一種用于垂直軸風(fēng)力機(jī)的雙撲翼葉片的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種用于垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的雙撲翼葉片，其特征在于，包括：葉片主體，包括葉片頭部和葉片尾部；副葉部件，包括兩個(gè)關(guān)于葉片主體呈軸對(duì)稱(chēng)安裝在葉片尾部的撲翼、兩個(gè)固定在葉片尾部上的轉(zhuǎn)動(dòng)組件和兩個(gè)固定在葉片尾部上的伸縮組件，每個(gè)撲翼的一端通過(guò)一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)組件與葉片尾部轉(zhuǎn)動(dòng)相連，每個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)組件與葉片主體之間通過(guò)一個(gè)伸縮組件相連；以及驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)裝置與伸縮組件相連，驅(qū)動(dòng)伸縮組件伸長(zhǎng)或縮短，進(jìn)而帶動(dòng)相應(yīng)的撲翼沿相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件轉(zhuǎn)動(dòng)到預(yù)定距離相對(duì)應(yīng)的位置。本發(fā)明所提供的雙撲翼葉片用于風(fēng)力機(jī)時(shí)，不僅啟動(dòng)性能好，氣動(dòng)性能可控，還能夠保護(hù)風(fēng)力機(jī)，延長(zhǎng)風(fēng)力機(jī)使用壽命。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種用于垂直軸風(fēng)力機(jī)的雙撲翼葉片

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明具體涉及一種用于垂直軸風(fēng)力機(jī)的雙撲翼葉片，屬于風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)力機(jī)主要有水平軸和垂直軸兩類(lèi)，垂直軸風(fēng)力機(jī)又分為阻力型風(fēng)力機(jī)和升力型風(fēng)力機(jī)。由于升力型風(fēng)力機(jī)不需復(fù)雜的調(diào)節(jié)裝置即可捕獲任意方向風(fēng)能，且噪音低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，因此目前發(fā)電用的風(fēng)力機(jī)基本是垂直軸升力型風(fēng)力機(jī)。
[0003]目前，商業(yè)化的垂直軸升力型風(fēng)力機(jī)主要采用NACA系列對(duì)稱(chēng)翼型的葉片，在風(fēng)力機(jī)啟動(dòng)后，翼型上下表面周期性的形成吸力面與壓力面。但基于NACA系列翼型的葉片存在如下缺點(diǎn):
[0004]1.氣動(dòng)性能不可調(diào)節(jié)，剎車(chē)系統(tǒng)負(fù)荷大。該類(lèi)葉片調(diào)節(jié)和輸出發(fā)電功率的工作完全由風(fēng)力機(jī)底座上的變速箱與王軸中的剎車(chē)系統(tǒng)以及發(fā)電控制系統(tǒng)完成，不能夠自動(dòng)氣動(dòng)性能不可調(diào)節(jié)，當(dāng)需要減速時(shí)，必須使用剎車(chē)系統(tǒng)減緩風(fēng)力機(jī)的高速轉(zhuǎn)動(dòng)，因此剎車(chē)系統(tǒng)承受負(fù)荷巨大。
[0005]2.啟動(dòng)性能差，高風(fēng)速下減速困難。該類(lèi)葉片在低風(fēng)速下不具備自啟動(dòng)能力，一般需要電機(jī)帶動(dòng)風(fēng)力機(jī)旋轉(zhuǎn)至一定轉(zhuǎn)速后才能正常輸出功率，從而使該類(lèi)風(fēng)力機(jī)存在自啟動(dòng)困難以及高風(fēng)速下減速困難的缺點(diǎn)，容易造成轉(zhuǎn)矩過(guò)大或電機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)快，在運(yùn)行過(guò)程中存在較大的安全隱患。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種用于垂直軸風(fēng)力機(jī)的雙撲翼葉片。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0008]一種用于垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的雙撲翼葉片，其特征在于，包括:
[0009]葉片主體，包括葉片頭部和葉片尾部；
[0010]副葉部件，包括兩個(gè)關(guān)于葉片主體呈軸對(duì)稱(chēng)安裝在葉片尾部的撲翼、兩個(gè)固定在葉片尾部上的轉(zhuǎn)動(dòng)組件和兩個(gè)固定在葉片尾部上的伸縮組件，每個(gè)撲翼的一端通過(guò)一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)組件與葉片尾部轉(zhuǎn)動(dòng)相連，每個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)組件與葉片主體之間通過(guò)一個(gè)伸縮組件相連；以及
[0011]驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)裝置與伸縮組件相連，受垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制裝置控制，驅(qū)動(dòng)伸縮組件伸長(zhǎng)或縮短預(yù)定距離，進(jìn)而帶動(dòng)相應(yīng)的撲翼沿相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)組件轉(zhuǎn)動(dòng)到該預(yù)定距離相對(duì)應(yīng)的位置。
[0012]本發(fā)明的技術(shù)方案的進(jìn)一步特征在于轉(zhuǎn)動(dòng)組件為轉(zhuǎn)軸。
[0013]本發(fā)明的技術(shù)方案的進(jìn)一步特征在于伸縮組件包括能夠伸長(zhǎng)或縮短的伸縮桿以及與轉(zhuǎn)動(dòng)組件相連的鉸鏈，伸縮桿一端固定在葉片尾部上，另一端與鉸鏈相連。
[0014]本發(fā)明的技術(shù)方案的進(jìn)一步特征在于伸縮桿為液壓伸縮桿。
[0015]本發(fā)明的技術(shù)方案的進(jìn)一步特征在于鉸鏈為舵面鉸鏈。
[0016]本發(fā)明的技術(shù)方案的進(jìn)一步特征在于伸縮桿與驅(qū)動(dòng)裝置相連，驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)伸縮桿伸長(zhǎng)或縮短。
[0017]發(fā)明的作用與效果
[0018]與【背景技術(shù)】相比，本發(fā)明所提供的用于垂直軸風(fēng)力機(jī)的雙撲翼葉片具有以下優(yōu)點(diǎn)及積極效果:
[0019]1.啟動(dòng)性能好
[0020]本發(fā)明的技術(shù)方案在葉片尾部設(shè)置兩個(gè)撲翼，通過(guò)驅(qū)動(dòng)伸縮組件伸長(zhǎng)或縮短控制兩個(gè)撲翼的旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)葉片的氣動(dòng)性能的流場(chǎng)主動(dòng)控制和調(diào)節(jié)，從而在不同的風(fēng)況下，使風(fēng)力機(jī)均處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，與【背景技術(shù)】相比，啟動(dòng)性能也得到顯著提高。
[0021]2.氣動(dòng)性能可控
[0022]本發(fā)明的技術(shù)方案在風(fēng)力機(jī)啟動(dòng)時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)兩個(gè)撲翼之間的擺角，增大升力從而增加風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速，在提高風(fēng)力機(jī)啟動(dòng)性能的同時(shí)也提高了功率輸出。
[0023]3.保護(hù)風(fēng)力機(jī)，延長(zhǎng)風(fēng)力機(jī)使用壽命
[0024]本發(fā)明的技術(shù)方案在高風(fēng)速時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)兩個(gè)撲翼擺角，增大阻力從而降低風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速，可以起到保護(hù)風(fēng)力機(jī)不受損害及減小剎車(chē)裝置負(fù)荷的作用，具有延長(zhǎng)風(fēng)力機(jī)使用壽命的效果。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為本發(fā)明所涉及的用于垂直軸風(fēng)力機(jī)的雙撲翼葉片在實(shí)施例中的立體圖；
[0026]圖2為本發(fā)明所涉及的用于垂直軸風(fēng)力機(jī)的雙撲翼葉片在實(shí)施例中的主視圖；
[0027]圖3為實(shí)施例中沿圖2的A-A面的剖面圖；
[0028]圖4為本發(fā)明所涉及的用于垂直軸風(fēng)力機(jī)的雙撲翼葉片在實(shí)施例中的局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖5為本發(fā)明所涉及的用于垂直軸風(fēng)力機(jī)的雙撲翼葉片在實(shí)施例中的俯視圖；以及
[0030]圖6為實(shí)施例中沿圖2的A-A面的剖面的撲翼旋轉(zhuǎn)說(shuō)明圖。

【具體實(shí)施方式】
[0031]以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明所涉及的用于垂直軸風(fēng)力機(jī)的雙撲翼葉片的具體實(shí)施形態(tài)做進(jìn)一步的描述。
[0032]<實(shí)施例>
[0033]如圖1?5所示，本實(shí)施例所提供的用于垂直軸風(fēng)力機(jī)的雙撲翼葉片10包括葉片主體11、副葉部件12、以及圖中未顯示的驅(qū)動(dòng)裝置。
[0034]葉片主體11包括葉片頭部111、葉片尾部112以及固定安裝在葉片尾部112上的第一支座113和第二支座114。
[0035]副葉部件12包括兩個(gè)關(guān)于葉片主體11呈軸對(duì)稱(chēng)安裝在葉片尾部112的撲翼13、兩個(gè)固定在葉片尾部112上的轉(zhuǎn)動(dòng)組件14和兩個(gè)固定在葉片尾部112上伸縮組件15。兩個(gè)撲翼13包括第一撲翼131和第一撲翼132，轉(zhuǎn)動(dòng)組件14為轉(zhuǎn)軸，包括第一轉(zhuǎn)軸141和第二轉(zhuǎn)軸142。撲翼13通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)組件14與葉片尾部112轉(zhuǎn)動(dòng)相連。伸縮組件15包括第一可伸縮桿151、第二可伸縮桿152、第一鉸鏈153和第一鉸鏈154,第一可伸縮桿151和第二可伸縮桿152均為液壓可伸縮桿。
[0036]第一可伸縮桿151的一端通過(guò)第一鉸鏈153和第一轉(zhuǎn)軸141相連,另一端與第一支座113固定相連。第二可伸縮桿152的一端通過(guò)第二鉸鏈154和第二轉(zhuǎn)軸142相連，另一端與第二支座114固定相連。當(dāng)?shù)谝豢缮炜s桿151伸長(zhǎng)或縮短,通過(guò)第一鉸鏈153傳動(dòng)給第一轉(zhuǎn)軸141，第一轉(zhuǎn)軸141轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)第一撲翼131沿第一轉(zhuǎn)軸141做圓周運(yùn)動(dòng)，同理，當(dāng)?shù)诙缮炜s桿152伸長(zhǎng)或縮短，帶動(dòng)第二撲翼132沿第二轉(zhuǎn)軸142做圓周運(yùn)動(dòng)。
[0037]驅(qū)動(dòng)裝置包括安裝在第一可伸縮桿151上的第一電機(jī)161和安裝在第二可伸縮桿152上的第二電機(jī)162。該驅(qū)動(dòng)裝置受垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制裝置控制，垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制裝置根據(jù)風(fēng)速及風(fēng)向，計(jì)算第一可伸縮桿151和第二可伸縮桿152伸長(zhǎng)或縮短的距離，即為預(yù)定距離，并根據(jù)該預(yù)訂距離，發(fā)送相應(yīng)的伸縮指令給驅(qū)動(dòng)裝置，根據(jù)該伸縮指令，第一電機(jī)161驅(qū)動(dòng)第一可伸縮桿151伸長(zhǎng)或縮短預(yù)定距離，第二電機(jī)162驅(qū)動(dòng)第二可伸縮桿152伸長(zhǎng)或縮短預(yù)定距離，進(jìn)而帶動(dòng)相應(yīng)的撲翼13沿相應(yīng)的轉(zhuǎn)軸14轉(zhuǎn)動(dòng)到預(yù)定距離相對(duì)應(yīng)的位置。
[0038]如圖3，4所示，當(dāng)?shù)谝粨湟?31和第二撲翼132沒(méi)有旋轉(zhuǎn)，即二者與葉片主體11的夾角為180°時(shí)，第一撲翼131和第二撲翼132的位置稱(chēng)為原位。如圖6中6-1所示，當(dāng)驅(qū)動(dòng)裝置根據(jù)伸縮指令驅(qū)動(dòng)第一可伸縮桿151和第二可伸縮桿152縮短時(shí)，第一撲翼131呈逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，第二撲翼132呈順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，從而轉(zhuǎn)動(dòng)到預(yù)定距離相對(duì)應(yīng)的位置，第一撲翼131和第二撲翼132和葉片主體11呈“Y”字型。如圖6中6_2所示，當(dāng)?shù)谝豢缮炜s桿151縮短，第二可伸縮桿152伸長(zhǎng)，第一撲翼131和第二撲翼132均進(jìn)行逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，從而轉(zhuǎn)動(dòng)到預(yù)定距離相對(duì)應(yīng)的位置。如圖6中6-3所示，根據(jù)相應(yīng)的伸縮指令，還可以進(jìn)行第一撲翼131逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，第二撲翼132保持原位不變的旋轉(zhuǎn)，從而轉(zhuǎn)動(dòng)到預(yù)定距離相對(duì)應(yīng)的位置。如圖6中6-4所示，根據(jù)相應(yīng)的伸縮指令，還可以進(jìn)行第一撲翼131保持原位不變，第二撲翼132逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),從而轉(zhuǎn)動(dòng)到預(yù)定距離相對(duì)應(yīng)的位置。如圖6中6-5所示,根據(jù)相應(yīng)的伸縮指令，還可以為第一撲翼131第二撲翼132均逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，從而轉(zhuǎn)動(dòng)到預(yù)定距離相對(duì)應(yīng)的位置。
[0039]當(dāng)使用安裝有本實(shí)施例所提供的用于垂直軸風(fēng)力機(jī)的雙撲翼葉片10的風(fēng)力機(jī)時(shí)，在啟動(dòng)風(fēng)力機(jī)階段，如果風(fēng)力機(jī)的控制系統(tǒng)檢測(cè)到來(lái)流風(fēng)速大于切入風(fēng)速但啟動(dòng)困難時(shí)，該控制系統(tǒng)發(fā)送信號(hào)給驅(qū)動(dòng)裝置，第一電機(jī)161和第二電機(jī)162分別驅(qū)動(dòng)第一可伸縮桿151和第二可伸縮桿152伸長(zhǎng)或縮短，調(diào)節(jié)伸縮組件15的長(zhǎng)度，控制系統(tǒng)控制第一可伸縮桿151和第二可伸縮桿152不同時(shí)伸長(zhǎng)或縮短。當(dāng)?shù)谝豢缮炜s桿151縮短，第二可伸縮桿152伸長(zhǎng)，第一撲翼131和第二撲翼132逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，改變雙撲翼葉片10的氣動(dòng)性能，使得風(fēng)力機(jī)得以自啟動(dòng)。待風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速在正常范圍內(nèi)時(shí)，再通過(guò)同樣的方式調(diào)節(jié)可伸縮桿的長(zhǎng)度，將第一撲翼131和第二撲翼132的位置調(diào)回原位。
[0040]在風(fēng)力機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)階段，如果檢測(cè)到風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速大于設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速，則垂直軸風(fēng)力機(jī)的智能控制系統(tǒng)發(fā)送信號(hào)給驅(qū)動(dòng)裝置，第一電機(jī)161和第二電機(jī)162分別驅(qū)動(dòng)第一可伸縮桿151和第二可伸縮桿152縮短，從而調(diào)節(jié)第一撲翼131和第二撲翼132與主葉片之間的夾角，使第一撲翼131和第二撲翼132和葉片主體11呈“Y”字型，改變雙撲翼葉片10的氣動(dòng)性能，從而達(dá)到減速的效果，保護(hù)風(fēng)力機(jī)的安全運(yùn)行。待風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速在正常范圍內(nèi)時(shí)，再通過(guò)同樣的方式將第一撲翼131和第二撲翼132的位置調(diào)回原位。
[0041]實(shí)施例的作用與效果
[0042]與【背景技術(shù)】相比，本實(shí)施例所提供的用于垂直軸風(fēng)力機(jī)的雙撲翼葉片具有以下優(yōu)點(diǎn)及積極效果:
[0043]1.啟動(dòng)性能好
[0044]本實(shí)施例的技術(shù)方案在葉片尾部設(shè)置兩個(gè)撲翼，通過(guò)驅(qū)動(dòng)伸縮組件伸長(zhǎng)或縮短控制兩個(gè)撲翼的旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)葉片的氣動(dòng)性能的流場(chǎng)主動(dòng)控制和調(diào)節(jié)，從而在不同的風(fēng)況下，使風(fēng)力機(jī)均處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，與【背景技術(shù)】相比，啟動(dòng)性能也得到顯著提高。
[0045]2.氣動(dòng)性能可控
[0046]本實(shí)施例的技術(shù)方案在風(fēng)力機(jī)啟動(dòng)時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)兩個(gè)撲翼之間的擺角，增大升力從而增加風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速，在提高風(fēng)力機(jī)啟動(dòng)性能的同時(shí)也提高了功率輸出。
[0047]3.保護(hù)風(fēng)力機(jī)，延長(zhǎng)風(fēng)力機(jī)使用壽命
[0048]本實(shí)施例的技術(shù)方案在高風(fēng)速時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)兩個(gè)撲翼擺角，增大阻力從而降低風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速，可以起到保護(hù)風(fēng)力機(jī)不受損害及減小剎車(chē)裝置負(fù)荷的作用，具有延長(zhǎng)風(fēng)力機(jī)使用壽命的效果。
[0049]當(dāng)然，本發(fā)明所涉及的用于垂直軸風(fēng)力機(jī)的雙撲翼葉片并不僅僅限定于上述實(shí)施例中的內(nèi)容。以上結(jié)構(gòu)僅為本發(fā)明構(gòu)思下的基本說(shuō)明，而依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案所作的任何等效變換，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的雙撲翼葉片，其特征在于，包括: 葉片主體，包括葉片頭部和葉片尾部； 副葉部件，包括兩個(gè)關(guān)于所述葉片主體呈軸對(duì)稱(chēng)安裝在所述葉片尾部的撲翼、兩個(gè)固定在所述葉片尾部上的轉(zhuǎn)動(dòng)組件和兩個(gè)固定在所述葉片尾部上的伸縮組件，每個(gè)所述撲翼的一端通過(guò)一個(gè)所述轉(zhuǎn)動(dòng)組件與所述葉片尾部轉(zhuǎn)動(dòng)相連，每個(gè)所述轉(zhuǎn)動(dòng)組件與所述葉片主體之間通過(guò)一個(gè)所述伸縮組件相連；以及 驅(qū)動(dòng)裝置，所述驅(qū)動(dòng)裝置與所述伸縮組件相連，驅(qū)動(dòng)所述伸縮組件伸長(zhǎng)或縮短預(yù)定距離，進(jìn)而帶動(dòng)相應(yīng)的所述撲翼沿相應(yīng)的所述轉(zhuǎn)動(dòng)組件轉(zhuǎn)動(dòng)到該預(yù)定距離相對(duì)應(yīng)的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的雙撲翼葉片，其特征在于: 其中，所述轉(zhuǎn)動(dòng)組件為轉(zhuǎn)軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的雙撲翼葉片，其特征在于: 其中，所述伸縮組件包括能夠伸長(zhǎng)或縮短的伸縮桿以及與所述轉(zhuǎn)動(dòng)組件相連的鉸鏈，所述伸縮桿一端固定在所述葉片尾部上，另一端與所述鉸鏈相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的雙撲翼葉片，其特征在于: 其中，所述伸縮桿為液壓伸縮桿。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的雙撲翼葉片，其特征在于: 其中，所述鉸鏈為舵面鉸鏈。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的雙撲翼葉片，其特征在于: 其中，所述伸縮桿與所述驅(qū)動(dòng)裝置相連，所述驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)所述伸縮桿伸長(zhǎng)或縮短。
【文檔編號(hào)】F03D3/06GK104265561SQ201410395897
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年8月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月13日
【發(fā)明者】楊陽(yáng), 李春, 季康, 葉舟, 繆維跑, 聶佳斌, 葉科華, 祖紅亞, 欒忠駿 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué)