专利名称：带有扰流器的立轴式风动机风叶的制作方法
技术领域：
本发明涉及立轴式风动机的风叶，具体是一种带有扰流器的立轴式风动机风叶。
背景技术：
现有的立轴式风动机大都采用机翼型风叶，靠翼型叶片的升力驱动风动机转动， 其缺点是在高风速情况下，风动机转速随着风速的升高而线性升高，会超过额定转速而造 成整机的损坏。已有专利“阻力和升力复合风动力装置”(专利号ZL200520085635. 2)技术， 在高风速情况下对风动机的转速有较好的抑制功能，但尚不能满意的达到对风动机转速的 自动控制和制动的效能。总之，已有技术尚不能利用空气动力很好的解决立轴式风动机的 转速控制和制动问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种带有扰流器的立轴式风动机的叶片，以弥补现有技术的 不足。本发明是在已有技术的基础上，对立轴式风动机翼型风叶的改进；相当于在翼型 风叶后缘的延伸部分专门设有一空气扰流器，使之在高转速时对立轴式风动机起阻尼作用。本发明的技术方案包括一个机翼形的叶片，以及该叶片的上端盖和下端盖，其特 征在于还包括一个位于在叶片尾部、上端盖和下端盖之间的一个扰流器；所述的扰流器是 一块有上、下转轴的矩形平板，且在该平板靠近叶片一侧水平设有一重力杆；又在上、下端 盖的尾部设有固定上、下转轴的一个轴承，上、下转轴经由卷簧分别与上、下端盖尾部的外 桩相连接。上述平板的宽度是叶片宽度的四分之一左右。上述重力杆长度与平板的宽度相等。上述重力杆与平板是一体结构。因此，本发明的构思原理当风动机在静止时，由于卷簧弹力的作用，平板的重力 杆靠在翼型叶片上；风动机启动后，重力杆因受离心力的作用，通过转轴产生与卷簧相反的 力矩，该力矩的大小与转速的平方成正比。风动机正常运转时，重力杆离心力产生的力矩小 于卷簧的力矩，重力杆仍靠在叶片上，平板的作用相当于叶片宽度的加长，增加了风动机的 驱动力；当风动机转速超过额定转速时，重力杆离心力产生的力矩大于卷簧的力矩，重力杆 将带动平板转动，直到重力杆的离心力矩与卷簧的力矩平衡为止。此时，平板与翼型叶片外 表面形成一个夹角，该角度的大小由风动机的转速决定转速越大，角度越大，当达到最大 值为90度时，对风动机有最大的制动作用。由此，平板对翼型叶片上表面的气流便产生扰 流作用，减小了叶片的升力，使风动机的转速下降，直到风轮的转速降到额定转速之内，从 而达到了控制风动机转速的目的。本发明专门在叶片尾部设有一个结构简单的扰流器，从而有效地解决了使风动机在高风速时保持额定转速的问题，避免了高风速时风叶转速过快而造成整机的损坏；并且 本发明总体结构简单、可靠性高、成本低廉且便于维护，特别适合在海岛、山地、林区、草原 等远离市区的野外环境中使用。
图1是本发明的总体结构示意图(动态时)。图2是本发明的总体结构示意图(静态时)。图3是本发明的结构分解示意图。其中，1叶片，2下端盖，3上端盖，4平板，5重力杆，6上转轴，7下转轴，8卷簧，9外 桩，10轴承。
具体实施例方式如附图1-3所示，本发明包括一个机翼形的叶片1，以及该叶片1的上端盖3和下 端盖2，其特征在于还包括一个位于在叶片1尾部、上端盖3和下端盖2之间的一个扰流器； 所述的扰流器是一块有上转轴6和下转轴7的矩形平板4，且在该平板4靠近叶片1 一侧 水平设有一重力杆5 ；又在上端盖3和下端盖2的尾部设有固定上转轴6和下转轴7的一 个轴承10，上转轴6和下转轴7经由卷簧8分别与上端盖3和下端盖2尾部的外桩9相连 接。上述平板4的宽度可为叶片1宽度的四分之一，其具体尺寸可按常规方法根据风 动机的额定转速确定。上述重力杆5长度可以与平板4的宽度相等，其重量可按常规方法根据风动的额 定转速调定。为了使工艺简单和结构牢固，上述重力杆5可以与平板4是一体结构。使用时，首先根据需要的转速或者风动机现场的实际风速选取额定的风速。如图2 所示，当风动机在额定转速之内时，卷簧8的静弹力矩大于重力杆5所受的离心力矩，而使 重力杆5紧靠在叶片1的内壁上；平板4相当于叶片1外表面的延长，而增加风动机的驱动 力矩。如图1所示，当风动机的转速大于额定转速时，重力杆5所受的离心力矩大于卷簧8 力矩，重力杆5会带动平板4转动而与叶片1外表面形成一个夹角，直到平衡为止。该夹角 随风动机转速的增大而增大，最大值为90度；此时，平板4叶片1所受的升力减小，阻力增 大，使风动机的转速下降。当转速降至额定转速之内时，由于重力杆5所受的离心力的力矩 小于卷簧8的力矩，而转回到图2所示的平衡状态，从而使立轴式风动机的转速有效地保持 在额定转速之内。
权利要求
一种带有扰流器的立轴式风动机风叶，包括一个机翼形的叶片(1)，以及该叶片(1)的上端盖(3)和下端盖(2)，其特征在于还包括一个位于在叶片(1)尾部、上端盖(3)和下端盖(2)之间的一个扰流器；所述的扰流器是一块有上、下转轴(6、7)的矩形平板(4)，且在该平板(4)靠近叶片(1)一侧水平设有一重力杆(5)；又在上、下端盖(3、2)的尾部设有固定上、下转轴(6、7)的一个轴承(10)，上、下转轴(6、7)经由卷簧(8)分别与上、下端盖(3、2)尾部的外桩(9)相连接。
2.如权利要求1所述的带有扰流器的立轴式风动机风叶，其特征在于上述平板(4)的 宽度是叶片(1)宽度的四分之一。
3.如权利要求1所述的带有扰流器的立轴式风动机风叶，其特征在于上述重力杆(5) 长度与平板(4)的宽度相等。
4.如权利要求1或3所述的带有扰流器的立轴式风动机风叶，其特征在于上述重力杆 (5)与平板(4)是一体结构。
全文摘要
一种带有扰流器的立轴式风动机风叶，包括一个机翼形的叶片，以及该叶片的上端盖和下端盖，其特征在于还包括一个位于在叶片尾部、上、下端盖之间的一个扰流器；所述的扰流器是一块有上、下转轴的矩形平板，且在该平板靠近叶片一侧水平设有一重力杆；又在上、下端盖的尾部设有固定上、下转轴的一个轴承，上、下转轴经由卷簧分别与上、下端盖尾部的外桩相连接。本发明有效地解决了使风动机在高风速时保持额定转速的问题，避免了高风速时风叶转速过快而造成整机的损坏；并且本发明总体结构简单、可靠性高、成本低廉且便于维护，特别适合在海岛、山地、林区、草原等远离市区的野外环境中使用。
文档编号F03D3/06GK101852170SQ20101015452
公开日2010年10月6日 申请日期2010年4月20日 优先权日2010年4月20日
发明者王永彰 申请人:王永彰