòu)圖。
[0006]圖3是圖1所示副葉片處的結(jié)構(gòu)剖面圖。
[0007]圖4是圖3的B-B局部結(jié)構(gòu)剖面圖。
[0008]圖5是圖3的C-C局部結(jié)構(gòu)剖面圖。
[0009]圖6是圖3的D-D剖面圖。
[0010]圖7是圖2的A-A剖面圖。
[0011]圖8是圖1或圖2的葉片根部結(jié)構(gòu)縱向剖面圖。
[0012]圖9是水平軸式風(fēng)力機(jī)變形葉片第二個(gè)實(shí)施例表面積最小時(shí)、主葉片和副葉片結(jié)合處結(jié)構(gòu)的縱向剖面圖。
[0013]圖10是圖9的E-E剖面圖。
[0014]圖11是第二個(gè)實(shí)施例葉片根部結(jié)構(gòu)的縱向剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]從圖1、2、3和圖9可見(jiàn)，這二個(gè)實(shí)施例都有主葉片(I)和副葉片(4)，主葉片(I)和副葉片(4)可以相對(duì)移動(dòng)其位置，從而變化葉片迎風(fēng)表面積大小，其特征在于:副葉片(4)與繩索(3)相連接，繩索(3)由定滑輪(2)限位轉(zhuǎn)向，副葉片(4)是在繩索(3)的作用下，沿著主葉片(I)縱方向相對(duì)移動(dòng)其位置的。顯然，一般來(lái)說(shuō)，繩索(3)材料最好是不銹鋼。
[0016]從圖1、2、3、4、5、6、7可見(jiàn)，第一個(gè)實(shí)施例副葉片(4)是圍繞著主葉片(I)部分身段的薄板環(huán)套，在受外力較小時(shí)該環(huán)套橫向剖面為圖6所示薄翼形。圖6所示主葉片(I)和副葉片⑷的形狀和長(zhǎng)寬比，與實(shí)際情況接近。顯而易見(jiàn)，副葉片⑷在繩索⑶的作用下，可以移動(dòng)至圖1、2所示的二種位置之一，或者可以移動(dòng)至這二種位置之間的位置。副葉片(4)在上述不同位置時(shí)，其寬度不同，對(duì)迎風(fēng)面的投影面積大小不同，這樣，只要用電力機(jī)構(gòu)拖動(dòng)繩索(3)，人和由不同風(fēng)速自動(dòng)控制該電力機(jī)構(gòu)，就能較大程度地能按需要按風(fēng)速，大幅度變化葉片迎風(fēng)表面積大小和分布。一般，制造副葉片(4)環(huán)套的材料是厚度不到I毫米不銹鋼薄板，而副葉片(4)寬度約I米以上，所以其有足夠的彈性使得副葉片(4)環(huán)套可以變形而位于主葉片(I)厚度不一樣的不同身段，其橫向剖面可呈現(xiàn)出厚度不同的翼形。為了降低主葉片⑴和副葉片⑷環(huán)套相對(duì)移動(dòng)阻力，副葉片⑷環(huán)套開(kāi)口邊沿要向外稍為翻卷；為了減少相對(duì)移配合面之間的灰塵，這翻卷邊沿可裝上用柔軟材料制成的條狀除塵刷。
[0017]從圖3、4、5、6、7可見(jiàn)，第一個(gè)實(shí)施例主葉片(I)和副葉片(4)之間有用于使二者只能在縱方向相對(duì)移動(dòng)其位置的限位軌道(5)和限位條(6)，限位軌道(5)和限位條(6)分別與主葉片⑴和副葉片⑷相固定。這樣，加上副葉片⑷環(huán)套以預(yù)定的彈力夾著主葉片⑴產(chǎn)生的作用，在設(shè)定的副葉片⑷尺寸和預(yù)定的中低速風(fēng)力下，安裝副葉片⑷前葉片能承受的強(qiáng)度是可以不超過(guò)的，葉片在表面積最大時(shí)都能夠正常工作。圖3、5顯示，限位軌道(5)和限位條(6)分別與主葉片(I)和副葉片⑷的相固定，是用螺釘⑶和鉚釘(7)來(lái)完成的，當(dāng)然，最好還應(yīng)增加粘結(jié)固定法，以更加牢固。為了提高安全系數(shù)，近葉尖的限位軌道(5)尾端最好有凸起的止位卡，以確保萬(wàn)一繩索(3)斷開(kāi)時(shí)，副葉片(4)不離開(kāi)限位軌道(5)。限位軌道(5)和限位條(6)應(yīng)當(dāng)足夠長(zhǎng)，以確保對(duì)副葉片⑷的限位控制。由圖7可見(jiàn)，主葉片⑴和副葉片⑷的形狀和長(zhǎng)寬比，與實(shí)際情況接近，限位軌道(5)位于主葉片(I)前沿，其斷面尺寸相對(duì)于主葉片(I)來(lái)說(shuō)很小，而且可盡量設(shè)計(jì)為風(fēng)阻系數(shù)最小的形狀，從而對(duì)主葉片(I)的氣動(dòng)性能影響極小。為獲得較多風(fēng)能，不同的中低速風(fēng)力時(shí)，副葉片⑷環(huán)套應(yīng)位于主葉片⑴不同身段。風(fēng)速越高，副葉片⑷環(huán)套位于主葉片⑴葉尖越遠(yuǎn)，風(fēng)速接近風(fēng)機(jī)的額定風(fēng)速時(shí)，變成如圖2所示的葉片表面積和外形與主葉片(I)十分相同。從這里也可見(jiàn)，安裝副葉片(4)后，安裝副葉片(4)前葉片能承受的強(qiáng)度是可以不超過(guò)的。
[0018]由圖3、8可見(jiàn)，第一個(gè)實(shí)施例主葉片⑴葉尖旁有一對(duì)定滑輪(2)，主葉片⑴最寬處外沿有一個(gè)定滑輪(2)，主葉片(I)葉根處有一對(duì)定滑輪(2)和繩索絞車(10)。一條繩索(3)的二端分別通過(guò)限位條(6) 二端與副葉片(4)固定連接。當(dāng)繩索絞車(10)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，圖3所示繩索(3)帶動(dòng)副葉片(4)環(huán)套向主葉片(I)根部方向移動(dòng)，之后，當(dāng)繩索絞車(10)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，繩索(3)帶動(dòng)副葉片⑷環(huán)套向主葉片⑴葉尖方向移動(dòng)。為了防止水氣進(jìn)入葉片內(nèi)，在各定滑輪處，也基本就是繩索(3)進(jìn)出葉片的開(kāi)口處，應(yīng)設(shè)置密封蓋(11)。為了使繩索(3)保持較正確的形態(tài)，在繩索(3)所經(jīng)過(guò)的主葉片(I)左右邊沿上，固定有多個(gè)限位套(9)。
[0019]為了第一個(gè)實(shí)施例副葉片(4)環(huán)套在變形彈力符合要求的條件下，重量盡量小，可以使副葉片(4)環(huán)套表面為瓦楞狀。
[0020]由圖9、10可見(jiàn)，第二個(gè)實(shí)施例副葉片(4)部分身段是可以在主葉片(I)部分身段內(nèi)動(dòng)配合縱向滑動(dòng)的，副葉片⑷橫剖面呈翼形。這樣，當(dāng)副葉片⑷部分身段在主葉片
(I)內(nèi)移出時(shí)，具有較好的氣動(dòng)性能。
[0021]由圖9、11可見(jiàn)，第二個(gè)實(shí)施例主葉片(I)近葉尖旁有一個(gè)定滑輪(2)，主葉片(I)葉根處有一個(gè)定滑輪(2)和繩索絞車(10)。一條繩索(3)的二端均通過(guò)接頭(12)與副葉片(4)遠(yuǎn)離葉尖的一端相連接。當(dāng)圖11所示的繩索絞車(10)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，圖9所示的繩索(3)就帶動(dòng)副葉片(4)向葉尖方向移動(dòng)，之后，當(dāng)繩索絞車(10)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，繩索(3)帶動(dòng)副葉片(4)向主葉片(I)根部方向移動(dòng)。為了防止水氣進(jìn)入，在各定滑輪處，也就是繩索(3)進(jìn)出葉片的開(kāi)口處，應(yīng)設(shè)置密封蓋(11);在主葉片(I)和副葉片(4)動(dòng)配合處，應(yīng)有密封圈。為了使繩索(3)保持較正確的形態(tài)，在其所經(jīng)過(guò)的主葉片(I)邊沿上，固定有多個(gè)限位套(9)。為了防冰凍影響氣動(dòng)性能和繩索(3)，在葉片邊沿可裝置電熱線或電熱管。
【權(quán)利要求】
1.一種水平軸式風(fēng)力機(jī)變形葉片，有主葉片⑴和副葉片(4)，主葉片⑴和副葉片(4)可以相對(duì)移動(dòng)其位置，從而變化葉片迎風(fēng)表面積大小，其特征在于:副葉片(4)與繩索(3)相連接，繩索(3)由定滑輪(2)限位轉(zhuǎn)向，副葉片(4)是在繩索(3)的作用下，沿著主葉片(I)縱方向相對(duì)移動(dòng)其位置的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平軸式風(fēng)力機(jī)變形葉片，其特征在于:副葉片(4)是圍繞著主葉片(I)部分身段的薄板環(huán)套，在受外力較小時(shí)該環(huán)套橫向剖面呈薄翼形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水平軸式風(fēng)力機(jī)變形葉片，其特征在于:主葉片(I)和副葉片(4)之間有用于使二者只能在縱方向相對(duì)移動(dòng)其位置的限位軌道(5)和限位條(6)，限位軌道(5)和限位條(6)分別與主葉片⑴和副葉片⑷相固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水平軸式風(fēng)力機(jī)變形葉片，其特征在于:主葉片(I)葉尖旁有定滑輪(2)，主葉片(I)葉根處有定滑輪(2)和繩索絞車(10)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水平軸式風(fēng)力機(jī)變形葉片，其特征在于:副葉片(4)表面為瓦楞狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平軸式風(fēng)力機(jī)變形葉片，其特征在于:副葉片(4)部分身段是可以在主葉片(I)部分身段內(nèi)縱向滑動(dòng)的，副葉片(4)橫向剖面為翼形。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水平軸式風(fēng)力機(jī)變形葉片，其特征在于:主葉片(I)葉尖旁有定滑輪(2)，主葉片(I)葉根處有定滑輪(2)和繩索絞車(10)。
【文檔編號(hào)】F03D11/00GK203476612SQ201320519668
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月26日
【發(fā)明者】陸中源 申請(qǐng)人:陸中源