[实用新型]一种运行稳定的垂直轴风力发电机叶片

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种风力发电装置，特别是可在一定风速范围内维持发动机转速相对稳定的垂直轴风力发电机叶片，属风力发电技术领域。

背景技术

随着能源与环境压力的增加，清洁可再生新能源愈来愈受到重视。在各类绿色能源中，风能作为发展潜力巨大的可再生能源之一，应用愈加广泛。风力发电机根据主轴安装方位分为水平轴和垂直轴，近年来，垂直轴发电机技术发展迅速，垂直轴发电机可通过对叶片结构的优化设计，增大风阻力，提高风阻力差，使风机即使在较低的风速下仍可以正常启动运行，无需偏航、变浆装置，因而结构相对简单。垂直轴发电机的旋转主轴垂直设置，旋转主轴通过斜臂或横撑杆及拉索与叶片连接，叶片有直叶片和弧形弯曲的叶片，叶片均布于旋转主轴外围。普通垂直轴风力发电机的叶片几何形状是确定的，叶片的转速随风速的变化而改变。由于自然风的风速和风向很难保持为定值，所以发电机的转速及发电量也是不稳定的。当风速较大时，还有需要启用刹车装置控制其转速，使其不能超过风力发电机的额定转速，避免飞车的危险。

实用新型内容

本实用新型用于克服已有技术的缺陷，提供一种可根据风速自动改变叶片形状，控制发电机转速上升的运行稳定的垂直轴风力发电机叶片。

本实用新型所称问题是由以下技术方案解决的：

一种运行稳定的垂直轴风力发电机叶片，它包括框架和包覆在框架外侧的蒙皮，其特别之处是：所述叶片由叶片主体和设置在叶片尾部的扰流板组成，所述扰流板相对叶片主体为翻折结构，扰流板一侧与叶片主体铰接。

上述运行稳定的垂直轴风力发电机叶片结构，扰流板与叶片主体的连接处设有数个扭簧，各扭簧两端分别抵触叶片主体和扰流板。

上述运行稳定的垂直轴风力发电机叶片结构，所述叶片的弦长为L，所述扰流板长度B为1/3L-1/5L。

上述运行稳定的垂直轴风力发电机叶片结构，所述扰流板的翻折方向与叶片旋转方向相同。

本实用新型针对解决垂直轴风力发电机运行稳定问题而对其叶片结构进行了改进：将叶片的尾部设置为翻折结构的扰流板，在叶片转动过程中扰流板受到离心力的作用，叶片转速越高、离心力越大，当离心力增加到一定程度时，克服弹簧力使扰流板翻折。这样，一方面使叶片弦长变短，叶片迎风面变小，起到减速作用；另一方面翻折的扰流板扰乱空气流向，起到控制叶片转速上升的作用。当风速降低后，离心力减小，扰流板在弹簧力作用下回复的初始状态，叶片迎风面变大，有利于提高发电效率。采用本实用新型，可利用叶片本身结构的变化起到调整发电机转速的目的，使垂直轴发电机在一定的风速范围内保持相对稳定的转速。

附图说明

图1是本实用新型所述扰流板未翻折的结构示意图；

图2是本实用新型所述扰流板翻折的结构示意图；

图3是图1A处的局部放大视图；

图4是本实用新型使用状态示意图。

图中标号清单如下：1.叶片；1-1.叶片主体 ；1-2.扰流板； 3.扭簧；4.横撑杆；5. 旋转主轴。

具体实施方式

参看图1，本实用新型所述叶片用于垂直轴风力发电机，其构成包括框架和包覆在框架外侧的蒙皮。本实用新型所述叶片的关键改进之处是：叶片1为分体组合结构，它由叶片主体1-1和设置在叶片尾部的扰流板1-2组成，扰流板1-2相对叶片主体为翻折结构，扰流板一侧与叶片主体铰接。

参看图1-3，扰流板与叶片主体的连接部位均布数个扭簧4，各扭簧的两端分别抵触叶片主体和扰流板，即：扰流板需克服扭簧的弹性力才能翻折。叶片1的弦长L 与扰流板长度B的关系如下：叶片弦长为L，扰流板长度B为1/3L-1/5L。扰流板的翻折反向与叶片的旋转反向有关，扰流板1-2的翻折方向需与叶片1的旋转方向相同。

参看图4，本实用新型使用时，垂直轴风力发电机的旋转主轴5连接横撑杆4，横撑杆4与叶片1 固接，叶片顺时针转动。在叶片转动过程中，扰流板1-2受离心力作用产生顺时针翻折的趋势，但当离心力不够大时，不足以克服扭簧的弹性力，扰流板处于延展的状态。当风速提高时，叶片转速加快，扰流板所受到的离心力也加大，当离心力增大到克服扭簧的弹性力时，扰流板发生翻转，叶片弦长变短，叶片迎风面变小，一方面起到对叶片减速作用，另一方面翻折的扰流板扰乱空气流向，起到控制叶片转速上升的作用，因此叶片的转速不会再随风速的提高而增大，叶片转速得到控制，使垂直轴发电机在一定的风速范围内保持相对稳定的转速。当风速降低后，离心力减小，扰流板在弹簧力作用下回复的初始延展状态。