一種升力型彈性增效風車葉片的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及風車零部件改進技術，是一種升力型彈性增效風車葉片，具有安裝座，其特征是：在安裝座上安裝有向外延伸的彈性葉片，該彈性葉片在一定長度和厚度的情況下受外力作用能實現(xiàn)90°以上的彎曲彈性變形；本發(fā)明葉片受風力作用可以進行彈性變形，從而能夠自行調(diào)整攻角，讓風葉始終處于較小阻力角度，達到減小阻力，提高風能利用率的目的，主要用于升力型垂直軸類風車。
【專利說明】一種升力型彈性增效風車葉片
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及風車零部件的改進技術，尤其是一種升力型彈性增效風車葉片。
【背景技術】
[0002]在傳統(tǒng)技術中，由于升力型垂直軸風車的葉片為剛性結(jié)構，始終處于固定形狀，當攻角增大時，阻力也相應增大。當阻力扭矩大于升力扭矩時，風車作減速運動，所以它不能自行啟動。只有當葉尖速比處于理想值時，風車才能提供較高的動力輸出。
[0003]而實際上即使在自然風力和風車轉(zhuǎn)速都相當穩(wěn)定的情況下，葉尖速比還是不斷變化，現(xiàn)有剛性葉片也不能始終保持理想的攻角，因而現(xiàn)有升力型垂直軸風車始終不能達到較高的風能利用率。
[0004]在現(xiàn)實中，要想風車提供強大的輸出功率，必須將風車做得又高又大。由于受到材料、工藝、運輸、安裝等等條件的制約，現(xiàn)行的升力型垂直軸風車一般都很難做得很大，從而極大地限制了升力型垂直軸風車的實用價值。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的就是要解決現(xiàn)有升力型垂直軸風車因葉片設計缺陷，而導致的自行啟動困難，風能利用率較低，輸出功率難以做大等問題，提供一種升力型彈性增效風車葉片。
[0006]本發(fā)明的具體方案是:一種升力型彈性增效風車葉片，具有安裝座，其特征是:在安裝座上安裝有向外延伸的彈性葉片，該彈性葉片在一定長度和厚度的情況下受外力作用能實現(xiàn)90°以上的彎曲彈性變形。
[0007]本發(fā)明中所述彈性葉片為尾大頭小的梯形結(jié)構或魚尾形結(jié)構。
[0008]本發(fā)明中在彈性葉片的左右兩面均設有增強彈片，增強彈片為尾小頭大的梯形板，該增強彈片在一定長度和厚度的情況下受外力作用能實現(xiàn)90°以上的彎曲彈性變形。
[0009]本發(fā)明中所述增強彈片是與彈性葉片連結(jié)為一體。
[0010]本發(fā)明中所述增強彈片分為上下兩組，分布在彈性葉片的上、下側(cè)。
[0011]本發(fā)明中在增強彈片的頭部外側(cè)設有壓板與彈性葉片及安裝座壓裝一體。
[0012]本發(fā)明中在彈性葉片的尾端向外延伸加裝有風葉舵，風葉舵通過連接支架與增強彈片構成連接。
[0013]本發(fā)明中在風葉舵上安裝有調(diào)節(jié)重錘(以控制風車速度，防止風車轉(zhuǎn)速過快而導致輸出功率不穩(wěn)定)。
[0014]本發(fā)明中所述調(diào)節(jié)重錘是安裝在風葉舵的重心處。
[0015]本發(fā)明具有以下特點:
1.采用彈性葉片能隨相對風向的變化相應產(chǎn)生一定幅度的彈性變形，達到隨相對風向的變化不斷地修正攻角，降低阻力的目的；啟動方便(小風即可啟動)，風能利用率高。
[0016]2.采用較長的梯形增強彈性片，有效解決彈性葉片在變形過程中，因各部位受力不均而導致彎曲曲率差異過大的問題，使彈性葉片工作穩(wěn)定，保證攻角始終處于最佳位置。
[0017]3.在彈性葉片的尾部可加裝風葉舵，以擴大彈性葉片的合理變形幅度，滿足大功率風車的需要，實現(xiàn)大功率風車的制造。
[0018]4.在風葉舵上可安裝調(diào)節(jié)重錘。當風車轉(zhuǎn)速過高時，由于離心力的作用，調(diào)節(jié)重錘能迫使彈性葉片偏離最佳攻角位置，從而增加阻力限制風車最高轉(zhuǎn)速，使風車的轉(zhuǎn)速控制在較窄的范圍之內(nèi)，提高風車運行的穩(wěn)定性。
[0019]5.本發(fā)明結(jié)構簡單，易于制造安裝，重量輕，耗材少，制造成本低。
[0020]6.自適應風力方向，風能利用率高。
[0021]7.本發(fā)明不僅可以用于風力發(fā)電風車，還可以開發(fā)用于水力發(fā)電。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明結(jié)構之一的主視圖；
圖2是本發(fā)明結(jié)構之二的主視圖；
圖3是圖2中的A-A局部剖視放大視圖；
圖4是本發(fā)明結(jié)構之三的主視圖；
圖5是本發(fā)明的工作原理圖。
[0023]圖中:1 一梯形彈性葉片，2—安裝座，3—魚尾形彈性葉片，4一增強彈片，5—壓板，6—安裝座，7—安裝孔，8—鉚釘，9一連接支架，10—風葉舵，11一調(diào)節(jié)重錘，12—風車葉片支撐臂，13—本發(fā)明葉片，14一第I象限，15一第2象限，16一第3象限，17一第4象限，18—風車中軸。
【具體實施方式】
[0024]例1:參見圖1，本發(fā)明結(jié)構之一，它具有安裝座2，特別是:在安裝座2上安裝有向外延伸的梯形彈性葉片1，該彈性葉片在一定長度和厚度的情況下受外力作用能實現(xiàn)95°的彎曲彈性變形(在外力消失后自動恢復原直板形狀)。
[0025]本實施例中所述安裝座2可由厚度為5mm的A3鋼板制作，彈性葉片可由厚度為0.3mm,長度為600mm的65Mn鋼帶制作。
[0026]例2:參見圖2、3，本發(fā)明結(jié)構之二，它具有安裝座6(其上還設有安裝孔以方便安裝)，特別是:在安裝座6上安裝有向外延伸的魚尾形彈性葉片3，該彈性葉片3在一定長度和厚度的情況下受外力作用能實現(xiàn)90°以上的彎曲彈性變形。
[0027]本實施例中在彈性葉片3的左右兩面均設有增強彈片4，增強彈片4為尾小頭大的長條梯形板，該增強彈片4在一定長度和厚度的情況下受外力作用能實現(xiàn)90°以上的彎曲彈性變形。
[0028]本實施例中所述增強彈片4是與彈性葉片3連結(jié)為一體。
[0029]本實施例中所述增強彈片4分為上下兩組，分布在彈性葉片3的上、下側(cè)，以增加穩(wěn)定性，防止扭曲變形。
[0030]本實施例中在增強彈片4的頭部外側(cè)設有壓板5與彈性葉片3及安裝座2通過鉚釘8壓裝一體。
[0031]本實施例中所述安裝座6和壓板5可由厚度為1mm的A3鋼板制作；彈性葉片3可由厚度為0.5mm,長度為100mm的65Mn鋼帶制作；增強彈片4可由厚度為Imm,長度為800mm的65Mn鋼帶制作。
[0032]例3:參見圖4，本發(fā)明具有例2的基本結(jié)構，同時，本發(fā)明在彈性葉片3的尾端向外延伸加裝有風葉舵10，風葉舵10通過連接支架9與增強彈片4構成連接；并且增強彈片4分上、下兩組，每組由長度分別為1600mm和100mm的兩塊彈性鋼帶疊加而成。
[0033]本實施例中在風葉舵10的重心處安裝有調(diào)節(jié)重錘11 (以控制風車最高速度，防止風車轉(zhuǎn)速過快)。
[0034]本實施例中所述安裝座6和壓板5可由厚度為12mm的A3鋼板制作；彈性葉片3可由厚度為1mm，長度為1800mm的65Mn鋼帶制作；增強彈片4可由厚度為2mm,長度分別為1600mm和100mm的65Mn鋼帶制作；連接支架9可由型號為4.5的熱軋等邊角鋼制作；風葉舵10可由厚度為0.5mm的304不銹鋼帶制作；調(diào)節(jié)重錘11可選用外形阻力較小的墊片和螺栓螺母。
[0035]本發(fā)明的工作原理:參見圖5，這是一個升力型垂直軸風車的俯視示意圖，它包括有一風車中軸18 (安裝在風車支承座架中)；在風車中軸18的頂端安裝有5根風車葉片支撐臂12，在每根葉片支撐臂12的外端沿切線方向安裝有一排本發(fā)明葉片13。當風車處于靜止狀態(tài)時，受風力作用，本發(fā)明葉片13發(fā)生最大幅度的彈性變形(圖中雙點劃線位置)。此時，第3、4象限16、17的阻力和升力都做正功。在1、2象限14、15升力做正功，阻力做負功，此時由于攻角隨變形幅度增大而變小，因而阻力隨之變小，所以風車能在較小的風力情況下自行啟動。
[0036]隨著風車轉(zhuǎn)速的增加，本發(fā)明葉片的變形幅度逐漸減小，此時，攻角一直處于較佳的位置，阻力始終較小。所以本發(fā)明能提高風能利用率。
【權利要求】
1.一種升力型彈性增效風車葉片，具有安裝座，其特征是:在安裝座上安裝有向外延伸的彈性葉片，該彈性葉片在一定長度和厚度的情況下受外力作用能實現(xiàn)90°以上的彎曲彈性變形。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種升力型彈性增效風車葉片，其特征是:所述彈性葉片為尾大頭小的梯形結(jié)構或魚尾形結(jié)構。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種升力型彈性增效風車葉片，其特征是:在彈性葉片的左右兩面均設有增強彈片，增強彈片為尾小頭大的梯形板，該增強彈片在一定長度和厚度的情況下受外力作用能實現(xiàn)90°以上的彎曲彈性變形。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種升力型彈性增效風車葉片，其特征是:所述增強彈片是與彈性葉片連結(jié)為一體。
5.根據(jù)權利要求3所述的一種升力型彈性增效風車葉片，其特征是:所述增強彈片分為上下兩組，分布在彈性葉片的上、下側(cè)。
6.根據(jù)權利要求3所述的一種升力型彈性增效風車葉片，其特征是:在增強彈片的頭部外側(cè)設有壓板與彈性葉片及安裝座壓裝一體。
7.根據(jù)權利要求3所述的一種升力型彈性增效風車葉片，其特征是:在彈性葉片的尾端向外延伸加裝有風葉舵，風葉舵通過連接支架與增強彈片構成連接。
8.根據(jù)權利要求7所述的一種升力型彈性增效風車葉片，其特征是:在風葉舵上安裝有調(diào)節(jié)重錘。
9.根據(jù)權利要求8所述的一種升力型彈性增效風車葉片，其特征是:所述調(diào)節(jié)重錘是安裝在風葉舵的重心處。
【文檔編號】F03D11/00GK104343643SQ201410490827
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年9月24日 優(yōu)先權日:2014年9月24日
【發(fā)明者】王東明, 楊天一 申請人:王東明, 楊天一