[实用新型]自动调节迎风角的风力发电机风叶

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种风力发电机的风叶结构，用于风力发电领域。

背景技术

现有的风力发电机的风叶的叶片多采用高硬度的材料制成，这种风叶的迎风角在设计之初便固定下来了。风叶在风力带动下旋转时，风叶前端面受风力推动而旋转，风叶的后端面受空气阻力阻止风叶旋转。当风速与迎风角相匹配时，风叶可以匀速旋转，此时风力和空气阻力对风叶的产生的力平衡。但风力与迎风角不匹配时，由于风叶两端(自由端与圆心端)角速度一样，但线速度不一样，因此风叶两端受到的空气阻力不一致，而其受到的风力是一样的。这样导致风叶各部分受力不平衡，使风叶不能稳定匀速旋转，风能利用率较低。而且风速较大时，这种不平衡会造成风叶两端受力相反(自由端产生的合力阻止叶片转动，圆心端的合力推动叶片转动)，叶片在较大风速下的转速也不会提升，即风速大时叶片不能高速旋转。

迎风角大的风叶，在风速大时难以稳定旋转，也不能高速旋转；迎风角小的风叶，在风速小时难以启动。因此对于风叶的迎风角，要同时满足不同的风速才能高效利用风能。

特别是在风速过大时，风叶转速过快使发电机容易烧坏，此时只能人工控制地将发电机断开，存在不安全因素。

实用新型内容

为了解决现有风叶结构的技术缺陷，本实用新型提供一种自动调节迎风角的风力发电机风叶，风叶可随着风速变化而变形，自动调节迎风角，使风叶在不同风速下都运行在匀速状态。当风速过大时，叶片会在风力作用下变形，风叶会停止转动，不需要人工操作。

为实现该目的，本新型提供一种自动调节迎风角的风力发电机风叶，包括刚性的材料叶骨和夹持固定在叶骨上的柔性材料叶片，叶片自由端厚度小于叶片圆心端的厚度，风叶的迎风角为45度。

上述叶骨和风叶端面呈U形结构并贯通配合连接。

上述叶骨和风叶通过螺钉紧固。

上述叶骨在夹持处设置倒钩固定风叶。

与现有技术的风叶相比较，本新型提供的风叶由两部分组成：叶骨与叶片，叶骨可以用刚性金属材料，叶片可以用柔性材料(如橡胶、硅胶等)，叶片固定于叶骨上。在风力和空气阻力共同作用下，叶片各部分可以扭曲变形，哪边的作用力大，叶片便背向此作用力大的方向变形(变形的同时此处的迎角度也就产生变化)，以达到平衡风力与空气阻力的作用，使叶片始终能达到力平衡的状态，这样叶片能稳定旋转。即使在较大风速时，叶片也能自适应风力与空气阻力以达到平衡的状态高速旋转。风叶旋转时，叶片各处的角速度一样，但线速度不一样，叶片自由端线速度大于叶片圆心处的线速度。因此叶片自由端受到的空气阻力始终大于叶片圆心端。而本方案的叶片会变形，在此种情况下，叶片在受力下会变形成一种螺旋形状，叶片自由端迎风角大，圆心端迎风角小，这样叶片自由端风力大，以平衡空气阻力。

优点在于：风叶能自动适应各种风速，并保持稳定转动。在高风速情况下风叶也能稳定地高速旋转。

当风速过大时，叶片会在风力作用下变形，使叶片完全顺着风向而不受风力影响。这样风叶就会停止转动，不需要人工操作。

以下结合附图对本实用新型最优选的技术方案作进一步详细的说明。

附图说明

图1是本实用新型自动调节迎风角的风力发电机风叶的结构示意图。

图2是叶片弯曲示意图。

图3是叶片与叶骨的配合连接示意图。

具体实施方式

为了理解本实用新型的优选方案，使本领域技术人员能够实现本实用新型，请参见图1至图3。

自动调节迎风角的风力发电机风叶，包括刚性的材料叶骨1和夹持固定在叶骨1上的柔性材料叶片2，参见图1，叶片2自由端3厚度小于叶片圆心端4的厚度，参见图3，风叶的迎风角为45度，叶骨1和风叶2端面呈U形结构并贯通配合连接，叶骨1和风叶2通过螺钉紧固，也可以在叶骨1夹持风叶处设置倒钩固定风叶。

本实用新型提供的风叶，可以有效实现风叶稳定旋转，高风速也能稳定运行，风速过大可以停止运动，彻底改善风力发电机的运行状况。