风力机专用的双羽型桨叶的制作方法

文档序号:5235456

专利名称::风力机专用的双羽型桨叶的制作方法
技术领域
:本发明涉及一种风力机桨叶,具体地说是一种风力机专用的双羽型桨叶。现有技术中,利用风力作功的老风车、风力机,它们主要依赖于桨叶在风力作用下旋转而获取多种形式的能量。风(车)力机无论是定桨距或变桨距,其桨叶起动性能较差,而且转换能量的效率也较低,尤其是遇有突风、强风时,桨叶的迎风面之迎角很难立即作出相应的改变,以致使设备产生局部过载。不能够平稳的进行工作。本发明的目的在于避免上述技术不足之处,而提供一种风力机专用的双羽型桨叶,运用空气动力学原理,合理制作桨叶迎(背)风面型面的结构,配制自调平衡件,以获取最佳采用风力作功的效果。本发明是这样实现的一种风力机专用的双羽型桨叶,包括叶片、转轴,其特征是叶片厚度基本相同,而在近边缘区则渐薄成流线形,边缘是圆滑转接叶身在叶宽度较大一端的3/10-2/5部位,有一朝向叶盆面的弯角α=95°-130°,弯角α的两侧叶型面是一尖长一宽短构成双羽型桨叶朝外缘呈扩散走势,叶宽的边缘是收敛型,但收速率不同。叶尖部为圆弧形转接;叶盆面沿叶宽中心线方向是一两边不对称的凹弧槽,至叶尖处逐渐平缓消失,叶片中心凸端O部位的两侧是后略式缘边,从叶宽型面前缘到后缘,是抛物线形和三元流线形圆滑转接构成的凹弧型面凹槽,为由内向外逐渐偏斜伸展的凹弧型面,相对应之叶背是自然形成凸弧流线体型面,桨叶1的材料可以是金属和非金属的。桨叶1的平衡组合件是有旋转轴2,关连弹簧3、作动筒4、支杆5、穿销6、限位套7、锁定圈8、密封圈9、导轨珠10、堵头11、套筒12、配重盘13、承力弹簧14、弹簧垫15、锁紧螺帽16、安装孔17组成。中枢架有转盘18、转轴19、轴承20、中支架21、前后调位架22、左右调位架23。旋转轴2一端穿过并固紧在叶片近中部弯角α两边的型面上,另端通通过分位板装有关连弹簧3和作动筒4相连结,作动筒4套装在支杆5上,内端限位由安装在支杆5上的限位套7、穿销6及锁定圈8完成。装在作动筒4上的密封圈9防尘,导轨珠10便于作动筒4移动降低磨擦力,堵头11防止导轨珠10滚出,套筒12作隔离自行变形关连弹簧3、配重承力弹簧14的调位,配重盘13是给静态下的桨叶配重,承力弹簧14、弹簧垫15和锁紧螺帽16,是稳定平衡旋转工作桨叶1的离心力、多变力、强力的组件。支杆5通过安装孔17固定在转盘18上,转盘18中心是转轴19,通过轴承20和能量转换机构联结。转盘18上装有中支架21是安装旋转轴2进行相对固定的前后调整位架22,左右调位架23用于桨叶1和旋转轴2,动态下平衡调整的,即调整旋转中心、重心的一致性,旋转力臂的静稳定平衡,以保障双羽型桨叶的风力机工作正常。本发明与已有技术相比较的优点是由于桨叶叶身近中部有一弯角α,因此充分利用气流风力来加大桨叶旋转推力作用。叶边的圆滑过渡转接,外边缘向外斜加大类似上洗气流力作用,更好发挥风力的推转桨叶作用。叶盆的凹形流线型结构和叶背凸翼面形,以此使迎角气流风力更有利化作推力,做功后的气流随离心力迅速发散甩出,利用型面凹凸工作流线型结构也使得微风启动,对突风能随机应变,不会出现过速超转毁坏设备。下面结合附图对本发明实施例作进一步详细描述。图1是本发明桨叶的俯视图。图2是桨叶工作的正视图。图3是桨叶工作的俯视图。图4旋转轴2的自调平衡配重A-A剖视图。图5单桨叶在风力机上工作示意图。图6是图1在x=0时桨叶截面形状图。图7是图1在x=100时桨叶截面形状图。图8是图1在x=200时桨叶截面形状图。图9是图1在x=300时桨叶截面形状图。图10是图1在x=400时桨叶截面形状图。图11是图1在x=500时桨叶截面形状图。图12是图1在x=-100时桨叶截面形状图。图13是图1在x=-250时桨叶截面形状图。图14是图1在x=-300时桨叶截面形状图。参看图1,一种风力机专用的双羽型桨叶,用4-8mm厚的复合材料做叶片,单桨叶风力机在输出功率为150w-200w时,起动风力2-3m/s,额定风力7~8m/s,停机风速40m/S,桨叶1的结构以桨叶x、y、z三坐标轴来表示叶片上五处的特殊型面的坐标点是A(585,400,19.8),B(500,345,0),C(550,415,28.05),D(425,245,115.2),E(-320,350,27.4),弯角α是位于叶宽度大的一侧,全叶长的处,叶盆弯角α=105°-115°,以x横坐标轴作桨叶型面的截面,表示剖视后的曲线形状,其y、z的相应坐标点是x=0(mm)<x=100(mmx=200(mm>x=300(mm)</tables>x=400(mm)</tables>x=500(mm)</tables>x=-100(mm)</tables></tables>x=-200(mm)</tables></tables>x=-250(mm)<x=-300(mm)在图2、3、4、5、中1.桨叶,2.旋转轴,3.关连弹簧,4.作动筒,5.支杆,6.穿销,7.限位套,8.锁定圈,9.密封圈,10.导轨珠,11.堵头,12.套筒,13.配重盘,14.承力弹簧,15.弹簧垫,16.锁紧螺帽,17.安装孔,18.转盘,19.转轴,20.轴承,21.中支架,22.前后调位架,23.左右调位架。左右调位架23是调节旋转轴2的中支点位置,用以改变桨叶1旋转力臂的稳定平衡,并与前后调位架22协调桨叶旋转中心、垂心、重心重合,达到已被桨叶1克服后的抗强风,突风产生的力不平衡余尾流对中支承装置的影响。桨叶1转速过大时,旋转轴2可通过关连弹簧3拉着套装在支杆5上的作动筒4向外端移动,用导轨珠10以减少磨擦力来加快移动,通过套筒12,配重盘13压向承力弹簧14得以缓冲,达到平衡。支杆5通过一端的安装孔17固定在转盘18上,而作动筒4由于受安装在支杆5上的限位套7、穿销6的限制,因而不会因惯性力的作用下撞击转盘18,转盘18通过花键带动转轴19,由转轴19安装在风力机设备的本体上,将旋转动能输出转换成电能或其他能量(参看图5),风力机的本体装置仍用原有设备。因此,本发明制造成本低,面收效甚大。充分利用气流,风力作功。权利要求1.一种风力专用的双羽型桨叶,包括叶片、转轴(19),其特征在于(一)桨叶的构造a、叶片厚度基本相同,而在近边缘区则成渐薄流线形,边缘是圆滑转接,b、叶身在叶宽度较大一端的3/10-2/5部位有一朝向叶盆面的弯角α,弯角α的两侧叶型面是一尖长一宽短构成双羽型桨叶,朝外缘呈扩散走势,c、弯角α两边叶宽的边缘是收敛型,但收速率不同,叶尖呈圆弧形转接,d、叶盆面沿叶宽中心线方向是一两边不对称的凹弧槽,至叶尖处逐渐平缓消失,叶片中心凸端O部位的两侧是后略式前缘边,从叶宽型面前缘到后缘是抛物线形,和三元流线型圆滑转接构成的凹弧型面槽,为由内向外逐渐偏斜伸展的凹弧型面,(二)桨叶(1)的平衡组合件平衡组合件是由旋转轴(2),关连弹簧(3),作动筒(4),支杆(5),穿销(6),限位套(7),锁定圈(8),密封圈(9),导轨珠(10),堵头(11),套筒(12),配重盘(13),承力弹簧(14),弹簧垫(15),锁紧螺帽(16),安装孔(17)组成,支架(5)通过安装孔(17)和转盘(18)连结,转盘(18)中心装着转轴(19),上面装有中支架(21),中支架(21)上装有支调旋转轴(2)的左右调位架(23),下连前后调位架(22),旋转轴(2)一端穿过弯角α并固定在叶型面上,另一端通过分位板装上的关连弹簧(3)和作动筒(4)相连结,作动筒(4)套装在支杆(5)上,内端由安装在支杆(5)上的限位套(7),穿销(6)及锁定圈(8)完成限位,作动筒(4)依赖于被堵头(11)锁着的导轨珠(10)在支杆(5)上滑动,在作动筒(4)和配重盘(13)之间装有套筒(12),而套装在支杆(5)上的承力弹簧(14)安装在配重盘(13)和弹簧垫(15)之间,支顶着弹簧垫(15)装在支杆(15)螺纹端头上的是锁紧螺帽(16),2.根据权利要求1所述的风力机专用的双羽型桨叶,其特征是弯角α=95°-180°,3.根据权利要求1所述的风力机专用的双羽型桨叶,其特征是在单桨叶(1)风力机输功率为150W-200W时,以桨叶(1)的x、y、z、三坐标轴,来表示叶片上五处的特殊型面的坐标点位置尺寸A(585、400、198)B(500、345、0)C(550、415、28.05)D(425、245、115.2)E(-320、350、27.4)b、弯角α=105°-115°,位于叶宽度大的一侧是叶长的三分之一处,c、以横坐标轴x作桨叶(1)型面的截面,表示剖视后的曲线形状,其y、z的相应坐标点是当x=0(mm)时y=25,50,75,100,125,150,175,200,225,250,275,z=23.01,39.5,54.97,67.6,75.72,82.3,92.1,100.7,107,113.05,118.96,当x=100(mm)时y=37.5,50,100,150,200,250,265,z=5,28.2,55.3,74.5,90.1,108.9,116.1,当x=200(mm)时y=107.5,110,150,200,250,300,315,z=10,15.5,41.6,66.8,88.9,104.6,107.5,当x=300(mm)时y=170,180,200,225,250,275,300,325,350,365,z=0,16.09,29.6,42.2,52.5,63.48,74.9,81,87.5,92.5,当x=400(mm)时y=240,250,260,275,300,325,350,380,402.5,z=0,14.5,23.98,34,44.3,53.91,62.5,69.6,73.4,当x=500(mm)时y=305,310,320,330,350,375,415,z=0,4.45,12,20.97,25.2,35.1,47.5,当x=-100(mm)时y=70,80,100,125,150,175,200,z=0,21.2,37.1,50,62.2,71.8,78.1,y=225,250,275,300,325,365,z=85,93.7,98.2,106.2,109.2,116.4,当x=-200(mm)时y=165,170,180,200,225,250,z=0,9,19.5,31.5,43.1,52.1,y=275,300,325,350,400,415,z=60.9,66.3,72.5,78.7,86.8,93.8,当x=-250(mm)时y=215,230,250,275,300,325,350,375,400,415,x=0,18.1,30.6,41,46.3,54.3,60.1,63.7,68.3,75.05,当x=-300(mm)时y=290,300,325,350,375,400,x=0,12.15,24,31.4,38.9,45.1,全文摘要本发明提供一种风力机专用的双羽型桨叶,叶片厚度基本相同,近边缘渐薄且圆滑转接,在叶身靠偏叶宽度大的部位有一朝向叶盆面的弯角,弯角两侧边缘是不同速率收敛式,叶尖部位圆滑转接,叶盆为抛物曲线与三元流曲线合成凹弧型面,由叶宽中心线起向外缘斜向伸出至叶尖渐平缓消失。利用叶盆,叶背型面气流的差异、弯角处穿装旋转轴,达到起动灵敏,高效率利用风力转换成能量,在微风、强风、突风时工作稳定可靠。文档编号F03D1/04GK1192514SQ97116440公开日1998年9月9日申请日期1997年9月16日优先权日1997年9月16日发明者康健申请人:康健
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