風力發電機葉片的製作方法
2023-10-27 17:18:12
專利名稱：風力發電機葉片的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種風力發電機葉片，具體涉及根據風力強度而使長度縮短或變長， 因此不僅能夠在微風中發電，而且在強風中也能夠持續維持最大效率的發電狀態的風力發電機葉片。
背景技術：
風力發電機是一種將風具有的能源轉換為機械能源(旋轉力)，並利用該機械能源驅動發電機，使之轉換成電能源，由此獲得電力的發電方式。到目前為止在已開發的新再生能源中具有最高的經濟效益，而且還具有利用無限量、無費用的清潔能源-風力來進行發電的優勢，因此目前全世界範圍內正進行積極的投資。這種風力發電機具備通過風力旋轉的多個葉片。即，風力發電機將通過風力來旋轉的多個葉片連接於旋轉軸上，從而將風能轉換為旋轉能源，並利用風力發電機內部所具備的各種配件再將該旋轉能轉換為電能。因此，風力發電機的發電效率由葉片通過風力旋轉的效率有多高來決定，特別是為了風力發電機的電力生產持續進行，要使葉片不受風力強度的影響而能夠持續旋轉。但，現有的風力發電機葉片具有在風力弱時不能旋轉的缺點。因此，為了在微風中也能夠使葉片旋轉，可縮小葉片的大小，但將存在以下問題，即，如果風力強時，不能將電力生產極大化。因為刮強風時，葉片的大小越大越能夠發生更大的扭矩，而將電力生產極大化。並且，現有的風力發電機如果風力太強也不能進行電力生產。通常，風力發電機具有能夠防止內部的各種部件的損耗、破損等的最大電量，當風力非常強，而葉片的旋轉數達到超過上述最大電量的額定轉數時，為了防止內部各種部件的損耗、破損等，而將停止風力發電機的電力生產。特別是，這種問題主要在小型風力發電機中發生，大型風力發電機的最大電量其基準高而實際上不成問題，但小型風力發電機最大電量相對小，因此風力稍微強也要中斷電力生產。
發明內容
要解決的技術問題本發明為了解決上述問題而提出，提供一種根據風力強度而使長度縮短或延長， 因此不僅能夠在微風中發電，而且在強風中也能夠持續維持最大效率的發電狀態的風力發電機葉片。並且，本發明提供即使風力再強大，也能夠維持使風力發電機生產最大電量的額定轉數狀態，從而使風力發電機的電力生產持續維持最大效率的風力發電機葉片。用於解決問題的技術方案根據本發明的風力發電機葉片，在具備通過風力而旋轉的多個葉片並在額定風速以上的風速中也能夠發電的小型風力發電機中，其特徵在於，上述葉片包括主體部，與風力發電機的旋轉軸結合；翅膀部，與上述主體部結合併可移動，以便根據風力的大小而其長度發生變化；彈性部，被插入在上述主體部與翅膀部之間，並向翅膀部的長度變短的方向提供彈力。優選地，上述主體部的一側沿縱向形成預定長度的導引孔，並且上述翅膀部的一側形成被導引至上述導引孔的導引突起。更優選地，上述導引孔包括縱向具有預定長度的直線部和由上述直線部以預定角度傾斜延長形成的延長部。並且，根據本發明的風力發電機葉片還可包括覆蓋上述主體部的蓋部。並且，上述翅膀部可包括螺距部，通過風力而旋轉；長度部，插入到上述主體部並可移動；以及階梯部，形成於長度部的端部，並且具備所述導引突起，上述彈性部包括 固定主體，與所述主體部接合併固定；以及彈性部件，一側固定於上述固定主體，另一側被掛接到上述階梯部，以便插入到上述長度部而向所述翅膀部變短的方向提供彈力。另一側面的根據本發明的風力發電機葉片，在具有通過風力而旋轉的多個葉片的風力發電機中，上述葉片包括主體部，與風力發電機的旋轉軸接合，並在內側面沿縱向具備導引槽；翅膀部，與上述主體部結合併可移動，以便根據旋轉速度而其長度發生變化，並具有被導引至所述導引孔的導引突起；彈性部，被插入在上述主體部與上述翅膀部之間，並向翅膀部的長度變短的方向提供彈力。優選地，上述導引槽由沿縱向具有預定長度的直線部和由上述直線部以預定角度傾斜延長形成的延長部構成。本發明從一側面，利用通過風力旋轉的多個葉片發電的方法中，提供一種風力發電方法，包括葉片的長度與上述風力成為正比而變長的步驟和葉片的角度與風力的強度成為正比發生變形的步驟。在本發明中，上述葉片與風力強度成正比而長度延長至額定轉數為止，額定轉數以上時葉片角度發生變化，上述葉片的角度隨著長度變長發生變化，從而能夠維持額定轉數。風力變弱時，過程按逆方向進行。發明效果具有如上述結構的根據本發明的的風力發電機葉片，當風力弱時長度變短，由此在微風中也能夠使風力發電機進行電力生產；而當風力變強時長度則變長，由此能夠發生較大的扭矩，而能夠將風力發電機的電力生產極大化。並且，根據本發明的風力發電機葉片，可調節葉片的節距，以便當風力太強而葉片的旋轉數到達至使風力發電機生產最大電量的額定轉數時，不再增加而維持額定轉數狀態，由此不管風力多強，都能夠使通過風力發電機的電力生產持續維持最大效率。
圖1為概略表示根據本發明的一實施例的風力發電機葉片的正面圖；圖2為概略表示根據圖1的葉片的截面圖；圖3為概略表示根據圖1的葉片的主體部的導引部件的正面圖；圖4至圖6為概略表示根據本發明的一實施例的葉片的運轉狀態的圖7為根據本發明的主體部的另一實施例的圖。
具體實施例方式以下，參照附圖詳細說明本發明的優選實施例。但，以下說明的實施例是為了有助於對本發明的理解，根據本發明的權利範圍並不局限於以下說明的實施例。並且，以下圖示的附圖是為了說明本發明，也可能是被誇張或概略圖示的附圖。圖1是概略表示根據本發明的一實施例的風力發電機葉片側正面圖；圖2是概略表示根據圖1的葉片的截面圖；圖3是概略表示根據圖1的葉片的主體部的導引部件的正面圖。如圖1及圖2所示，根據本發明的風力發電機葉片10是與風力發電機的旋轉軸 (未圖示)接合多個而能夠通過風力進行旋轉的結構，包括主體部20，與風力發電機的旋轉軸結合；以及翅膀部30，與上述主體部20結合，由此能夠通過風力進行旋轉。並且，根據本發明的風力發電機葉片10的長度可根據風的強度而發生變化，為此，翅膀部30與主體部20接合併移動，翅膀部30與主體部20之間可形成沿翅膀部30的長度變短的方向提供彈力的彈性部40。S卩，根據本發明的葉片10，當風力強而使葉片10的旋轉速度增加時，圓心力則增加，此時，如果圓心力比彈性部40的彈力更大，翅膀部30的長度則變長。相反，風力變弱，而葉片10的旋轉速度變慢時，圓心力則變小。此時，圓心力比彈性部40的彈力更小時，翅膀部30的長度則變短。從而，根據本發明的葉片10，當風力變弱時，翅膀部30長度變短，由此整體大小也變小，從而在微風下也能夠旋轉；當風力變強時，翅膀部30的長度則變長，由此整體長度變大，從而在強風下可發生較大的扭矩，而能夠使風力發電機的電力生產極大化。以下，對根據本發明的一實施例的葉片10結構進行詳細說明。參照圖2及圖3，根據本發明的一實施例的葉片10可包括主體部20，與風力發電機的旋轉軸結合；翅膀部30，與上述主體部20結合併可移動，以便根據風力的大小而其長度發生變化；彈性部40，被插入在上述主體部20與翅膀部30之間，並向翅膀部30的長度變短的方向提供彈力。優選地，上述主體部20的一側沿長度方向形成預定長度的導引孔22，並且在上述翅膀部30的一側可形成被導引至上述導引孔22的導引突起32。S卩，根據本發明的葉片10，導引突起32可根據風力的強度被導引至導引孔22而使長度發生變化。更優選地，上述導引孔22可包括沿長度方向具有預定長度的直線部2M和由上述直線部224以預定角度傾斜延長成形的延長部222。根據如上述結構，根據本發明的葉片10，當風力變強時，翅膀部30的長度變長，而發生較大的扭矩，由此可將電力生產極大化；並且當風力變得更強，葉片10的旋轉數增加至可發生風力發電機的最大電量的額定轉數時，不再增加而能夠維持上述額定轉數，從而風力很強時也可將風力發電機的電力生產維持最大的狀態而持續發電。更具體地，翅膀部30的導引突起32沿著導引孔22的直線部2M移動而長度變長時，葉片10的旋轉數是未達到額定轉數的狀態，而當風力更強，而葉片10的旋轉數到達至額定轉數時，導引突起32則到達至導引孔22的延長部222，而沿著上述延長部222移動並長度變長的同時，翅膀部30旋轉預定角度，從而使翅膀部30的節距即與風接觸的面積可減少，從而葉片30的額定轉數不再增加。並且，如上述導引突起32沿著導引孔22的延長部222移動時，葉片10的旋轉數可始終維持額定轉數狀態，這是因為風力再變弱時，根據葉片10的旋轉的圓心力則變得比彈性部40的彈力小，而使翅膀部30的長度再次變短，而能夠使葉片10的旋轉數始終維持額定轉數。以下，對根據本發明的一實施例的葉片10的各個結構進行詳細說明。上述主體部20由導引部件M和接合部件沈構成，上述導引部件M具備上述導引孔22，便於與風力發電機的旋轉軸結合；上述接合部件沈與上述風力發電機的旋轉軸接
I=I ο並且，上述翅膀部30由螺距部34、長度部36、階梯部38構成，上述螺距部34具有寬闊的截面，以便通過風力而順利旋轉；上述長度部36由螺距部34延長，插入到上述主體部20並可移動；上述階梯部38具備導引突起32，形成於長度部36的端部。並且，上述彈性部40由固定主體44和彈性部件42構成，上述固定主體44固定於主體部20的一側；上述彈性部件42，一側固定於上述固定主體44，另一側被掛接到上述階梯部38，以便插入到上述長度部36而向翅膀部30變短的方向提供彈力。如上述構成，根據本發明的葉片10與主體部20接合併可移動，以便使翅膀部30 根據風力的強度可發生變化；彈性部40插入到翅膀部30與主體部20之間而接合，以便沿翅膀部30的長度變短的方向提供彈力。優選地，根據本發明的一實施例的葉片10還可包括覆蓋主體部20的蓋部50。這是為了防止外部的異物進入形成於主體部20的導引部件M的導引孔22。圖4至圖6為概略表示根據本發明的一實施例的葉片的運轉狀態的圖，以下參照本圖4至圖6發明，概略說明根據本發明的葉片的運轉狀態。首先，如圖4所示，風力弱時，葉片10的圓心力比彈性部件42的彈力小，從而翅膀部30的導引突起32將位於主體部20的導引孔22的末端，而成為翅膀部30的長度最短的狀態，即，葉片10的大小最小的狀態。由此，根據本發明的葉片10在微風中也能使葉片10旋轉，因此能夠使風力發電機發電。此後，如圖5所示，風力漸漸變強時，葉片10的圓心力逐漸比彈性部件42的彈力大，從而翅膀部30的導引突起32沿著主體部20的導引孔22的直線部2M移動，由此翅膀部30的長度逐漸變長，即，葉片10的大小逐漸變大。從而，根據本發明的葉片10，當風力逐漸變強時，翅膀部30的長度變長，S卩，葉片 10的大小變大，從而發生較大的扭矩，從而能夠將風力發電機的電力生產極大化。此後，如圖6所示，當風力變得更強時，葉片10的圓心力將比彈性部件42的彈力更大，而當翅膀部30的導引突起32移動至主體部20的導引孔22的延長部222時，翅膀部 30的長度漸漸變長的同時，翅膀部30將旋轉預定角度，由此翅膀部30與風接觸的面積，即節距變短，由此，葉片20的旋轉數能夠維持額定轉數的狀態。因此，根據本發明的葉片10，當風力很強，葉片10的旋轉數到達至額定轉數時，能夠持續維持其狀態，從而能夠將風力發電機的電力生產以最大電量持續維持。圖7為根據本發明的主體部的另一實施例的圖。參照圖7，根據本發明的一實施例的主體部60可以由上述實施例中的主體部20與蓋部50 —體形成的形態而形成。此時，上述實施例的導引孔22可由導引槽62形態形成。S卩，根據本實施例的主體部60在內側面形成導引翅膀部30的導引突起32的導引槽62。當然，上述導引槽62可由如上述實施例中導引孔22 —樣由沿縱向具有預定長度的直線部622和從上述直線部622以預定角度斜著延長的延長部6M而構成。
權利要求
1.一種小型風力發電機葉片，具備通過風力而旋轉的多個葉片並在額定風速以上的風速中也能夠發電的小型風力發電機中，其特徵在於，所述葉片包括主體部，與風力發電機的旋轉軸結合；翅膀部，與所述主體部結合併可移動，以便根據風力的大小而其長度發生變化；彈性部，被插入在所述主體部與翅膀部之間，並向翅膀部的長度變短的方向提供彈力，其中，所述主體部的一側沿縱向形成預定長度的導引孔，所述導引孔包括沿縱向具有預定長度的直線部和由所述直線部以預定角度傾斜延長形成的延長部；所述葉片到額定風速為止沿著導引孔的直線部而延長，在額定風速以上的風速中則沿著延長部而延長並且角度發生變化，以便減少與風接觸的面積。
2.根據權利要求1所述的小型風力發電機葉片，其特徵在於，所述主體部的一側沿縱向形成預定長度的導引孔，並且在所述翅膀部的一側形成被導引至所述導引孔的導引突起。
3.根據權利要求1所述的小型風力發電機葉片，其特徵在於，還包括覆蓋所述主體部的蓋部。
4.根據權利要求2所述的小型風力發電機葉片，其特徵在於，所述翅膀部包括螺距部，通過風力而旋轉；長度部，插入到所述主體部並可移動；以及階梯部，形成於長度部的端部，並且具備所述導引突起，所述彈性部包括固定主體，與所述主體部接合併固定；以及彈性部件，一側固定於所述固定主體，另一側被掛接到所述階梯部，以便插入到所述長度部而向所述翅膀部的長度變短的方向提供彈力。
全文摘要
本發明涉及風力發電機葉片，具體涉及根據風力強度而使長度縮短或延長，因此不僅能夠在微風中發電，而且在強風中也能夠持續維持最大效率的發電狀態的風力發電機葉片。根據本發明的風力發電機葉片，在具備通過風力而旋轉的多個葉片的風力發電機中，該葉片包括主體部，與風力發電機的旋轉軸結合；翅膀部，與主體部結合併可移動，以便根據風力的大小而其長度發生變化；彈性部，被插入在主體部與翅膀部之間，並向翅膀部的長度變短的方向提供彈力。
文檔編號F03D1/06GK102575651SQ201180002668
公開日2012年7月11日 申請日期2011年8月29日 優先權日2010年8月30日
發明者金美京 申請人:金美京