用於風力發電機的螺旋盤式風葉結構的製作方法
2023-04-30 20:12:11 2
用於風力發電機的螺旋盤式風葉結構的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種用於風力發電機的螺旋盤式風葉結構（10），包括內圈部（101）、外圈部（102）和葉片（103）；所述內圈部和所述外圈部通過所述葉片連接在一起；所述內圈部用於與發電機轉軸（20）固定連接；所述內圈部的中軸線、所述外圈部的中軸線與所述發電機轉軸的中心軸線相重合；所述葉片圍繞所述發電機轉軸的中心軸線在所述內圈部和所述外圈部之間呈輻射狀分布。該結構抗強風能力強，可有效地將風力轉化為葉片的徑向動力。
【專利說明】用於風力發電機的螺旋盤式風葉結構
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及風力發電領域，特別涉及一種用於風力發電機的風葉結構。
【背景技術】
[0002]風能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視。風力發電技術已十分成熟，應用非常廣泛。迄今為止，風力發電機的風葉大都由三片螺旋槳葉片組成，由於此類結構在其所佔空域內葉片所佔的比例有限，導致絕大部分風力都白白流失了，因此能夠轉化為葉片徑向動力的風力比例很低。另外，由於每個葉片是單獨地發揮作用，因此不管如何增加其機械強度，在風力強勁時螺旋槳葉片的外緣都會向後擺動。
實用新型內容
[0003]為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種用於風力發電機的螺旋盤式風葉結構，該結構既能提高風力發電機的風力轉化率，還能提高風葉的整體性能。
[0004]本實用新型所提供的用於風力發電機的螺旋盤式風葉結構包括內圈部、外圈部和葉片；所述內圈部和所述外圈部通過所述葉片連接在一起；所述內圈部用於與發電機轉軸固定連接；所述內圈部的中軸線、所述外圈部的中軸線與所述發電機轉軸的中心軸線相重合；所述葉片圍繞所述發電機轉軸的中心軸線在所述內圈部和所述外圈部之間呈輻射狀分布，且所述每個葉片與相鄰葉片之間的間隔相等。
[0005]所述葉片是由內沿、外沿、前沿和後沿圍成形狀，其中，所述內沿與所述內圈部連接，所述外沿與所述外圈部連接，所述前沿和後沿的長度大致等於所述內圈部和外圈部的半徑之差，並且所述前沿和後沿的長度遠大於所述內沿和外沿的長度。
[0006]所述葉片的內沿與所述發電機轉軸的中心軸線形成夾角由葉片的數量來確定。在所述內沿到所述外沿的方向上，所述葉片與所述發電機轉軸的中心軸線所形成的夾角逐漸增大，並且所述葉片的外沿與所述發電機轉軸的中心軸線形成的夾角為45°。
[0007]每個所述葉片的前沿與相鄰葉片的後沿在垂直角度上處於同一平面，所以從垂直角度上看處於同一線。
[0008]本實用新型通過在內圈部和外圈部之間設置多個葉片，大大提升了風葉結構的整體性能，使任意一片葉片都能依靠整體的力量能夠將自己的效能發揮到最大程度，與現有技術相比具有更好的抗強風能力。此外，由於所有葉片在垂直面上無間隙，使得葉片整體覆蓋了其所佔空域，可有效地將風力轉化為葉片的徑向動力。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1A和IB展示了一種用於風力發電機的螺旋盤式風葉結構；
[0010]圖2是圖1A所示的外圈部上葉片安裝位置直線展開的示意圖。
【具體實施方式】[0011]現在參考如附圖中所示的一些實施例來詳細描述本實用新型。為了清楚起見，本文沒有具體描述本領域技術人員所公知的部件或結構。另外，儘管結合特定實施例對本實用新型進行描述，但應理解的是，該描述並不旨在將本實用新型限制於所描述的實施例。相反，該描述旨在覆蓋可包括在由所附權利要求書限定的本實用新型的精神和範圍內的替換、改進和等同方案。
[0012]圖1A和IB展示了一種用於風力發電機的螺旋盤式風葉結構。如圖1A所示，用於風力發電機的螺旋盤式風葉結構10包括內圈部101、外圈部102和多個葉片103。葉片103設置在內圈部101和外圈部102之間。結合圖1B可以看出，內圈部101的中軸線與外圈部102的中軸線相重合。內圈部101用於與發電機轉軸20固定連接，並且內圈部101的中軸線與發電機轉軸20的中心軸線相重合。葉片103分別圍繞發電機轉軸20的中心軸線在內圈部101和外圈部102之間呈輻射狀分布。每個葉片的規格、形狀、尺寸是相同的。每個葉片與相鄰葉片之間的間隔相等。
[0013]葉片是由內沿、外沿、前沿和後沿圍成的形狀，該形狀類似於拉長的等腰梯形形狀。葉片的內沿與內圈部連接，葉片的外沿與外圈部連接，葉片的前沿和後沿為葉片的兩腰，其長度大致為外圈部與內圈部的半徑之差，並且所述前沿和後沿的長度遠大於所述內沿和外沿的長度。葉片的內沿與發電機轉軸的中心軸線形成夾角由葉片的數量來確定，優選為I?4°。具體地，當葉片數量為90片時，葉片的內沿與發電機轉軸的中心軸線的夾角為4。;當葉片數量為180片時，葉片的內沿與發電機轉軸的中心軸線的夾角為2° ;當葉片數量為360片時，葉片的內沿與發電機轉軸的中心軸線的夾角為1°。在從內沿到外沿的方向上，葉片與發電機轉軸的中心軸線所形成的夾角逐漸增大，並且葉片的外沿與發電機轉軸的中心軸線形成的夾角為45°。
[0014]圖2為圖1A所示的外圈部102上葉片安裝位置的直線展開的示意圖。如圖2所示，在外圈部102之間的斜線表示葉片的外沿，其傾斜角度為45°。結合圖1A所示，本領域技術人員可以理解，當葉片安裝在內圈部和外圈部之間後，任意葉片的前沿與相鄰葉片的後沿在垂直角度上處於同一平面，所以從垂直角度上看處於同一線。所有葉片在垂直平面上無間隙，使得葉片整體覆蓋了其所佔空域。
[0015]就一片葉片而言，葉片的內沿與發電機轉軸的中心軸線的夾角為遠小於45° (例如1° )的角，葉片的外沿與發電機轉軸的中心軸線的夾角為45°，因此整個葉片與發電機轉軸的中心軸線的平均夾角遠小於45°，這使得所佔空域超過一半的風力能夠轉化為徑向動力。另外，可以根據實際需要設置葉片的密度。葉片的密度越高，風力能夠轉化為徑向動力的比例也越高，反之則比例越低。每個葉片的外沿與外圈部的夾角優選為45°。
[0016]本實用新型所提供的結構將內圈部、外圈部與葉片整合在一起以形成一個整體。任意葉片依靠整體的力量能將自己的效能發揮到最大程度。即使風力再強勁，只要葉片達到足夠的抗拉強度，內圈部和外圈部的機械強度只要能夠保證盤的整體直徑不發生變化，外圈部就不會向後擺動。本實用新型所提供的結構的抗強風能力也遠遠大於現有風葉的抗強風能力。
[0017]本實用新型涵蓋本領域技術人員應當理解的對本文示例性實施例所做的所有變更、替換、變化、更改和修改。同樣，在合適的情況下，所附權利要求涵蓋本領域技術人員可以理解的對本文示例性實施例所做的所有變更、替換、變化、更改和修改。
【權利要求】
1.一種用於風力發電機的螺旋盤式風葉結構(10)，包括內圈部(101)、外圈部(102)和葉片(103);所述內圈部和所述外圈部通過所述葉片連接在一起；所述內圈部用於與發電機轉軸(20)固定連接；所述內圈部的中軸線、所述外圈部的中軸線與所述發電機轉軸的中心軸線相重合；所述葉片圍繞所述發電機轉軸的中心軸線在所述內圈部和所述外圈部之間呈輻射狀分布，且每個所述葉片與相鄰葉片之間的間隔相等。
2.如權利要求1所述的螺旋盤式風葉結構，其特徵在於:所述葉片由內沿、外沿、前沿和後沿圍成，其中，所述內沿與所述內圈部連接，所述外沿與所述外圈部連接，所述前沿和後沿的長度大致等於所述內圈部和外圈部的半徑之差，並且所述前沿和後沿的長度遠大於所述內沿和外沿的長度。
3.如權利要求2所述的螺旋盤式風葉結構，其特徵在於:每個所述葉片的內沿與所述發電機轉軸的中心軸線的夾角由葉片的數量確定。
4.如權利要求2所述的螺旋盤式風葉結構，其特徵在於:每個所述葉片的外沿與所述發電機轉軸的中心軸線的夾角為45°。
5.如權利要求2所述的螺旋盤式風葉結構，其特徵在於:每個所述葉片的前沿與相鄰葉片的後沿從垂直角度上看處於同一平面。
6.如權利要求3所述的螺旋盤式風葉結構，其特徵在於:每個所述葉片的內沿與所述發電機轉軸的中心軸線的夾角為I?4。。
7.如權利要求1?6中任一項所述的螺旋盤式風葉結構，其特徵在於:所述葉片與所述發電機轉軸的中心軸線的平均夾角遠小於45°。
8.如權利要求1?6中任一項所述的螺旋盤式風葉結構，其特徵在於:所述葉片的外沿與所述外圈部的夾角為45°。
【文檔編號】F03D11/02GK203822556SQ201420136225
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年3月21日 優先權日:2014年3月21日
【發明者】柴貴景 申請人:柴貴景