帶有擾流器的立軸式風動機風葉的製作方法

2023-04-25 04:23:31 1

專利名稱：帶有擾流器的立軸式風動機風葉的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及立軸式風動機的風葉，具體是一種帶有擾流器的立軸式風動機風 葉。
背景技術：
現有的立軸式風動機大都採用機翼型風葉，靠翼型葉片的升力驅動風動機轉動， 其缺點是在高風速情況下，風動機轉速隨著風速的升高而線性升高，會超過額定轉速而造 成整機的損壞。已有專利「阻力和升力複合風動力裝置」(專利號ZL200520085635. 2)技術， 在高風速情況下對風動機的轉速有較好的抑制功能，但尚不能滿意的達到對風動機轉速的 自動控制和制動的效能。總之，已有技術尚不能利用空氣動力很好的解決立軸式風動機的 轉速控制和制動問題。
發明內容本實用新型的目的是提供一種帶有擾流器的立軸式風動機的葉片，以彌補現有技 術的不足。本實用新型是在已有技術之上，對立軸式風動機翼型風葉的改進；相當於在翼型 風葉後緣的延伸部分專門設有一空氣擾流器，使之在高轉速時對立軸式風動機起阻尼作用。本實用新型的技術方案包括一個機翼形的葉片，以及該葉片的上端蓋和下端蓋， 其特徵在於還包括一個位於在葉片尾部、上端蓋和下端蓋之間的一個擾流器；所述的擾流 器是一塊有上、下轉軸的矩形平板，且在該平板靠近葉片一側水平設有一重力杆；又在上、 下端蓋的尾部設有固定上、下轉軸的一個軸承，上、下轉軸經由卷簧分別與上、下端蓋尾部 的外樁相連接。上述平板的寬度是葉片寬度的四分之一左右。上述重力杆長度與平板的寬度相等。上述重力杆與平板是一體結構。因此，本實用新型的構思原理當風動機在靜止時，由於卷簧彈力的作用，平板的 重力杆靠在翼型葉片上；風動機啟動後，重力杆因受離心力的作用，通過轉軸產生與卷簧相 反的力矩，該力矩的大小與轉速的平方成正比。風動機正常運轉時，重力杆離心力產生的力 矩小於卷簧的力矩，重力杆仍靠在葉片上，平板的作用相當於葉片寬度的加長，增加了風動 機的驅動力；當風動機轉速超過額定轉速時，重力杆離心力產生的力矩大於卷簧的力矩，重 力杆將帶動平板轉動，直到重力杆的離心力矩與卷簧的力矩平衡為止。此時，平板與翼型 葉片外表面形成一個夾角，該角度的大小由風動機的轉速決定轉速越大，角度越大，當達 到最大值為90度時，對風動機有最大的制動作用。由此，平板對翼型葉片上表面的氣流便 產生擾流作用，減小了葉片的升力，使風動機的轉速下降，直到風輪的轉速降到額定轉速之 內，從而達到了控制風動機轉速的目的。[0010]本實用新型專門在葉片尾部設有一個結構簡單的擾流器，從而有效地解決了使風 動機在高風速時保持額定轉速的問題，避免了高風速時風葉轉速過快而造成整機的損壞； 並且本實用新型總體結構簡單、可靠性高、成本低廉且便於維護，特別適合在海島、山地、林 區、草原等遠離市區的野外環境中使用。

圖1是本實用新型的總體結構示意圖(動態時)。圖2是本實用新型的總體結構示意圖(靜態時)。圖3是本實用新型的結構分解示意圖。其中，1葉片，2下端蓋，3上端蓋，4平板，5重力杆，6上轉軸，7下轉軸，8卷簧，9外 樁，10軸承。
具體實施方式
如附圖1-3所示，本實用新型包括一個機翼形的葉片1，以及該葉片1的上端蓋3 和下端蓋2，其特徵在於還包括一個位於在葉片1尾部、上端蓋3和下端蓋2之間的一個擾 流器；所述的擾流器是一塊有上轉軸6和下轉軸7的矩形平板4，且在該平板4靠近葉片1 一側水平設有一重力杆5 ；又在上端蓋3和下端蓋2的尾部設有固定上轉軸6和下轉軸7的 一個軸承10，上轉軸6和下轉軸7經由卷簧8分別與上端蓋3和下端蓋2尾部的外樁9相 連接。上述平板4的寬度可為葉片1寬度的四分之一，其具體尺寸可按常規方法根據風 動機的額定轉速確定。上述重力杆5長度可以與平板4的寬度相等，其重量可按常規方法根據風動的額 定轉速調定。為了使工藝簡單和結構牢固，上述重力杆5可以與平板4是一體結構。使用時，首先根據需要的轉速或者風動機現場的實際風速選取額定的風速。如圖2 所示，當風動機在額定轉速之內時，卷簧8的靜彈力矩大於重力杆5所受的離心力矩，而使 重力杆5緊靠在葉片1的內壁上；平板4相當於葉片1外表面的延長，而增加風動機的驅動 力矩。如圖1所示，當風動機的轉速大於額定轉速時，重力杆5所受的離心力矩大於卷簧8 力矩，重力杆5會帶動平板4轉動而與葉片1外表面形成一個夾角，直到平衡為止。該夾角 隨風動機轉速的增大而增大，最大值為90度；此時，平板4葉片1所受的升力減小，阻力增 大，使風動機的轉速下降。當轉速降至額定轉速之內時，由於重力杆5所受的離心力的力矩 小於卷簧8的力矩，而轉回到圖2所示的平衡狀態，從而使立軸式風動機的轉速有效地保持 在額定轉速之內。
權利要求一種帶有擾流器的立軸式風動機風葉，包括一個機翼形的葉片(1)，以及該葉片(1)的上端蓋(3)和下端蓋(2)，其特徵在於還包括一個位於在葉片(1)尾部、上端蓋(3)和下端蓋(2)之間的一個擾流器；所述的擾流器是一塊有上、下轉軸(6、7)的矩形平板(4)，且在該平板(4)靠近葉片(1)一側水平設有一重力杆(5)；又在上、下端蓋(3、2)的尾部設有固定上、下轉軸(6、7)的一個軸承(10)，上、下轉軸(6、7)經由卷簧(8)分別與上、下端蓋(3、2)尾部的外樁(9)相連接。
2.如權利要求1所述的帶有擾流器的立軸式風動機風葉，其特徵在於上述平板(4)的 寬度是葉片(1)寬度的四分之一。
3.如權利要求1所述的帶有擾流器的立軸式風動機風葉，其特徵在於上述重力杆(5) 長度與平板(4)的寬度相等。
4.如權利要求1或3所述的帶有擾流器的立軸式風動機風葉，其特徵在於上述重力杆 (5)與平板(4)是一體結構。
專利摘要一種帶有擾流器的立軸式風動機風葉，包括一個機翼形的葉片，以及該葉片的上端蓋和下端蓋，其特徵在於還包括一個位於在葉片尾部、上、下端蓋之間的一個擾流器；所述的擾流器是一塊有上、下轉軸的矩形平板，且在該平板靠近葉片一側水平設有一重力杆；又在上、下端蓋的尾部設有固定上、下轉軸的一個軸承，上、下轉軸經由卷簧分別與上、下端蓋尾部的外樁相連接。本實用新型有效地解決了使風動機在高風速時保持額定轉速的問題，避免了高風速時風葉轉速過快而造成整機的損壞；並且本實用新型總體結構簡單、可靠性高、成本低廉且便於維護，特別適合在海島、山地、林區、草原等遠離市區的野外環境中使用。
文檔編號F03D3/04GK201687653SQ20102016919
公開日2010年12月29日 申請日期2010年4月20日 優先權日2010年4月20日
發明者王永彰 申請人:王永彰