专利名称：自调式风力发电机叶轮的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种风力发电机叶轮，尤其是一种自调式风力发电机叶轮。
背景技术：
目前，水平轴风力发电机叶轮有定桨式和变桨式，定桨式风力发电机叶轮因其叶片迎风角固定不变，所以启动风速要求大，遇大风时为防止风力发电机飞车烧坏风力发电机，还要设置制动机构，风能利用效率低。变桨式风力发电机叶轮可以改变叶片迎风角，提高风能利用率，但变桨要设置一套变桨机构，使风力发电机结构复杂又加大制造成本。
发明内容
发明目的为克服定桨式风力发电机叶轮启动风速大，又要配置防大风飞车制动机构和变桨式风力发电机叶轮要设置变桨机构，使风力发电机结构复杂，加大制造成本等不足，提供一种启动风速低，能根据风速和叶轮转速变化自行调整叶片迎风角，具有防大风飞车功能的自调式风力发电机叶轮。发明技术方案自调式风力发电机叶轮，在叶轮轴上有叶轮盘，叶轮盘圆周勻布若干叶片轴连接套，叶片轴连接套上有定位滑动槽，叶片轴一端有定位滑动销，另一端固定连接叶片，叶片轴一端插入叶片轴连接套中能转动，定位滑动销置于定位滑动槽中固定在叶片轴上并能随叶片轴转动在定位滑动槽中滑动，以控制叶片轴在叶片轴连接套中的轴向定位和径向转动角度，达到控制叶片迎风角变化目的，在叶片轴连接套上套装一扭力弹簧，扭力弹簧一端固定在叶片轴连接套上，另一端卡在叶片上，扭力弹簧的作用是启动时使叶片处于最小迎风角位置。所述迎风角是风向与叶片迎风面之间的夹角。叶片是由根部是平面叶片部份和外缘部是升力型叶片部份两部分叶片交叉成一定角度组成的整体叶片，两部份叶片交叉连接角度使外缘部升力型部份叶片迎风角度小于根部平面部分叶片的迎风角度，外缘部升力型部份叶片面积大于根部平面部份叶片面积。叶片轴与叶片的连接位置按叶片轴及其在叶片上延长线两侧分为旋向在前部份叶片面积小于旋向在后部分叶片面积。有益效果1、启动风速低，扭矩大，能充分利用低风速风能资源。2、能根据变化的风速自行调整叶片的迎风角，使叶片始终处于最佳迎风角工作， 提高风能资源利用率。3、叶轮本身具有防大风飞车功能，省去防大风飞车制动机构。
图1，自调式风力发电机叶轮整体结构2，自调式风力发电机叶轮整体结构图的A-A剖视图
图3，自调式风力发电机叶轮整体结构图的B向视4，自调式风力发电机叶轮启动时叶片迎风角示意5，自调式风力发电机叶轮正常工作时叶片迎风角示意6，自调式风力发电机叶轮大风时叶片迎风角示意图
具体实施例方式自调式风力发电机叶轮，在叶轮轴1上有叶轮盘2，叶轮盘2圆周勻布若干叶片轴连接套3，叶片轴连接套3上有定位滑动槽4，叶片轴5 —端有定位滑动销6，另一端固定连接叶片7，叶片轴5 —端插入叶片轴连接套3中能转动，定位滑动销6置于定位滑动槽4中固定在叶片轴5上并能随叶片轴5转动在定位滑动槽4中滑动，以控制叶片轴5在叶片轴连接套3中的轴向定位和径向转动角度，达到控制叶片7迎风角变化目的，在叶片轴连接套 3上套装一扭力弹簧8，扭力弹簧8 一端固定在叶片轴连接套3上，另一端卡在叶片7上，扭力弹簧8的作用是启动时使叶片7处于最小迎风角位置。叶片7是由根部是平面叶片部份和外缘部是升力型叶片部份两部分叶片交叉成一定角度组成的整体叶片7，两部份叶片交叉连接角度使外缘部升力型部份叶片迎风角度小于根部平面部分叶片的迎风角度，外缘部升力型部份叶片面积大于根部平面部份叶片面积。叶片轴5与叶片7的连接位置按叶片轴5及其在叶片7上延长线两侧分为旋向在前部份叶片面积小于旋向在后部分叶片面积。自调式风力发电机叶轮启动时，由于叶片7上的叶片轴5及其延长线两侧旋向在后部份叶片面积大于旋向在前部份叶片面积，旋向在后部份叶片受风的推力大于旋向在前部份叶片的推力，在扭力弹簧8和风力推动下，使叶片7以叶片轴5和其在叶片7上延长线为轴带动叶片轴5在叶片连接套3中转动，使叶片7迎风角处于叶片轴5上定位滑动销6 和叶片连接套3上的定位滑动槽4所设定的最小迎风角位置，此时叶片7根部平面部份叶片和外缘升力型部份叶片都处于所设定的各自最小迎风角，在风力推动下都能产生使叶轮转动的力，故低风速便能使叶轮启动。启动后随着叶轮转速加快，扭力弹簧8和风的推动力使叶片7要保持所设定的最小迎风角，而随着叶轮转速加快，叶片7背面受空气阻力要推动叶片7迎风角加大，所以叶片7的迎风角要在叶片7迎风面受风的推动力和叶片7背面受空气阻力之间平衡，自行调整到最适应二者之间平衡的迎风角度下工作，使叶轮能在瞬时风速下最大限度利用风能资源。当风速继续加大，叶轮转速继续加快时，叶片7背面空气阻力也加大，使叶片7外缘部升力型叶片部份处于较大迎风角，而叶片7根部平面叶片部份处于与旋转方向平行时，叶轮处于最快转速和最佳工作状态。当遇大风时，使叶轮转速快，叶片7背面空气阻力更大，使叶片7外缘部升力型叶片部份迎风角很大，而叶片7根部平面叶片部分处于与之相反方向迎风角，使叶片7上平面部份叶片受到相反方向力，因此阻缓叶轮超速旋转，使叶轮速限定在设定的最高转速之内， 避免风力发电机产生飞车现象，同时在大风时也能正常稳定工作。
权利要求
1.一种自调式风力发电机叶轮，其特征在于在叶轮轴(1)上有叶轮盘0)，叶轮盘 (2)圆周勻布若干叶片轴连接套(3)，叶片轴连接套(3)上有定位滑动槽(4)，叶片轴(5) — 端有定位滑动销(6)，另一端固定连接叶片(7)，叶片轴(5) —端插入叶片轴连接套(3)中能转动，定位滑动销(6)置于定位滑动槽中固定在叶片轴(5)上并能随叶片轴(5)转动在定位滑动槽中滑动，以控制叶片轴( 在叶片轴连接套(3)中的轴向定位和径向转动角度，在叶片轴连接套C3)上套装一扭力弹簧(8)，扭力弹簧(8) —端固定在叶片轴连接套(3)上，另一端卡在叶片(7)上。
2.根据权利要求1所述的一种自调式风力发电机叶轮，其特征在于叶片(7)是由根部是平面叶片部份和外缘部是升力型叶片部份两部分叶片交叉成一定角度组成的整体叶片(7)，两部份叶片交叉连接角度使外缘部升力型部份叶片迎风角度小于根部平面部分叶片的迎风角度，外缘部升力型部份叶片面积大于根部平面部份叶片面积。
3.根据权利要求1所述的一种自调式风力发电机叶轮，其特征在于叶片轴(5)与叶片(7)的连接位置按叶片轴(5)及其在叶片(7)上延长线两侧分为旋向在前部份叶片面积小于旋向在后部分叶片面积。
全文摘要
一种自调式风力发电机叶轮，在叶轮轴上有叶轮盘，叶轮盘圆周匀布若干叶片轴连接套，叶片轴连接套上有定位滑动槽，叶片轴一端有定位滑动销，另一端固定连接叶片，叶片轴一端插入叶片轴连接套中能转动，定位滑动销置于定位滑动槽中固定在叶片轴上并能随叶片轴转动在定位滑动槽中滑动，以控制叶片轴在叶片轴连接套中的轴向定位和径向转动角度，达到控制叶片迎风角变化目的。该叶轮具有启动风速低，扭矩大，根据风速变化自行调整叶片迎风角，风能利用效率高等优点。
文档编号F03D1/06GK102269119SQ20111024061
公开日2011年12月7日 申请日期2011年8月22日 优先权日2011年8月22日
发明者朱克彦, 王 义 申请人:朱克彦