專利名稱：風(fēng)力發(fā)電機(jī)自動(dòng)調(diào)向風(fēng)葉的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)葉，具體地說是一種適合用于垂直軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)葉。
背景技術(shù)：
隨著能源的日趨匱乏，風(fēng)能的利用越來越引起人們的重視，利用風(fēng)力進(jìn)行發(fā)電是利用風(fēng)能的一種主要手段。目前，風(fēng)力發(fā)電機(jī)有水平軸式和垂直軸式兩種，對(duì)于目前水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)中的風(fēng)葉，其設(shè)計(jì)特點(diǎn)是利用風(fēng)力的一個(gè)分力推動(dòng)風(fēng)葉、產(chǎn)生扭矩，風(fēng)葉的面積很大，用于推動(dòng)發(fā)電機(jī)的風(fēng)力卻較小，且設(shè)計(jì)要求也很高，造價(jià)很高，效率較低，對(duì)鳥類和蝙蝠有危害。而對(duì)于目前垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)中的風(fēng)葉，其風(fēng)葉轉(zhuǎn)動(dòng)方向與風(fēng)向相反時(shí)，風(fēng)葉受到的逆風(fēng)風(fēng)力較大，較大程度的抵消了順風(fēng)風(fēng)葉的推力，因此，效率也較低。所以，現(xiàn)有的各種風(fēng)力發(fā)電機(jī)所用的風(fēng)葉存在的共同不足是風(fēng)能的利用率較低，設(shè)計(jì)體積大，造價(jià)高；對(duì)風(fēng)速要求較高，通常額定風(fēng)速均在每秒10米至15米以上，在風(fēng)力較小的區(qū)域，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的使用受到限制，在風(fēng)速高的地方效率也較低，限制了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)展。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)自動(dòng)調(diào)向風(fēng)葉，該風(fēng)葉用于豎直軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)中，其葉片可自動(dòng)調(diào)向，葉片處在順風(fēng)位時(shí)豎直、處在逆風(fēng)位時(shí)水平，該風(fēng)葉能最大限度地減小處于逆風(fēng)位時(shí)的受力，充分利用順風(fēng)位的風(fēng)力產(chǎn)生扭矩，進(jìn)而使風(fēng)能的利用率提高，并對(duì)可利用風(fēng)的風(fēng)速要求降低。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下方案風(fēng)力發(fā)電機(jī)自動(dòng)調(diào)向風(fēng)葉，適用于豎直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，它具有葉片，它還具有支撐構(gòu)件，葉片鉸接在支撐構(gòu)件上，支撐構(gòu)件構(gòu)成對(duì)葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)支撐，葉片的重心偏離葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線，支撐構(gòu)件上或支撐構(gòu)件與葉片之間設(shè)有使葉片保持水平狀態(tài)及垂直狀態(tài)的限位機(jī)構(gòu)。
由上述方案可見，垂直軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)中采用一組本發(fā)明提供的自動(dòng)調(diào)向風(fēng)葉時(shí)，當(dāng)其中某個(gè)或幾個(gè)風(fēng)葉的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與風(fēng)向趨于一致時(shí)，通過葉片自生重力、風(fēng)力及限位機(jī)構(gòu)，可使葉片保持豎直狀態(tài)，從而較好的直接接受風(fēng)力，當(dāng)另外的風(fēng)葉的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與風(fēng)向趨于相反時(shí)，通過風(fēng)力及限位機(jī)構(gòu)，可使葉片保持水平狀態(tài)，避免風(fēng)力對(duì)風(fēng)葉形成阻力，從而使風(fēng)輪能利用風(fēng)力往一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)做功，最大限度地利用了風(fēng)的能量。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理、使用可靠，它作為垂直軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)葉，具有以下積極效果1、可以在同一風(fēng)力條件下減小風(fēng)力發(fā)電機(jī)的外形尺寸，簡(jiǎn)化風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)，大幅度降低風(fēng)車造價(jià)，降低投資和運(yùn)行成本；2、可以利用目前風(fēng)力發(fā)電機(jī)無(wú)法利用的低速風(fēng)發(fā)電，大大提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)的利用范圍。3、可較大程度的減小風(fēng)輪的尺寸，有利于降低風(fēng)輪對(duì)鳥類和蝙蝠的危害。


圖I本發(fā)明實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2圖I的A — A剖視圖；圖3本發(fā)明實(shí)施例一的使用狀態(tài)示意圖；圖4本發(fā)明實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5圖4中固定擋圈的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6圖5的右視圖；圖7圖4中轉(zhuǎn)動(dòng)擋圈的結(jié)構(gòu)不意圖；圖8圖7的左視圖；圖9圖4的B — B剖視圖；圖10本發(fā)明實(shí)施例二的使用狀態(tài)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合實(shí)施例及附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。
實(shí)施例一參見圖I、圖2，本實(shí)施例中，支撐構(gòu)件為一框架1，葉片5鉸接在框架I上，框架I構(gòu)成對(duì)葉片5的轉(zhuǎn)動(dòng)支撐。葉片5與框架I鉸接的鉸接結(jié)構(gòu)為在框架I的兩側(cè)上分別固定有一軸套2，葉片5的兩側(cè)分別固定有銷軸3，銷軸3裝于軸套2中。限位機(jī)構(gòu)為一水平限位桿7及一垂直限位桿4，水平限位桿7設(shè)于框架I的一側(cè)，垂直限位桿4可設(shè)于框架I的上部或下部。本實(shí)施例中，垂直限位桿4設(shè)于框架的下部。以葉片5的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線為界，使葉片 5處在其轉(zhuǎn)動(dòng)軸線兩側(cè)的部分不對(duì)稱，即可使葉片5的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線偏離其重心。
另外，由圖2可見，垂直限位桿4、水平限位桿7的限位面上分別設(shè)有橡膠墊9、橡膠墊8，以緩沖降低葉片5與它們觸及時(shí)的碰撞并降低噪音。
參見圖1，為實(shí)現(xiàn)風(fēng)葉與風(fēng)葉桿的聯(lián)接，在框架I的一側(cè)連接有支撐板6，支撐板6 上開有若干通孔6a，通過支撐板6及其上的通孔6a，可使本風(fēng)葉方便地與風(fēng)葉桿聯(lián)接。
參見圖3，本實(shí)施例提供的風(fēng)葉在使用時(shí)，其支撐板6與風(fēng)葉桿10聯(lián)接，風(fēng)葉桿10 與垂直的旋轉(zhuǎn)軸11聯(lián)接。
由圖I、圖2、圖3可見，當(dāng)風(fēng)葉的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與風(fēng)向趨于一致時(shí)，通過葉片5自身重力、風(fēng)力及垂直限位桿4，可使葉片5保持豎直狀態(tài)，進(jìn)而直接接受風(fēng)力；當(dāng)風(fēng)葉的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與風(fēng)向趨于相反時(shí)，通過風(fēng)力及水平限位桿7，可使葉片5保持水平狀態(tài)，避免風(fēng)力對(duì)風(fēng)葉形成阻力。
實(shí)施例二參見圖4，本實(shí)施例中，支撐構(gòu)件為一支撐軸12，葉片16上具有套管16a，套管16a與葉片16為一體，葉片16通過套管16a裝于支撐軸12上，支撐軸12構(gòu)成對(duì)葉片16的轉(zhuǎn)動(dòng)支撐，支撐軸12的軸線既為葉片16的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線。限位機(jī)構(gòu)由固定在支撐軸12上的固定擋圈 13和聯(lián)接在葉片16的套管16a上的轉(zhuǎn)動(dòng)擋圈14組成。套管16a與轉(zhuǎn)動(dòng)擋圈14間聯(lián)接的方式為套管16a上連接有一法蘭盤15，法蘭盤15與轉(zhuǎn)動(dòng)擋圈14聯(lián)接。同樣，以支撐軸12 的軸線為界，使葉片16處在其軸線兩側(cè)的部分大小不一，即可使葉片16的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線偏離其重心。另外，在使用時(shí)，支撐軸12的左端與風(fēng)葉桿聯(lián)接。
參見圖5、圖6，固定擋圈13朝向轉(zhuǎn)動(dòng)擋圈的端面上具有兩個(gè)限位塊13a。
參見圖7、圖8，轉(zhuǎn)動(dòng)擋圈14朝向固定擋圈上的端面上具有兩個(gè)擋塊14a。
參見圖6、圖9，為緩沖兩限位塊13a與擋塊14a配合時(shí)的碰撞，兩限位塊13a與擋塊14a配合的側(cè)面上分別設(shè)有橡膠墊17。
參見圖10，本實(shí)施例提供的風(fēng)葉在使用時(shí)，支撐軸12與風(fēng)葉桿18聯(lián)接，風(fēng)葉桿18 與垂直的旋轉(zhuǎn)軸19聯(lián)接。
結(jié)合圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9、圖10可見，兩擋塊14a與兩個(gè)限位塊13a之間相互配合，限制葉片16繞支撐軸12轉(zhuǎn)動(dòng)的最大角度為90°。當(dāng)風(fēng)葉的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與風(fēng)向趨于一致時(shí)，通過葉片16自身的重力、風(fēng)力及擋塊14a與限位塊13a的配合，可使葉片16 保持豎直狀態(tài)，進(jìn)而直接接受風(fēng)力；當(dāng)風(fēng)葉的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與風(fēng)向趨于相反時(shí)，通過風(fēng)力及及擋塊14a與限位塊13a的配合，可使葉片16保持水平狀態(tài)，避免風(fēng)力對(duì)風(fēng)葉形成阻力。
由以上實(shí)施例一、二可見，本發(fā)明提供的自動(dòng)調(diào)向風(fēng)葉的特點(diǎn)是葉片僅在90° 的范圍內(nèi)繞自身的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線自由轉(zhuǎn)動(dòng)，風(fēng)葉處于順風(fēng)時(shí)，葉片在自身重力的作用下向豎直方向偏轉(zhuǎn)，且通過風(fēng)的作用及限位機(jī)構(gòu)的配合，保持呈豎直狀態(tài)，當(dāng)風(fēng)葉處于逆風(fēng)時(shí)，由于葉片偏重的半邊面積較大，偏重的一半受風(fēng)力會(huì)被吹至遠(yuǎn)離風(fēng)的來向，且通過限位機(jī)構(gòu)可使葉片處于水平狀態(tài)?？梢姡谟酗L(fēng)時(shí)，風(fēng)葉繞發(fā)電機(jī)主軸一周的過程中，葉片可在豎直狀態(tài)和水平狀態(tài)之間的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，且葉片完成繞自身的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線由豎直轉(zhuǎn)至水平、再由水平轉(zhuǎn)至豎直的一個(gè)周期性動(dòng)作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)由葉片充分利用風(fēng)力推動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)軸做功。
權(quán)利要求
1.風(fēng)力發(fā)電機(jī)自動(dòng)調(diào)向風(fēng)葉，適用于垂直軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，它具有葉片，其特征在于 它還具有支撐構(gòu)件，葉片鉸接在支撐構(gòu)件上，支撐構(gòu)件構(gòu)成對(duì)葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)支撐，葉片的重心偏離葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線，支撐構(gòu)件上或支撐構(gòu)件與葉片之間設(shè)有使葉片保持水平狀態(tài)及垂直狀態(tài)的限位機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)自動(dòng)調(diào)向風(fēng)葉，其特征在于支撐構(gòu)件為一框架， 葉片鉸接在框架上，限位機(jī)構(gòu)為一水平限位桿及一垂直限位桿，水平限位桿設(shè)于框架的一側(cè)，垂直限位桿設(shè)于框架的上部或下部。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)自動(dòng)調(diào)向風(fēng)葉，其特征在于支撐構(gòu)件為一支撐軸，葉片上具有套管，葉片通過套管裝于支撐軸上，限位機(jī)構(gòu)由固定在支撐軸上的固定擋圈和聯(lián)接在葉片的套管上的轉(zhuǎn)動(dòng)擋圈組成，固定擋圈朝向轉(zhuǎn)動(dòng)擋圈的端面上具有兩個(gè)限位塊，轉(zhuǎn)動(dòng)擋圈朝向固定擋圈上的端面上具有兩個(gè)擋塊，兩擋塊與兩個(gè)限位塊之間相互配合限制葉片繞支撐軸轉(zhuǎn)動(dòng)的最大角度為90°。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)自動(dòng)調(diào)向風(fēng)葉，它具有葉片，其特征在于垂直限位桿、水平限位桿的限位面上分別設(shè)有橡膠墊。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)自動(dòng)調(diào)向風(fēng)葉，它具有葉片，其特征在于兩限位塊與擋塊配合的側(cè)面上分別設(shè)有橡膠墊。
全文摘要
風(fēng)力發(fā)電機(jī)自動(dòng)調(diào)向風(fēng)葉，它具有葉片，葉片鉸接在支撐構(gòu)件上，支撐構(gòu)件構(gòu)成對(duì)葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)支撐，葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線偏離葉片的重心，支撐構(gòu)件上或支撐構(gòu)件與葉片之間設(shè)有使葉片保持水平狀態(tài)及垂直狀態(tài)的限位機(jī)構(gòu)。垂直軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)采用一組本發(fā)明提供的風(fēng)葉時(shí)，當(dāng)其中某個(gè)或幾個(gè)風(fēng)葉的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與風(fēng)向趨于一致時(shí)，通過葉片自身的重力、風(fēng)力及限位機(jī)構(gòu)，可使葉片保持豎直狀態(tài)，從而較好的直接接受風(fēng)力，當(dāng)另外的風(fēng)葉的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與風(fēng)向趨于相反時(shí)，通過風(fēng)力及限位機(jī)構(gòu)，可使葉片保持水平狀態(tài)，避免風(fēng)力對(duì)風(fēng)葉形成阻力，從而風(fēng)輪就能利用風(fēng)力往一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)做功，最大限度地利用了風(fēng)的能量。
文檔編號(hào)F03D3/06GK102926927SQ20121047544
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月21日
發(fā)明者曹孟臣 申請(qǐng)人:曹孟臣