[实用新型]一种叶片和攻角可变风轮

说明书

技术领域

本发明涉及风力能源利用领域，具体是一种叶片和攻角可变风轮。 

背景技术

风力能源不需要燃料，经济环保，广泛应用在世界各地，随着能源紧缺及化石燃料对环境污染日趋严重，开发新型能源成为各国经济发展的关键，风能发电是目前为止技术较为成熟，历史悠久的发电方式，是具有大规模发展潜力的可再生能源，有可能成为重要的替代能源，风力发电机主要有水平轴风机和垂直轴风机两大类，垂直轴风机的风轮轴与风向垂直，风轮的转动与风向无关，但是由于其启动风速较高且功率不稳定，其发展并不像水平轴风力机那么迅速，随着计算科学的飞速发展，垂直轴风力机的优异空气动力性能，尤其是达里厄风力机，渐渐为世人所认识，近年来广泛受到各国研究人员的关注，垂直轴风机的效率不断提高，解决在低风速启动难效率低功率不稳定的问题可以极大促进垂直轴风机的广泛应用，风机的发电效率高低及功率大小关键在于其叶片及风轮的风力性能，有合理的叶片及风轮设计可以使风机更好地把风能转化为机械能，以及通过电机转化为电能。 

发明内容

   本发明的目的是提供一种叶片和攻角可变风轮，使现有风轮在低风速启动难效率低功率不稳定以及高风速适应范围小的问题得以解决。 

（1） 一种叶片和攻角可变风轮，包括： 

主叶片，副叶片，叶片连接轴，叶间弹性装置，永磁体，支架，主轴；主叶片和副叶片的一端通过叶片连接轴连接在一起，主叶片和副叶片以叶片连接轴为中心转动，主叶片和/或副叶片活动的一端固定有永磁体，支架一端与主叶片以支架与叶片连接轴活动连接，副叶片在主叶片向主轴一侧，支架另一端与主轴连接。

（2）如（1）所述的一种叶片和攻角可变风轮，其中， 

叶间弹性装置具有拉力和弹力，叶间弹性装置固定安装在主叶片和副叶片上，或安装在叶片连接轴上并固定作用在主叶片和副叶片上，主叶片和副叶片分开角度限定小于180度，合并一起形成完整升力型叶片。

（3）如（1）所述的一种叶片和攻角可变风轮，其中， 

支架与叶片连接轴设在主叶片和副叶片合并在一起形成完整升力型叶片的重心和前缘之间，且设有支架弹性装置，风轮静止时，使主叶片在支架上呈前缘向风轮外侧，后缘向风轮内侧倾斜的状态，即主叶片呈大攻角状态，可在一定范围摆动。

(4) 如（1）所述的一种叶片和攻角可变风轮，其中， 

永磁体对应位置有配套铁片，永磁体在主叶片和副叶片合并在一起时，永磁体与铁片相互对应，吸引在一起。

（5）如（1）至（4）所述一种叶片和攻角可变风轮制作使用方法，静止时主叶片和副叶片呈分开状态，风轮转速在一设定值的时候合并副叶片，即风轮转速超过这个值，副叶片向主叶片合并一起，风轮转速低于这个值，副叶片与主叶片分开，在副叶片与主叶片分开后风轮转速有一变化范围，在副叶片与主叶片合并一起后风轮转速也有一变化范围，由叶间弹性装置，永磁体，风轮转动时的各个离心力和风力来调节实施。 

（6）如（5）所述的一种叶片和攻角可变风轮制作使用方法，其中，设定值的确定为，在这个设定值风轮因叶片副叶片展开作为阻力型风轮的输出功率与风轮因叶片副叶片合并作为升力型风轮的输出功率相当。 

根据上面（1）至（4）所述的主叶片和副叶片为阻力型叶片，呈弧形，凸面光滑，凹陷的一面可以有加强肋，合并一起成为翼型升力叶片，加强肋以增强抗折弯能力和增加风涡流阻力。 

叶间弹性装置可采用扭簧和弹簧，扭簧具有一定的弹力和拉力，安装在主叶片和副叶片的叶片连接轴上，将扭簧的两脚分别固定在主叶片和副叶片上，使主叶片和副叶片在一定范围内转动开合，弹簧安装在主叶片和副叶片上，用以克服永磁体的磁力，使不受外力时叶片的主叶片和副叶片呈张开状态，施加外力使主叶片和副叶片间角度加大时，扭簧提供拉力，施加外力使主叶片和副叶片间角度减少时，扭簧和弹簧提供弹力；可以直接用具有弹性和拉力的弹簧，两端固定在主叶片和副叶片上，可以达到同样的目的，可以多种弹簧结合同时使用，比如一组弹簧提供拉力，另一组弹簧提供弹力，可以采用橡胶等弹性材料的装置，主叶片和副叶片的叶片连接轴也可以换用柔性材料直接连接，需要注意材料的耐久使用性能，因主叶片在结构中起支持作用，受作用力比副叶片大，作用时间长，设计主叶片在整个叶片厚度中占有较大部分以增强结构强度。