[0016]所述旋转驱动器6和所述变桨距机构4可以共用一个电源或液压源，不但可以简化设备，还可以在同一个控制系统下更加可靠的协同运行。
[0017]所述旋转支架3为刚性体，所述旋转支架3的两端各连接一根所述拉绳2，改变所述旋转支架3支撑所述钢绳部分的长短可以保证在所述叶片1转动时，所述叶片1不会缠绕所述拉绳2。
[0018]每个所述叶片1可以设置一个所述旋转支架3，使所述叶片1之间连接一根所述拉绳2。也可以设置两个所述旋转支架3，使所述叶片1之间连接两根所述拉绳2。以所述拉绳支架为分界面，把所述叶片1分成数段，每段之间用法兰和螺栓连接，这样可以把很长的叶片1分成数段运输到风场后再拼接，方便运输。
[0019]如图2和图3所示，所述旋转驱动器6包括驱动马达61、驱动齿轮62、被动齿轮63、连接法兰64以及旋转轴65，同一个所述叶片1的两段之间通过所述旋转轴65和所述连接法兰64刚性连接，所述旋转支架3通过轴承套在所述旋转轴65上。所述驱动马达61设置在所述旋转支架3内并与所述驱动齿轮62相连接，所述被动齿轮63固定在所述连接法兰64上，由所述驱动马达61带动所述驱动齿轮62转动，所述驱动齿轮62转动带动所述被动齿轮63转动，所述被动齿轮63转动带动所述叶片1转动改变浆矩角
综上所述，本发明的叶片前倾式大型风电叶轮装置和传统的上风型独立叶片叶轮装置有很大区别，主要为下面四个特点:
一是若干个所述叶片1都向迎风方向倾斜，相对于所述轮毂5的旋转轴线倾斜的角度是相同的，数个所述叶片1一起形成一个锥形，连接所述叶片1的所述拉绳2不在所述叶片1的旋转锥面上，所述拉绳2的拉力有两个分力，其垂直于地平面的分力抵消旋转的所述叶片1受到的正反交替的自身重力，其平行于地平面的分力抵消风力对所述叶片1产生的顺着风向的弯曲力，并约束所述叶片1不向塔架方向大幅度弯曲。简单的数根拉绳2解决了叶片1的交替重力和风产生的弯曲力这两大难题，大大降低叶片1对自身结构强度的要求。还有一个需要特别强调的重点是本发明装置不但拉绳2的数量很少，而且拉绳2的走向大体沿着叶片1的旋转方向，拉绳2旋转时相对于运动方向的横截面积很小所以阻力很小；
二是在每个所述叶片1上与所述叶片1的旋转轴线同轴设置有所述旋转支架3，所述拉绳2通过连接所述旋转支架3把相邻的所述叶片1相互连接起来，所述拉绳2和所述旋转支架3—起连成一个闭环，这个闭环可以根据所述叶片1受到的风力和重力情况自动改变所述拉绳2的张力； 三是每个所述叶片1在所述旋转支架3处设置有所述旋转驱动器6，由于所述叶片1通过所述拉绳2连接成一个闭环后，所述叶片1旋转的阻力一定比独立受力叶片旋转的阻力大，如果是单边驱动大型风轮很长的叶片转动其扭转变形很大，只有采用所述变桨距机构4和所述旋转驱动器6共同驱动才能使所述叶片1的旋转可靠运行；
四是所述轮毂5的旋转轴线迎风端抬高，使所述叶片1旋转在顶点时，所述叶片1基本垂直于地平面，使所述叶片1旋转在最低点时，所述叶片1尽力远离塔架和地面，这样对于同样高度的塔架，所述叶片1可以设计更长、举得更高、扫风面积更大。
[0020]本发明的叶片前倾式大型风电叶轮装置，较好的解决了大型风电叶轮改善叶片的气动学外形和增加叶轮结构强度的矛盾，该装置不但能同时提高风能的转化效率和扫风面积，还能提高叶片抵抗强风的能力，能使风力发电机更加高效、经济、安全地运行。
[0021]以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种叶片前倾式大型风电叶轮装置，其特征在于，包括叶片、拉绳、旋转支架、轮毂、变桨距机构和旋转驱动器，若干个所述变桨距机构等距离设置在所述轮毂的侧面，所述叶片的根部与所述变桨距机构相连，所述叶片向迎风方向相对所述轮毂的旋转轴线倾斜同一角度形成一个锥形，所述旋转支架设置在每个所述叶片上并与所述叶片的旋转轴线同轴设置，所述拉绳通过连接所述旋转支架把相邻的所述叶片相互连接起来，所述拉绳和所述旋转支架一起连成一个闭环，所述旋转驱动器设置在每个所述叶片与所述旋转支架的连接处，所述叶片通过所述变桨距机构和所述旋转驱动器共同驱动下在规定的角度内转动改变楽矩角。2.根据权利要求1所述的大型风电叶片装置，其特征在于，所述轮毂的旋转轴线迎风端抬高，使所述叶片旋转在顶点时，所述叶片基本垂直于地平面。3.根据权利要求1所述的叶片前倾式大型风电叶轮装置，其特征在于，所述变桨距机构和所述旋转驱动器共用一个电源或液压源。4.根据权利要求1所述的叶片前倾式大型风电叶轮装置，其特征在于，所述旋转支架为刚性体，所述旋转支架的两端各连接一根所述拉绳并把所述拉绳支撑出所述叶片的旋转范围。5.根据权利要求4所述的叶片前倾式大型风电叶轮装置，其特征在于，每个所述叶片上设置一个所述旋转支架使所述叶片之间连接一根所述拉绳，或者每个所述叶片上设置两个所述旋转支架使所述叶片之间连接两根所述拉绳。6.根据权利要求1所述的叶片前倾式大型风电叶轮装置，其特征在于，所述旋转驱动器包括驱动马达、驱动齿轮、被动齿轮、连接法兰以及旋转轴，同一个所述叶片的两段之间通过所述旋转轴和所述连接法兰刚性连接，所述驱动马达设置在旋转支架内并与驱动齿轮相连接，所述被动齿轮固定在所述连接法兰上并与所述驱动齿轮相连接，由所述驱动马达带动所述驱动齿轮转动，所述驱动齿轮转动带动所述被动齿轮转动，所述被动齿轮转动带动叶片转动改变浆矩角。
【专利摘要】本发明公开了一种叶片前倾式大型风电叶轮装置，包括叶片、拉绳、旋转支架、轮毂、变桨距机构和旋转驱动器，所述叶片向迎风方向相对所述轮毂的旋转轴线倾斜同一角度形成一个锥形，所述旋转支架设置在每个所述叶片上并与所述叶片的旋转轴线同轴设置，所述拉绳通过连接所述旋转支架把相邻的所述叶片相互连接起来，所述拉绳和所述旋转支架一起连成一个闭环，所述叶片通过所述变桨距机构和所述旋转驱动器共同驱动下在规定的角度内转动改变浆矩角。通过上述方式，本发明能够兼顾叶片长度、叶片面积、叶片相对厚度、叶片加强元素应用这些相互矛盾的问题，较好的解决了大型风电叶轮改善叶片的气动学外形和增加叶轮结构强度的矛盾。
【IPC分类】F03D7/02, F03D1/06
【公开号】CN105464900
【申请号】CN201610032918
【发明人】苏德华
【申请人】苏德华
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2016年1月19日