本發(fā)明屬于風(fēng)能利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其是適用于風(fēng)力機械及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前公知的正在實用的風(fēng)力發(fā)電機葉片，都是一個長長的單一體組成，隨著單機功率的增加，最長的葉片已經(jīng)達(dá)到80米長度，其不足之處是運輸非常的困難，因此，發(fā)明一種可以分拆組合式葉片，運輸時可以拆開，安裝時組合在一起的風(fēng)力發(fā)電機葉片是十分有優(yōu)勢和有必要的。

目前公知的正在實用的風(fēng)力發(fā)電機葉片是采用玻璃鋼材料，其不足之處是當(dāng)需要加長葉片的長度時，需要整體按相同或相對應(yīng)的比例增長和增粗，尤其是葉片根部；葉片的根部為圓筒狀，為了承受更強的葉片重量，其根部直徑非常大，甚至達(dá)到2—3米以上，當(dāng)長度增加時，其重量增加非常巨大，且抗彎強度很低。如果葉片根部采用不銹鋼或鋁合金材料或其他金屬材料或合金材料或碳纖維材料，就可以將根部使用直徑更小的圓筒狀或柱狀且其抗彎曲抗震動能力更強，可以節(jié)省大量的材料，成本更低，重量更輕。雖然不銹鋼或鋁合金材料或其他金屬材料或合金材料單價可能高于玻璃鋼，但由于直徑更小或更細(xì)，使用的材料更少，其綜合成本遠(yuǎn)低于使用玻璃鋼材料，且抗振動或抗顫動能力更優(yōu)于現(xiàn)有的玻璃鋼材料。因此，發(fā)明一種抗震動性能更強，成本更低的風(fēng)力發(fā)電機葉片是十分有優(yōu)勢和有必要的。

另外，目前公知的正在實用的風(fēng)力發(fā)電機葉片是采用變槳距的方式來解決抗強風(fēng)的問題，其不足之處當(dāng)強風(fēng)來臨時需要停機，不能繼續(xù)工作，且抗強風(fēng)能力差。因此，發(fā)明一種在超強風(fēng)速時，既能保護(hù)設(shè)備不受損傷，又能繼續(xù)發(fā)電工作的風(fēng)力發(fā)電機或風(fēng)輪或葉片是十分有必要的。

另外，目前公知的正在實用的風(fēng)力發(fā)電機葉片其不足之處是當(dāng)風(fēng)大時接收風(fēng)能大，輸出功率大，風(fēng)小時輸出功率就小，使得發(fā)電機輸出功率不穩(wěn)定，對電網(wǎng)造成巨大的沖擊。因此，發(fā)明一種無論風(fēng)大或風(fēng)小，輸出功率更穩(wěn)定的風(fēng)力發(fā)電機或風(fēng)輪或葉片是十分有必要的。

本發(fā)明成功的解決了所述目前公知的正在實用的風(fēng)力發(fā)電機葉片的不足之處。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，其目的是，在增加公知葉片長度的同時，提供一種更適于運輸和安裝的可拆卸式葉片，使得運輸和安裝更簡便和更低成本；本發(fā)明的另一目的是在增加葉片長度的同時，通過使用連接桿，所述連接桿材料的強度大于公知葉片的材料，粗細(xì)程度可以大幅度小于葉片根部的粗細(xì)程度，減少材料的使用，使得增加的總重量更少；本發(fā)明的另一目的是在增加葉片長度的同時，提高葉片的抗振動或抗顫動能力，使得葉片的顫動頻率或幅度更小；本發(fā)明的另一目的是提供一種100米以上長度且用可以利用公知陸上運輸工具可以運輸?shù)娘L(fēng)機葉片；其方法是利用已有的小功率葉片，直接可以開發(fā)大功率葉片，例如，可以使用現(xiàn)有1.5兆瓦，36米長的葉片，可以直接加連接桿達(dá)到100米以上或10兆瓦以上大功率葉片，可以降低開發(fā)費用及成本且方便運輸；本發(fā)明的另一目的是提供一種可伸縮型風(fēng)機風(fēng)輪或葉片，以及風(fēng)力發(fā)電機，當(dāng)在臺風(fēng)到來時，可以不用停機，繼續(xù)工作，提高風(fēng)機的抗強風(fēng)能力；同時，還可以提高輸出功率的穩(wěn)定性；同時，在發(fā)電量一定的條件下，可以降低塔筒的高度，從而降低成本；或在塔筒的高度相同的條件下，可以提高發(fā)電效率。本發(fā)明的再一目的是提供一種對現(xiàn)有老舊式定槳距風(fēng)機葉片的改造方法及裝置，可以利用現(xiàn)有老舊式定槳距風(fēng)機葉片直接安裝本發(fā)明所述連接桿，改造成新式風(fēng)機葉片。

一種帶連接桿式風(fēng)機葉片，包括葉片及連接桿，所述連接桿與葉片是固定式連接或可伸縮式連接。

本發(fā)明人通過大量的理論推算及實驗驗證得出結(jié)論，所述連接桿安裝在葉片的根部效果最好。所述葉片可以是目前公知的或任意形狀的葉片。

優(yōu)選的，所述連接桿是與葉片的根部固定連接或可伸縮式連接；所述連接桿的另一端與輪轂連接。所述連接桿與輪轂的連接方式采用公知連接方式即可。

所述連接桿也可以是安裝在葉片的靠近葉尖部位或葉片的任意部位；所述葉片可以分成兩部分，所述葉片的兩部分分別與連接桿是固定連接或可伸縮式連接方式。

所述固定式連接是指連接后連接桿與葉片相對位置固定不變，例如，采用法蘭盤螺絲連接方式或焊接等連接方式。

所述可伸縮式連接，是指連接桿與葉片可以做相對位移運動，可以通過控制系統(tǒng)控制所述連接桿伸進(jìn)葉片的內(nèi)部或從葉片內(nèi)部伸出，使總長度變長或變短，并可以固定在所需位置或長度。

所述葉片可以是普通公知水平軸葉片。在水平軸葉片的內(nèi)部可以安裝一截套管，用于與連接桿伸縮。

所述連接桿的平均粗細(xì)程度，小于相對應(yīng)的葉片根部的粗細(xì)程度?；蛩鲞B接桿橫截面積的平均值小于葉片根部區(qū)域的橫截面積平均值。所述連接桿，可以伸縮進(jìn)葉片的根部。

所述葉片根部區(qū)域是指葉片的公知根部區(qū)域。

優(yōu)選的，所述葉片根部區(qū)域是指葉片根部圓筒狀區(qū)域。

所述連接桿所使用的材料抗彎曲強度或抗顫動強度性能大于所述葉片所使用的材料抗彎強度或抗顫動強度性能；所述連接桿所使用的材料抗彎曲強度或抗顫動強度性能大于所述葉片根部區(qū)域所使用的材料抗彎強度或抗顫動強度性能；例如：假如葉片使用玻璃鋼復(fù)合材料，則連接桿使用不銹鋼或鋁合金材料或其他金屬材料或合金材料或碳纖維材料。

所述連接桿的重量，小于按公知方式加長相應(yīng)葉片所增加的重量；例如：假設(shè)36米葉片按公知方式增長到45米葉片，重量需增加2噸；采用連接桿方式36米葉片增長到45米葉片，重量增加小于2噸，按本發(fā)明人經(jīng)過理論推算及實驗驗證，重量只需增加0.5--1噸即可。

所述連接桿可以是一整根，也可以是可伸縮式的，所述連接桿可設(shè)計成兩段或兩段以上，可以通過控制系統(tǒng)控制所述連接桿伸進(jìn)另一段連接桿的內(nèi)部或從內(nèi)部伸出，使總長度變長或變短，并可以固定在所需位置或長度。

所述連接桿可以是桿狀或管狀或柱狀和/或任意形狀橫截面，例如圓筒形或圓柱形或多邊形等。

在所述葉片或風(fēng)力發(fā)電機上還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)可以安裝在葉片上或風(fēng)力發(fā)電機的任意部位，所述控制系統(tǒng)是可以控制葉片與連接桿或連接桿與另一段連接桿之間做相對位移且可以固定在所需位置或長度的系統(tǒng)。

所述控制器采用公知控制系統(tǒng)即可。

本發(fā)明的優(yōu)勢在于可以使葉片制作的很長，提高了葉片的抗顫動能力等，其不足之處在于降低了葉片根部的風(fēng)能利用效率，我們可以在葉片的根部或輪轂上安裝一組小型葉片的方式解決這個問題。

一種利用帶連接桿式風(fēng)機葉片的風(fēng)力發(fā)電機，包括發(fā)電機系統(tǒng)及風(fēng)輪或至少一個葉片，其特征是，所述葉片包括公知葉片及連接桿，所述連接桿與葉片的根部是固定連接或可伸縮式連接，所述連接桿的另一端與輪轂連接。

所述風(fēng)輪或葉片接收風(fēng)能帶動發(fā)電機系統(tǒng)發(fā)電。所述葉片是利用本發(fā)明所述一種帶連接桿式風(fēng)機葉片。

在所述風(fēng)力發(fā)電機上還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)可以安裝在風(fēng)輪或輪轂或葉片上或風(fēng)力發(fā)電機系統(tǒng)的任意部位，所述控制系統(tǒng)是可以控制葉片與連接桿或連接桿與另一段連接桿之間做相對位移的系統(tǒng)。

所述控制系統(tǒng)連接葉片或連接桿，可以將連接桿收縮到葉片內(nèi)或從葉片內(nèi)伸出，使葉片變短或增長；或?qū)⑦B接桿收縮到另一段內(nèi)或從另一段內(nèi)伸出，使連接桿變短或增長；。

所述控制系統(tǒng)包括信號接收器、控制器及動力裝置，通過信號接收器可以接收風(fēng)力的大小及方向，傳導(dǎo)到控制器，控制器可以通過動力裝置控制連接桿收縮到葉片或另一連接桿內(nèi)或伸長，所述收縮或伸長的距離是可以根據(jù)風(fēng)力的大小和方向任意調(diào)節(jié)的。

當(dāng)風(fēng)力不足時，信號接收器可以接收風(fēng)力的大小及方向，傳導(dǎo)到控制器，控制器可以通過動力裝置控制葉片伸長到最長位置，可以最大限度的利用風(fēng)能；當(dāng)風(fēng)力超過額定風(fēng)速時，控制器可以通過動力裝置控制葉片收縮到一定位置，使輸出功率達(dá)到最大；可以將葉片的最短位置設(shè)計到完全可以抗臺風(fēng)的位置，當(dāng)臺風(fēng)來臨時，收縮到最短位置，仍然可以繼續(xù)工作。例如：如果一臺普通1.5兆瓦的風(fēng)機，葉片長度為36米，當(dāng)臺風(fēng)來臨時，只能通過變槳系統(tǒng)停機；如果采用本發(fā)明風(fēng)輪或葉片時，就可以將葉片的長度縮短到20米或者更短的長度，因此，其抗強風(fēng)能力就會大大提高，就可以在臺風(fēng)中繼續(xù)工作，充分利用臺風(fēng)的能量，同時，還可以保護(hù)設(shè)備的安全，提高發(fā)電效率。

所述動力裝置，可以采用電動機動力，也可以采用液壓動力裝置或任意公知動力裝置。

本發(fā)明所述信號接收器也可以接收葉片轉(zhuǎn)動的位置信息，可以根據(jù)葉片旋轉(zhuǎn)到不同的位置，任意調(diào)節(jié)葉片收縮或伸長的距離。

對于水平軸風(fēng)力發(fā)電機來說，當(dāng)葉片轉(zhuǎn)動到下半圈或下半圈的設(shè)定位置時，可以將葉片收縮；當(dāng)葉片轉(zhuǎn)動到上半圈或上半圈的設(shè)定位置時，可以將葉片伸長；這樣就可以在設(shè)計時有效的降低塔筒的高度；同時，上半圈的風(fēng)力資源大，下半圈的風(fēng)力資源小，這樣就可以最大限度的提高風(fēng)能利用率，提高發(fā)電效率。

本發(fā)明的優(yōu)勢在于可以使葉片制作的很長，提高了葉片的抗顫動能力，降低了葉片的成本等，其不足之處在于降低了葉片根部的風(fēng)能利用效率，我們可以在葉片的根部或輪轂上安裝一組小型葉片的方式解決這個問題。

在所述風(fēng)機輪轂上，可以安裝至少一個小葉片。

本發(fā)明還可以使用雙輪轂，即在輪轂的前面的風(fēng)輪軸上，安裝一個小輪轂，在所述小輪轂上，安裝至少一個小葉片。

所述小葉片，是長度小于本發(fā)明所述帶連接桿式葉片。所述小輪轂，是指小輪轂的最大弦長小于本發(fā)明所述普通輪轂的最大弦長。

對于垂直軸風(fēng)力發(fā)電機來說，所述信號接收器也可以接收到葉片轉(zhuǎn)動到逆風(fēng)位置或順風(fēng)位置，當(dāng)葉片轉(zhuǎn)動到逆風(fēng)位置時，通過控制器將葉片收縮或?qū)⑷~片連桿收縮；當(dāng)葉片轉(zhuǎn)動到動力風(fēng)位置時，可以將葉片伸長或?qū)⑷~片連桿伸長；這樣就可以大幅度提高發(fā)電效率，還可以降低垂直軸風(fēng)機的推倒力矩。當(dāng)臺風(fēng)來臨時，可以將兩邊的連桿同時收縮。

對于垂直軸風(fēng)力發(fā)電機來說，連接桿可以安裝在葉片的底部或頂部或兩端，所述連接桿可以與另一葉片連接。

所述風(fēng)輪，可以包括葉片或連接桿。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明在增加公知葉片長度的同時，提供了一種更適于運輸和安裝的可拆卸式葉片，使得運輸和安裝更簡便和更低成本；通過使用連接桿，可以減少材料的使用，使得增加的總重量更少；提高葉片的抗振動或抗顫動能力，使得葉片的顫動頻率或幅度更?。槐景l(fā)明可以利用已有的小功率葉片，直接加連接桿可以開發(fā)出大功率葉片，降低開發(fā)費用及成本；本發(fā)明提供了一種可伸縮型風(fēng)機風(fēng)輪或葉片，以及風(fēng)力發(fā)電機，當(dāng)在臺風(fēng)到來時，可以不用停機，繼續(xù)工作，同時，還可以提高輸出功率的穩(wěn)定性；同時，在發(fā)電量一定的條件下，可以降低塔筒的高度，從而降低成本；或在塔筒的高度相同的條件下，可以提高發(fā)電效率。

四、附圖說明：

圖1是本發(fā)明所述水平軸風(fēng)機葉片結(jié)構(gòu)原理示意圖；

圖2是本發(fā)明所述另一水平軸風(fēng)機葉片結(jié)構(gòu)原理示意圖；

圖3是本發(fā)明所述再一水平軸風(fēng)機葉片結(jié)構(gòu)原理示意圖；

圖4是本發(fā)明所述垂直軸風(fēng)機葉片結(jié)構(gòu)原理正視圖示意圖；

圖5是本發(fā)明所述水平軸風(fēng)輪結(jié)構(gòu)原理正視圖示意圖；

圖6是本發(fā)明所述另一水平軸風(fēng)輪結(jié)構(gòu)原理正視圖示意圖；

圖7是本發(fā)明所述另一水平軸風(fēng)輪結(jié)構(gòu)原理左視圖示意圖；

圖8是本發(fā)明所述再一水平軸風(fēng)機葉片結(jié)構(gòu)原理示意圖；

附圖標(biāo)志

1風(fēng)機葉片2連接桿3連接桿4大輪轂5小葉片6小輪轂7風(fēng)輪軸8發(fā)電機系統(tǒng)9公知葉片上半部分10公知葉片下半部分

五、具體實施方式

下面結(jié)合附圖與具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述：

實施例一：

如圖1所示，圖1是本發(fā)明所述水平軸風(fēng)機葉片結(jié)構(gòu)原理示意圖；在所述公知水平軸風(fēng)機葉片1的根部固定安裝有連接桿2，在連接桿2的另一端可以安裝在風(fēng)輪輪轂上。所述連接桿2可以使用不銹鋼管或柱或鋁或鈦合金管或柱。所述連接桿2的平均粗細(xì)程度，小于相對應(yīng)的葉片根部的粗細(xì)程度，或所述連接桿橫截面積的平均值小于葉片根部圓的橫截面積。所述連接桿2的另一端安裝在輪轂上。

如圖2所示，圖2是本發(fā)明所述另一水平軸風(fēng)機葉片結(jié)構(gòu)原理示意圖；在所述公知水平軸風(fēng)機葉片1的內(nèi)部固定安裝有連接桿3，所述連接桿3是管狀結(jié)構(gòu)；所述連接桿2與連接桿3是可伸縮式連接；當(dāng)風(fēng)速超過風(fēng)機的切出風(fēng)速時，控制系統(tǒng)控制連接桿2收縮進(jìn)入連接桿3內(nèi)，使葉片的總長度變短，可以抵抗更強的風(fēng)力；當(dāng)風(fēng)速低于風(fēng)機的額定風(fēng)速時，控制系統(tǒng)控制連接桿2從連接桿3內(nèi)伸出，使葉片的總長度變長，可以提高發(fā)電效率。所述連接桿2的另一端安裝在輪轂上。

如圖3所示，圖3是本發(fā)明所述再一水平軸風(fēng)機葉片結(jié)構(gòu)原理示意圖；所述連接桿2固定安裝在葉片1上，所述連接桿2與連接桿3是可伸縮式連接；在所述連接桿2與連接桿3上或內(nèi)部，設(shè)置有定位塊，所述連接桿3的另一端安裝在輪轂上。當(dāng)風(fēng)速超過風(fēng)機的切出風(fēng)速時，控制系統(tǒng)控制連接桿2收縮進(jìn)入連接桿3內(nèi)，到達(dá)定位塊位置時，可自動固定位置；使葉片的總長度變短，可以抵抗更強的風(fēng)力；當(dāng)風(fēng)速低于風(fēng)機的額定風(fēng)速時，控制系統(tǒng)控制連接桿2從連接桿3內(nèi)伸出，到達(dá)定位塊位置時，可自動固定位置，使葉片的總長度變長，可以提高發(fā)電效率。所述定位塊是采用公知定位裝置。

如圖4所示，圖4是本發(fā)明所述垂直軸升力型風(fēng)機葉片結(jié)構(gòu)原理正視圖示意圖；左視圖與俯視圖為公知常識，省略。所述葉片分為兩段，在葉片的上端或下端或上、下兩端安裝有連接桿2，在葉片的內(nèi)部安裝有連接桿3，所述連接桿3是管狀結(jié)構(gòu)；所述連接桿2與連接桿3是可伸縮式連接；當(dāng)風(fēng)速超過風(fēng)機的切出風(fēng)速時，控制系統(tǒng)控制連接桿2收縮進(jìn)入連接桿3內(nèi)，使葉片的總長度變短，可以抵抗更強的風(fēng)力；當(dāng)風(fēng)速低于風(fēng)機的額定風(fēng)速時，控制系統(tǒng)控制連接桿2從連接桿3內(nèi)伸出，使葉片的總長度變長，可以提高發(fā)電效率。

如圖8所示，圖8是本發(fā)明所述再一水平軸風(fēng)機葉片結(jié)構(gòu)原理示意圖；所述公知水平軸風(fēng)機葉片1分為兩段，所述分開部位為葉尖部或任意部位，連接桿2分別與葉片的上半部分9和下兩端10固定或可伸縮式連接。

實施例二：

如圖5所示，圖5是本發(fā)明所述水平軸風(fēng)輪結(jié)構(gòu)原理正視圖示意圖；左視圖與俯視圖為公知常識，省略。所述風(fēng)輪是由三個本發(fā)明所述帶連接桿式葉片安裝在輪轂4上，同時，在輪轂4上還安裝有三個小葉片5，所述小葉片可以采用公知葉片，也可以采用本發(fā)明所述葉片；本發(fā)明所述連接桿2或3，采用不銹鋼或呂合金或鈦合金管或柱。本實施例所使用的連接桿橫截面積，是葉片根部橫截面積的1/30，經(jīng)大量理論計算及實驗驗證，采用本發(fā)明將36米長葉片加長至60米長葉片，與公知60米長普通葉片做對比，重量及綜合成本都可以降低20%--30%以上。本發(fā)明可以利用普通1或1.5兆瓦風(fēng)機葉片，極簡單的開發(fā)出100米以上或任意長度的風(fēng)機葉片。

實施例三：

如圖6、圖7所示，圖6是本發(fā)明所述另一水平軸風(fēng)輪結(jié)構(gòu)原理正視圖示意圖；圖7是左視圖示意圖；俯視圖為公知常識，省略。

本實施例是將本發(fā)明所述三個葉片安裝在原風(fēng)機輪轂上，在原風(fēng)機輪轂的前面風(fēng)輪軸上，增加了一個小輪轂，在所述小輪轂上，安裝了三個小風(fēng)機葉片，同樣可以達(dá)到本發(fā)明所述各種優(yōu)勢。

需要注意的是，上述具體實施例僅僅是示例性的，在本發(fā)明或?qū)嵱眯滦偷纳鲜鼋虒?dǎo)下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在上述實施例的基礎(chǔ)上進(jìn)行各種改進(jìn)和變形，而這些改進(jìn)或者變形落在本發(fā)明或?qū)嵱眯滦偷谋Ｗo(hù)范圍內(nèi)。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，上面的具體描述只是為了解釋本發(fā)明或?qū)嵱眯滦偷哪康?，并非用于限制本發(fā)明或?qū)嵱眯滦?。本發(fā)明或?qū)嵱眯滦偷谋Ｗo(hù)范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。