一种具有锯齿状叶尖的风力发电机叶片结构.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102606417A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102606417A(43)申请公布日2012.07.25(21)申请号201210072677.7(22)申请日2012.03.19(71)申请人西安交通大学地址710049陕西省西安市咸宁西路28号(72)发明人吴东垠马晓骏蒙佳邹洋王武强王健(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人王艾华(51)Int.Cl.F03D11/00(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书22页页附图附图22页(54)发明名称一种具有锯齿状叶尖的风力发电机叶片结构(57)摘要本发明公开了一种具有锯齿状叶尖的风力发电机新型叶片结构，该结构包括叶片主体、旋转结构、钢丝、弹性构件和定滑轮等。其中叶片主体的叶尖部分为锯齿状结构，旋转结构固定在叶片主体上，可以绕着叶片主体上的旋转轴在叶片主体内部旋转。该结构能够自动调节叶片的迎风面积，当叶轮轮毂处风速低于或超过额定风速一定值时，通过电机拉动或者松开钢丝调节锯齿的开度，改变叶片的迎风面积，使叶轮转速保持在额定值以下，同时减少叶片承受负荷和整个风力机受到的冲击，保证风力机不受到伤害。CN102647ACN102606417A权利要求书1/1页1.一种具有锯齿状叶尖的风力发电机叶片结构，其特征在于，该叶片包括具有锯齿状叶尖的叶片主体(1)、旋转结构(2)、钢丝(3)、弹性构件(4)、定滑轮(5)和旋转轴(6)，其中，旋转结构(2)绕着固定在叶片主体(1)上的旋转轴(6)旋转，旋转结构(2)一端通过弹性构件(4)固定在叶片主体(1)上，另一端通过钢丝(3)绕过定滑轮(5)与叶根处的电机相连，为了保持受力平衡，在叶片主体(1)连接弹性构件(4)的对称位置处连接钢丝(3)，钢丝(3)绕过定滑轮(5)固定在叶根上。2.根据权利要求书1所述的具有锯齿状叶尖的风力发电机叶片结构，其特征在于，叶片主体(1)的叶尖为锯齿状结构。2CN102606417A说明书1/2页一种具有锯齿状叶尖的风力发电机叶片结构技术领域[0001]本发明涉及风力发电设备技术领域，尤其涉及一种风力发电机叶片结构。背景技术[0002]随着人们对生态环境的要求以及化石燃料的枯竭，风能的利用越来越受到人们的重视。风力发电已成为未来世界最有潜力的可再生清洁能源。我国风能资源丰富，充分利用风力资源不但可以节约日益减少的化石燃料，而且还可以减少环境污染，给子孙后代留下一个环境友好的未来。[0003]风力发电可以利用的经济风速是3-20m/s，风速过小，风力发电机不能正常启动，风速过大，风力发电机必须停机自保。我们针对上述情况设计了一种具有锯齿状叶尖的风力发电机新型叶片结构。发明内容[0004]本发明的目的在于提出一种能够根据风速大小自动调节叶片的迎风面积、从而改变叶片攫取的能量大小使叶片转速维持在额定功率范围内的叶片结构。本发明涉及的新型叶片为锯齿状结构，该结构包括叶片主体、旋转结构、钢丝、弹性构件、定滑轮和旋转轴等。其中，叶片主体具有锯齿状叶尖(如图1所示)，锯齿的尺寸、形状以及数量(图1仅画出3个齿的情况)可以根据需要设计，旋转结构(如图2)一端设有圆孔，可以绕着旋转轴在叶片主体内部旋转，旋转轴固定在叶片主体刚性梁上，旋转结构一端通过弹性构件连接到叶片主体上，另一端通过钢丝经过定滑轮连接到叶根处的电机上。为了保持受力平衡在叶片主体连接弹性构件的对称位置连接钢丝，钢丝通过定滑轮连接到叶根处，(如图3，为了画图时两条钢丝不重合图中稍微错开了钢丝的位置)。[0005]当叶轮轮毂处风速低于额定风速一定值时，电机启动并拉动钢丝，旋转结构在钢丝的拉力下旋转闭合锯齿，随着锯齿的闭合，叶片的迎风面积增大，风轮的能量捕获增加；当叶轮轮毂处风速超过额定风速时，电机反转，旋转结构在弹性构件的作用下旋转缩进叶片主体内部，减小叶片的迎风面积，降低风轮的能量捕获，使功率输出保持在额定值附近。[0006]本发明的有益效果是：降低(随时调整)风轮的能量捕获，使叶轮转速保持在额定值以下。同时减少叶片承受负荷和整个风力机受到的冲击，保证风力机不受到伤害，扩大风速的利用范围，充分利用风力资源。附图说明[0007]图1叶片主体图[0008]图2旋转结构图[0009]图3叶片锯齿完全闭合图[0010]图4叶片锯齿部分闭合图[0011]图5叶片锯齿完全打开图3CN102606417A说明书2/2页[0012]图中的标号分别表示：1、叶片主体；2、旋转结构；3、钢丝；4、弹性构件；5、定滑轮；6、旋转轴；7、圆孔；具体实施方式[0013]如图3所示，该叶片结构包括叶片主体1、旋转结构2、钢丝3、弹性构件4、定滑轮5和旋转轴6等。其中，叶片主体1具有锯齿状叶尖(如