專利名稱：一種垂直軸變槳矩風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)葉的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)葉，具體涉及一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變槳矩風(fēng)葉。
技術(shù)背景近年來，新興市場的風(fēng)電發(fā)展迅速。在國家政策支持和能源供應(yīng)緊張的背景下，中國的風(fēng)電特別是風(fēng)電設(shè)備制造業(yè)也迅速崛起，已經(jīng)成為全球風(fēng)電最為活躍的場所，且垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)使風(fēng)電建筑一體化成為可能。其中，H型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)采用空氣洞力學(xué)原理，針對(duì)垂直軸旋轉(zhuǎn)的風(fēng)洞模擬，葉片選用了飛機(jī)翼形形狀，在風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，它不會(huì)受到因變形而改變效率等；它用垂直直線4-5個(gè)葉片組成，由4角形或5角形形狀的輪轂固定、 連接葉片的連桿組成的風(fēng)輪，由風(fēng)輪帶動(dòng)稀土永磁發(fā)電機(jī)發(fā)電送往控制器進(jìn)行控制，輸配負(fù)載所用的電能。目前H型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)葉都是全等截面翼型，外形單一。風(fēng)葉設(shè)計(jì)時(shí)不考慮變攻角裝置，因此變攻角裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，很容易出現(xiàn)故障，尤其是H型風(fēng)葉在連接處經(jīng)常發(fā)生斷裂，使風(fēng)機(jī)的可靠性大大降低
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種垂直軸變槳矩風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)葉，它的風(fēng)葉設(shè)計(jì)了跟變槳矩裝置有接口的連接座，對(duì)風(fēng)葉外形采用仿生設(shè)計(jì)，整機(jī)裝配后外形新穎美觀。為了解決背景技術(shù)所存在的問題，本實(shí)用新型是采用以下技術(shù)方案它包含風(fēng)葉連接螺栓、連接法蘭、連接件和風(fēng)葉實(shí)體，風(fēng)葉實(shí)體下端設(shè)置有連接法蘭，連接法蘭上設(shè)置有數(shù)個(gè)風(fēng)葉連接螺栓，風(fēng)葉實(shí)體中部設(shè)置有連接件。所述的風(fēng)葉實(shí)體下半部翼型尺寸大于上半部尺寸。所述的風(fēng)葉實(shí)體采用花瓣造型，翼型由下端至上端是變截面扭曲變化的，在與水平面平行的任意截面，翼型的弦與圓心和弦的中點(diǎn)的連線的夾角都是90-100度。本實(shí)用新型中風(fēng)葉實(shí)體下部設(shè)計(jì)有連接法蘭和螺栓，以方便與風(fēng)機(jī)變槳矩裝置的連接，風(fēng)葉實(shí)體下半部翼型尺寸大于上半部尺寸，風(fēng)葉實(shí)體重心下降，風(fēng)輪整體運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)度提高，風(fēng)葉實(shí)體上部重量減輕，風(fēng)葉實(shí)體下部重量增加。在離心力的作用下，由于風(fēng)葉實(shí)體上部重量輕，風(fēng)葉實(shí)體兩端直徑小，葉片上部向外的變形也小。風(fēng)葉實(shí)體中部設(shè)計(jì)有連接件，與中心軸連接，因此風(fēng)葉實(shí)體因變形造成的損壞程度減少。風(fēng)葉實(shí)體下部直接與輪轂連接，完全可以克服離心力對(duì)風(fēng)葉實(shí)體產(chǎn)生的破壞力。 風(fēng)葉實(shí)體整體造型仿花瓣設(shè)計(jì)，風(fēng)葉實(shí)體的下端截面翼型的弦的中點(diǎn)和圓心的連線與最上端翼型的弦的中點(diǎn)和圓心的連線在俯視平面上的可視夾角為任意角度，該角度即為翼型從下至上扭曲的角度。該角度為零時(shí)，翼型由下端至上端是變截面但不扭曲的。本實(shí)用新型的風(fēng)葉設(shè)計(jì)了跟變槳矩裝置有接口的連接座，對(duì)風(fēng)葉外形采用仿生設(shè)計(jì)，整機(jī)裝配后外形新穎美觀。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為圖1的主視圖，圖3為圖1的俯視圖，圖4為圖1的等軸測圖，圖5為圖1的截面圖，圖6為本實(shí)用新型的裝配結(jié)構(gòu)示意圖，圖7-圖9為本實(shí)用新型的氣動(dòng)外形幾何放樣方法示意圖。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1-5，本具體實(shí)施方式
采用以下技術(shù)方案它包含風(fēng)葉連接螺栓1、連接法蘭2、連接件3和風(fēng)葉實(shí)體4，風(fēng)葉實(shí)體4下端設(shè)置有連接法蘭2，連接法蘭2上設(shè)置有數(shù)個(gè)風(fēng)葉連接螺栓1，風(fēng)葉實(shí)體4中部設(shè)置有連接件3。所述的風(fēng)葉實(shí)體4下半部翼型尺寸大于上半部尺寸。所述的風(fēng)葉實(shí)體4采用花瓣造型，翼型由下端至上端是變截面扭曲變化或不扭曲變化的，在與水平面平行的任意截面，翼型的弦與圓心和弦的中點(diǎn)的連線的夾角都是96.5度。本具體實(shí)施方式
中風(fēng)葉實(shí)體4下部設(shè)計(jì)有連接法蘭和螺栓，以方便與風(fēng)機(jī)變槳矩裝置的連接，風(fēng)葉實(shí)體4下半部翼型尺寸大于上半部尺寸，風(fēng)葉實(shí)體4重心下降，風(fēng)輪整體運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)度提高，風(fēng)葉實(shí)體4上部重量減輕，風(fēng)葉實(shí)體4下部重量增加。在離心力的作用下， 由于風(fēng)葉實(shí)體4上部重量輕，風(fēng)葉實(shí)體4兩端直徑小，葉片上部向外的變形也小。風(fēng)葉實(shí)體4中部設(shè)計(jì)有連接件3，與中心軸連接，因此風(fēng)葉實(shí)體4因變形造成的損壞程度減少。風(fēng)葉實(shí)體4下部直接與輪轂連接，完全可以克服離心力對(duì)風(fēng)葉實(shí)體4產(chǎn)生的破壞力。風(fēng)葉實(shí)體4整體造型仿花瓣設(shè)計(jì)。風(fēng)葉實(shí)體4的下端截面翼型的弦的中點(diǎn)和圓心的連線與最上端翼型的弦的中點(diǎn)和圓心的連線在俯視平面上的可視夾角為任意角度，該角度即為翼型從下至上扭曲的角度，該角度為零時(shí)，翼型由下端至上端是變截面但不扭曲的。本具體實(shí)施方式
的風(fēng)葉設(shè)計(jì)了跟變槳矩裝置有接口的連接座，對(duì)風(fēng)葉外形采用仿生設(shè)計(jì)，整機(jī)裝配后外形新穎美觀。本具體實(shí)施方式
中風(fēng)葉實(shí)體4氣動(dòng)外形幾何放樣方法如下選擇一個(gè)基準(zhǔn)平面， 以一點(diǎn)為圓心畫一圓，以圓心為起點(diǎn)作直線OM與圓相交于點(diǎn)M,以點(diǎn)M為中點(diǎn)，做翼型的弦 AB與直線OM相交成96. 5°角，以A點(diǎn)為翼型的前緣，B為翼型的后緣，做翼型圖形AlNIBl 如圖5所示。與第一平面Pl距離為風(fēng)葉實(shí)體4長度一半的位置再做第二平面P2與第一平面Pl 平行，以01為起點(diǎn)做一垂線與第一平面Pl和第二平面P2垂直，與第二平面P2相交于點(diǎn) 02，以02為圓心以02M2為半徑做一圓，直線02M2與直線OlMl夾角為Φ 1，以點(diǎn)Μ2為中點(diǎn)做直線Α2Β2為翼型Α2Ν2Β2的弦，Α2Β2與02Μ2夾角為96. 5°，如圖7所示。[0028]與第二平面P2距離為風(fēng)葉實(shí)體4長度一半的位置再做第三平面P3與第一平面Pl 和第二平面P2平行，延長直線0102與第三平面P3相交，交點(diǎn)為03。以03為圓心以03M3為半徑做一圓，直線03M3與直線02M2夾角為Φ 2，以點(diǎn)M3為中點(diǎn)做直線Α3Β3為翼型Α3Ν3Β3 的弦，Α3Β3與03Μ3夾角為96. 5°，如圖8所示。點(diǎn)Al、Α2、A3三點(diǎn)做第四平面Ρ4，并通過此三點(diǎn)在第四平面Ρ4內(nèi)做一樣條曲線 Α1Α2Α3，以此樣條曲線為引導(dǎo)線，以翼型AmiBl為起始，依次放樣到A2N2B2、A!3B3N3得到一實(shí)體，即是所設(shè)計(jì)的風(fēng)葉，如圖9所示。距離第一平面Pl為L長度，向下做一平面5平行于第一平面P1，并以0102延長線和平面5相交于點(diǎn)04，在平面5上，以04為圓心畫圓，以04為起點(diǎn)，畫直線04M4，與圓04 相交于點(diǎn)05，(直線04M4與直線OlMl在平面5上的正投影重合)，以點(diǎn)05為圓心畫圓05。翼型AmiBl向圓05放樣得到風(fēng)葉與底座連接部分實(shí)體，再拉伸圓05得到風(fēng)葉底座。在底座上預(yù)埋6個(gè)連接螺栓，即完成垂直軸變槳矩風(fēng)葉的設(shè)計(jì)。此設(shè)計(jì)目的是確保風(fēng)葉的任意截面圍繞中心垂線0102圓周旋轉(zhuǎn)，并保證翼型的弦的中點(diǎn)與所在平面的圓的圓心的連線成96. 5°角。此角度是風(fēng)葉的攻角，保證風(fēng)葉在有風(fēng)的時(shí)候產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，帶動(dòng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)電。本具體實(shí)施方式
所設(shè)計(jì)的風(fēng)葉是不等截面的，風(fēng)葉翼型尺寸由上至下由小逐漸變大，整機(jī)外形如圖6所示。
權(quán)利要求1.一種垂直軸變槳矩風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)葉，其特征在于它包含風(fēng)葉連接螺栓(1)、連接法蘭O)、連接件⑶和風(fēng)葉實(shí)體G)，風(fēng)葉實(shí)體⑷下端設(shè)置有連接法蘭(2)，連接法蘭⑵ 上設(shè)置有數(shù)個(gè)風(fēng)葉連接螺栓(1)，風(fēng)葉實(shí)體(4)中部設(shè)置有連接件(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種垂直軸變槳矩風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)葉，其特征在于所述的風(fēng)葉實(shí)體(4)下半部翼型尺寸大于上半部尺寸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種垂直軸變槳矩風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)葉，其特征在于所述的風(fēng)葉實(shí)體(4)翼型由下端至上端是變截面扭曲變化的，在與水平面平行的任意截面，翼型的弦與圓心和弦的中點(diǎn)的連線的夾角都是90-100度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種垂直軸變槳矩風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)葉，其特征在于所述的風(fēng)葉實(shí)體(4)翼型由下端至上端是變截面不扭曲變化的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種垂直軸變槳矩風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)葉，其特征在于風(fēng)葉實(shí)體 (4)的下端截面翼型的弦的中點(diǎn)和圓心的連線與最上端翼型的弦的中點(diǎn)和圓心的連線在俯視平面上的可視夾角為任意角度，該角度即為翼型從下至上扭曲的角度。
專利摘要一種垂直軸變槳矩風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)葉，它涉及一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)葉。它包含風(fēng)葉連接螺栓(1)、連接法蘭(2)、連接件(3)和風(fēng)葉實(shí)體(4)，風(fēng)葉實(shí)體(4)下端設(shè)置有連接法蘭(2)，連接法蘭(2)上設(shè)置有數(shù)個(gè)風(fēng)葉連接螺栓(1)，風(fēng)葉實(shí)體(4)中部設(shè)置有連接件(3)。風(fēng)葉實(shí)體(4)采用花瓣造型，翼型由下端至上端是變截面扭曲變化或不扭曲變化的，在與水平面平行的任意截面，翼型的弦與圓心和弦的中點(diǎn)的連線的夾角都是96.5度。它的風(fēng)葉設(shè)計(jì)了跟變槳矩裝置有接口的連接座，對(duì)風(fēng)葉外形采用仿生設(shè)計(jì)，整機(jī)裝配后外形新穎美觀。
文檔編號(hào)F03D3/06GK202055991SQ20112004781
公開日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2011年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月25日
發(fā)明者宋奕彤 申請(qǐng)人:宋奕彤