专利名称：风力发电机轴式自动调向风叶的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及风力发电机的风叶，具体地说是一种适合用于垂直轴式风力发电机的风叶。
背景技术：
随着能源的日趋匮乏，风能的利用越来越引起人们的重视，利用风力进行发电是利用风能的一种主要手段。目前，风力发电机有水平轴式和垂直轴式两种，对于目前水平轴风力发电机中的风叶，其设计特点是利用风力的一个分力推动风叶、产生扭矩，风叶的面积很大，用于推动发电机的风力却较小，且设计要求也很高，造价很高，效率较低，对鸟类和蝙蝠有危害。而对于目前垂直轴风力发电机中的风叶，其风叶转动方向与风向相反时，风叶受至IJ的逆风风力较大，较大程度的抵消了顺风风叶的推力，因此，效率也较低。所以，现有的各种风力发电机所用的风叶存在的共同不足是风能的利用率较低，设计体积大，造价高；对风速要求较高，通常额定风速均在每秒10米至15米以上，在风力较小的区域，风力发电机的使用受到限制，在风速高的地方效率也较低，限制了风力发电机的发展。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种风力发电机轴式自动调向风叶，该风叶用于竖直轴式风力发电机中，其叶片可自动调向，叶片处在顺风位时竖直、处在逆风位时水平，该风叶能最大限度地减少风叶处于逆风位时的受力，充分利用顺风位的风力产生扭矩，进而使风能的利用率提高，并对可利用风的风速要求降低。为实现上述目的，本实用新型采用以下方案风力发电机轴式自动调向风叶，适合用于竖直轴式风力发电机，它具有叶片，它还具有一支撑轴，叶片装在支撑轴上，支撑轴构成对叶片的转动支撑，支撑轴的轴线既为叶片的转动轴线，叶片的重心偏离叶片的转动轴线，支撑轴与叶片之间设有使叶片保持水平状态及垂直状态的限位机构。由上述方案可见，垂直轴式风力发电机中采用一组本实用新型提供的自动调向风叶时，当其中某个或几个风叶的转动方向与风向趋于一致时，通过叶片自身重力、风力及限位机构，可使叶片保持竖直状态，从而较好的直接接受风力，当另外的风叶的转动方向与风向趋于相反时，通过风力及限位机构，可使叶片保持水平状态，避免风力对风叶形成阻力，从而使风轮能利用风力往一个方向旋转做功，最大限度地利用了风的能量。本实用新型结构合理、使用可靠，它作为垂直轴风力发电机的风叶，具有以下积极效果1、可以在同一风力条件下减小风力发电机的外形尺寸，简化风力发电机结构，大幅度降低风车造价，降低投资和运行成本；2、可以利用目前风力发电机无法利用的低速风发电，大大提高风力发电机的利用范围。3、可较大程度的减小风轮的尺寸，有利于降低风轮对鸟类和蝙蝠的危害。
[0007]图1本实用新型一实施例的结构示意图；图2图1中固定挡圈的结构示意图；图3图2的右视图；图4图1中转动挡圈的结构示意图；图5图4的左视图；图6图1的A — A剖视图；图7本实用新型的使用状态示意图。
具体实施方式
以下结合实施例及附图进一步说明本实用新型。参见图1本实用新型提供的风叶具有叶片5及支撑轴1，叶片5上具有套管5a，套管5a与叶片5为一体。叶片5通过套管5a装于支撑轴I上，支撑轴I构成对叶片5的转动支撑，支撑轴I的轴线既为叶片5的转动轴线。限位机构由固定在支撑轴I上的固定挡圈2和联接在叶片5的套管5a上的转动挡圈3组成。套管5a与转动挡圈3间联接的方式为套管5a上连接有一法兰盘4，法兰盘4与转动挡圈3联接。以支撑轴I的轴线为界，使叶片5处在其轴线两侧的部分大小不一，即可使叶片5的转动轴线偏离其重心。另外，在使用时，支撑轴I的左端与风叶杆联接。参见图2、图3，固定挡圈2朝向转动挡圈的端面上具有两个限位块2a。参见图4、图5，转动挡圈3朝向固定挡圈上的端面上具有两个挡块3a。参见图3、图6，为缓冲两限位块2a与挡块3a配合时的碰撞，两限位块2a与挡块配合的侧面上分别设有橡胶垫6。参见图7，本实施例提供的风叶在使用时，支撑轴I与风叶杆6联接，风叶杆6与垂直的旋转轴7联接。结合图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7可见，两挡块3a与两个限位块2a之间相互配合，限制叶片绕支撑轴转动的最大角度为90°。当风叶的转动方向与风向趋于一致时，通过叶片5自身的重力、风力及挡块3a与限位块2a的配合，可使叶片5保持竖直状态，进而直接接受风力；当风叶的转动方向与风向趋于相反时，通过风力及及挡块3a与限位块2a的配合，可使叶片保持水平状态，避免风力对风叶形成阻力。本实用新型提供的自动调向风叶的特点是叶片仅在90°的范围内绕自身的转动轴线自由转动，风叶处于顺风时，叶片在自身重力的作用下向竖直方向偏转，且通过风的作用及限位机构的配合，保持呈竖直状态，当风叶处于逆风时，由于叶片偏重的半边面积较大，偏重的一半受风力会被吹至远离风的来向，且通过限位机构可使叶片处于水平状态。可见，在有风时，风叶绕发电机主轴一周的过程中，叶片可在竖直状态和水平状态之间的自动转换，且叶片完成绕自身的转动轴线由竖直转至水平、再由水平转至竖直的一个周期性动作，进而实现由叶片充分利用风力推动发电机旋转轴做功。
权利要求1.风力发电机轴式自动调向风叶，适用于垂直轴式风力发电机，它具有叶片，其特征在于它还具有一支撑轴，叶片装在支撑轴上，支撑轴构成对叶片的转动支撑，叶片的重心偏离叶片的转动轴线，支撑轴与叶片之间设有使叶片保持水平状态及垂直状态的限位机构。
2.根据权利要求1所述的风力发电机轴式自动调向风叶，其特征在于叶片上具有套管，叶片通过套管装于支撑轴上，限位机构由固定在支撑轴上的固定挡圈和联接在叶片的套管上的转动挡圈组成，固定挡圈朝向转动挡圈的端面上具有两个限位块，转动挡圈朝向固定挡圈上的端面上具有两个挡块，两挡块与两限位块之间相互配合，限制叶片绕支撑轴转动的最大角度为90°。
3.根据权利要求1所述的风力发电机轴式自动调向风叶，其特征在于两限位块与挡块配合的侧面上分别设有橡胶垫。
专利摘要风力发电机轴式自动调向风叶，适用于垂直轴式风力发电机，它具有叶片，它还具有一支撑轴，叶片装在支撑轴上，支撑轴构成对叶片的转动支撑，叶片的重心偏离叶片的转动轴线，支撑轴与叶片之间设有使叶片保持水平状态及垂直状态的限位机构。垂直轴式风力发电机采用一组本实用新型提供的风叶时，当其中某个或几个风叶的转动方向与风向趋于一致时，通过叶片自生重力、风力及限位机构，可使叶片保持竖直状态，从而较好的直接接受风力，当另外的风叶的转动方向与风向趋于相反时，通过风力及限位机构，可使叶片保持水平状态，避免风力对风叶形成阻力，从而风轮就能利用风力往一个方向旋转做功，最大限度地利用了风的能量。
文档编号F03D3/06GK202900533SQ20122062196
公开日2013年4月24日 申请日期2012年11月21日 优先权日2012年11月21日
发明者曹孟臣 申请人:曹孟臣