[其他]一种直叶片立轴风力机

说明书

一种直叶片立轴风力机。

本发明是关于以风作为工作流体的具有与风向成直角的旋转轴线的风力机。

现有的风力机，主要分水平轴型与立轴型。立轴风力机较之于水平轴风力机有着不受风向限制，没有陀螺力矩，传动装置及发电装置靠近地面、安装维修方便等优点。但由于立轴风力机在运行中其叶片的气流攻角是随着方位角及叶尖速比 (RW)/(V) 的变化而变化，叶片容易失速，所以立轴风力机启动力矩小，气动效率低，同时由于过速控制未解决好，所以存在振动和大风下限速困难的现象。为了克服以上缺点，人们往往采用根据不同方位角及时调整叶片气流攻角的办法来实现提高自启动能力、气动效率，和解决过速控制问题。例：美国Rockwell Znternational公司的Rocky Flats试验场的Giromiy型立轴风机是采用电子计算机控制系统自动调节叶片，改变气流攻角。使自启动性能、气动效率有所提高，并能解决过速控制问题。但这类型风机结构复杂，成本高，适用性差。

也有采用改变风轮扫风面积的办法来实现过速控制的。例“可变几何形立轴风机”（发表于1976年9月在英国剑桥圣约翰大学召开的一个国际风能系统座谈会上）。该机叶片是铰接在一根横担上的直叶片，上部用联结绳和中心弹簧相连，高风速下使叶片向外倾斜，从而减小风轮迎风面积。该类型风机仍未解决自启动问题，并在大风下过速控制仍会失灵。

本发明的目的是提供一种能自动启动、自动调节主副叶二叶片攻角实现过速控制的，没有振动的、气动效率高、工作风速范围宽。制造成本低，操作简单可靠，适于弧立运行、适于边远地区使用的风力机。

附图一，为本发明风力机的总装图。

附图二，为主副叶的相对位置的俯视图。

附图三，为叶片构造图。

附图四，为一剖面图，主要表示机械限速传动装置。

本发明提供的风力机如图1所示，包括二对以上主副叶片（1）（2）;n对与主副叶的对数相同的支撑主副叶的上下支撑叶臂（7、8、9）（11）;一个把上支撑叶臂（7、8、9）连接于中轴（21）上的上法兰盘（12）;一个连接下支撑叶臂（11）并座落在平面轴承（24）上，再与中轴固定连接的下法兰盘（25）;一个承托上述下法兰盘（25）的能使风轮的偏心弯曲应力传到立柱上再通过立柱拉索进而分散传到地锚上的平面轴承（24）;二个使中轴（21）能作相对于立柱转动的径向轴承（22）;一组与主副叶（1）（2）共同完成过速控制的机械限速传动装置（14）。

所述主副叶片，是指在现有技术的原叶片-主叶内径前方设置一导流叶片-副叶，即不采用现有使用的及时变桨的办法来改变气流的攻角，从而提高气动效率及自启动能力，而是利用主副叶形成一个特殊流场来实现，即在某一方位角时，副叶起导流作用，使气流经副叶整流后，以有利的攻角流向主叶，而在另一方位角时，副叶起挠流作用，减缓气流，也可造成叶片内外的流速差，达到提高升力的目的。主副叶对数最好是三对，按120°均布，主副叶的相对位置如图2所示，二叶半径差为1.2～1.4倍的副叶弦长，副叶的尾端点（a）与主叶弦长最厚处（b）的连线和主叶弦长最厚处（b）与叶片运动园周的园心（O）的连线成20°-35°的夹角。叶型为修正的NAC    A00××型，本实施侧为NAC    A0018。主副叶长度可以一样，但最好的是在不影响气动效率的情况下，使副叶略短于主叶、可避免叶片二端变形。叶片的制作，如图3所示，是由金属合金材料（38）与木条（39）用销钉（40）固定，作叶片的叶梁。二叶梁间用几根横木条为叶肋，连成一个叶片骨架，外面再用三合板成型（41），并外包玻璃钢（42），最后再喷涂油漆，以防玻璃钢老化。其中，金属合金材料可为铝合金，玻璃钢可用聚脂玻璃钢。为了与叶臂连接，如图1、图4所示在每片主副叶上下部都有固定在叶片外面的连接板（3）（4），为了与机械限速传动装置相连，如图1、图4所示在每片副叶中部装有拉索箍（6）。