[发明专利]一种用于垂直轴风力机的双扑翼叶片

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种用于垂直轴风力机的双扑翼叶片，属于风力发电领域。

背景技术

风力机主要有水平轴和垂直轴两类，垂直轴风力机又分为阻力型风力机和升力型风力机。由于升力型风力机不需复杂的调节装置即可捕获任意方向风能，且噪音低，结构简单，维修方便，因此目前发电用的风力机基本是垂直轴升力型风力机。

目前，商业化的垂直轴升力型风力机主要采用NACA系列对称翼型的叶片，在风力机启动后，翼型上下表面周期性的形成吸力面与压力面。但基于NACA系列翼型的叶片存在如下缺点：

1.气动性能不可调节，刹车系统负荷大。该类叶片调节和输出发电功率的工作完全由风力机底座上的变速箱与主轴中的刹车系统以及发电控制系统完成，不能够自动气动性能不可调节，当需要减速时，必须使用刹车系统减缓风力机的高速转动，因此刹车系统承受负荷巨大。

2.启动性能差，高风速下减速困难。该类叶片在低风速下不具备自启动能力，一般需要电机带动风力机旋转至一定转速后才能正常输出功率，从而使该类风力机存在自启动困难以及高风速下减速困难的缺点，容易造成转矩过大或电机转速过快，在运行过程中存在较大的安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于垂直轴风力机的双扑翼叶片。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种用于垂直轴风力发电机的双扑翼叶片，其特征在于，包括：

叶片主体，包括叶片头部和叶片尾部；

副叶部件，包括两个关于叶片主体呈轴对称安装在叶片尾部的扑翼、两个固定在叶片尾部上的转动组件和两个固定在叶片尾部上的伸缩组件，每个扑翼的一端通过一个转动组件与叶片尾部转动相连，每个转动组件与叶片主体之间通过一个伸缩组件相连；以及

驱动装置，驱动装置与伸缩组件相连，受垂直轴风力发电机的控制装置控制，驱动伸缩组件伸长或缩短预定距离，进而带动相应的扑翼沿相应的转动组件转动到该预定距离相对应的位置。

本发明的技术方案的进一步特征在于转动组件为转轴。

本发明的技术方案的进一步特征在于伸缩组件包括能够伸长或缩短的伸缩杆以及与转动组件相连的铰链，伸缩杆一端固定在叶片尾部上，另一端与铰链相连。

本发明的技术方案的进一步特征在于伸缩杆为液压伸缩杆。

本发明的技术方案的进一步特征在于铰链为舵面铰链。

本发明的技术方案的进一步特征在于伸缩杆与驱动装置相连，驱动装置驱动伸缩杆伸长或缩短。

发明的作用与效果

与背景技术相比，本发明所提供的用于垂直轴风力机的双扑翼叶片具有以下优点及积极效果：

1.启动性能好

本发明的技术方案在叶片尾部设置两个扑翼，通过驱动伸缩组件伸长或缩短控制两个扑翼的旋转，实现了对叶片的气动性能的流场主动控制和调节，从而在不同的风况下，使风力机均处于最佳运行状态，与背景技术相比，启动性能也得到显著提高。

2.气动性能可控

本发明的技术方案在风力机启动时，通过调节两个扑翼之间的摆角，增大升力从而增加风力机转速，在提高风力机启动性能的同时也提高了功率输出。

3.保护风力机，延长风力机使用寿命

本发明的技术方案在高风速时，通过调节两个扑翼摆角，增大阻力从而降低风力机转速，可以起到保护风力机不受损害及减小刹车装置负荷的作用，具有延长风力机使用寿命的效果。

附图说明

图1为本发明所涉及的用于垂直轴风力机的双扑翼叶片在实施例中的立体图；

图2为本发明所涉及的用于垂直轴风力机的双扑翼叶片在实施例中的主视图；

图3为实施例中沿图2的A-A面的剖面图；

图4为本发明所涉及的用于垂直轴风力机的双扑翼叶片在实施例中的局部结构示意图；

图5为本发明所涉及的用于垂直轴风力机的双扑翼叶片在实施例中的俯视图；以及

图6为实施例中沿图2的A-A面的剖面的扑翼旋转说明图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明所涉及的用于垂直轴风力机的双扑翼叶片的具体实施形态做进一步的描述。

<实施例>

如图1～5所示，本实施例所提供的用于垂直轴风力机的双扑翼叶片10包括叶片主体11、副叶部件12、以及图中未显示的驱动装置。

叶片主体11包括叶片头部111、叶片尾部112以及固定安装在叶片尾部112上的第一支座113和第二支座114。