一种自动可变翼叶轮及叶轮组制造技术

一种自动可变翼叶轮及叶轮组，其叶轮包括叶轮轴、多个叶片支架和防甩架，所述叶轮支架的一端与所述叶轮轴连接，另一端与所述防甩架呈夹角连接；所述叶片支架与防甩架之间设有能够转动的活动叶片，活动叶片的转动范围要满足活动叶片能够选择性地紧贴叶片支架或防甩架。本发明专利技术还包括一种自动可变翼叶轮组。本发明专利技术一方面结构简单，成本低，便于管理和维护；另一方面，能够提高转速和拾能效果，进一步提高发电效率，化解点浮式制约的难题。

An automatic variable wing impeller and impeller group

【技术实现步骤摘要】
一种自动可变翼叶轮及叶轮组
本专利技术涉及风能/水能发电
，特别是一种自动可变翼叶轮及叶轮组。
技术介绍
水能和风能是一种用之不绝无污染的绿色能源。目前，能源和环境是人类生存和发展所面临的一大难题。随着能源持续发展的需要、技术的进步、环境保护意识的增强以及相关政策的提出，在正常开发利用常规能源的同时，应更加注重开发利用对生态环境有利的风能、海洋能等新能源。据专家估计，全世界风能总量为每年2万亿千瓦。换言之，仅1%的地面风力就能满足全世界对能源的需求(摘自兰州理工大学技术工程学院，风力发电发展现状及前景浅析)。世界海洋能蕴藏量为750亿千瓦，如此巨大的能源是当前世界能源消耗总和的数十倍。开发潜力巨大，利用海洋能发电已经成为全球市场的一大热点。在中国大陆沿岸和海岛附近蕴藏着较丰富的海洋能资源，总蕴藏量约为8亿多千瓦，目前尚未得到开发(来自中国新能源网)。在能源危机和环境问题的压力下，有效利用风能和水能（包括海洋能），是当前发展新能源的重要措施，受到能源部门的高度重视和扶持。而叶轮是风能发电和水能发电的重要部件。到目前为止，水平轴风力发电机的技术最成熟，占据市场的主要产品。然而水平轴发电由于发电原因，具有占据空间大，需要安装偏航系统调整风向，只能用在大型风力机上。垂直轴风力发电机的设计方法较为先进，占据空间较小。一类是利用空气阻力做功，典型结构是S型风轮；另一类是利用翼型升力做功的达里厄风力发电机，其具有多种形式，如φ形，H形和△形等，然而两种因受风面积为一定值，当风速大时要刹车锁死，能量利用率低。又如：CN201610748924.9公开了一种垂直轴可变翼风力发电机，其包括机座，机座上设置有能转动的垂直空心轴，垂直空心轴上安装有数个风翼装置，每个风翼装置包括连接杆、曲柄、偏心杆以及风翼，连接杆一端固定在垂直空心轴上，另一端与曲柄的一端铰接，风翼固定在曲柄上，机座上还设置有能转动的偏心轴，偏心轴的轴心和垂直空心轴的轴心不在同一竖直线上，偏心杆一端与偏心轴铰接，另一端与曲柄或风翼铰接，风翼由风翼框和多个扇叶组成，扇叶可转动地设置在风翼框中。然而这种可变翼发电机结构复杂、繁琐，在运行中很难保证不出故障。再如：CN201510159014.2公开了一种垂直轴风力发电结构，其风轮包括固定主轴、活动主轴、加强板和叶片轴组，所述活动主轴套设在固定主轴外，所述加强板为圆盘状，所述活动主轴穿过所述加强板的圆心，所述加强板固定在活动主轴上，所述加强板设有两个以上，每两个加强板之间可转动地连接有多组叶片轴组，所述叶片轴组均匀环绕在活动主轴周围，所述叶片轴组包括叶轮片和叶轮片轴，所述叶轮片固定在所述叶轮片轴内，所述叶轮片轴与加强板可转动地连接。然而该结构由于第二压条与叶轮的径向半径是垂直的，其拾能效果较差。另外，在海洋能发电方面，海浪能发电多采用浮标单一拾能体，但目前为止，进一步加大拾能体来增加发电机的功率是不可取的，因为单一拾能体（如浮体）越大，则发电功率反而越小，且发电成本越高，这一现象就叫“点浮式制约”。例如：拾能体受到左侧海浪向上作用，而右侧海浪向下作用，方向相反，很明显会互相抵消，抵消后的合力才是真正的拾能所做功的力，就是一个拾能。在海浪中有时会同时受到海浪上和下的作用，而相互抵消，这就叫制约，其发生的几率和拾能体的大小成正比，也就是说拾能体越大，制约(抵消)的几率越大，拾能就少，这就是目前海浪发电技术的困境。因此根据现阶段技术不足，专利技术本设计方案。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种结构简单，转速高，拾能效果好，适用范围广的自动可变翼叶轮及叶轮组。本专利技术的技术方案是：本专利技术之一种自动可变翼叶轮，包括叶轮轴、多个叶片支架和防甩架，所述叶轮支架的一端与所述叶轮轴连接，另一端与所述防甩架呈夹角连接；所述叶片支架与防甩架之间设有能够转动的活动叶片，活动叶片的转动范围要满足活动叶片能够选择性地紧贴叶片支架或防甩架。进一步，所述叶片支架分为上下两组，每组包括多个数量相同的叶片支架，叶片支架通过叶片轴连接所述活动叶片；所述叶片支架处的活动叶片的数量为一个或多个。进一步，所述叶片轴与活动叶片之间转动连接；或者叶片支架通过轴承连接叶片轴，叶片轴固定连接活动叶片。进一步，所述叶片支架与防甩架之间的角度≤90°。进一步，所述叶片支架和/或防甩架上设有防噪垫片。进一步，所述防甩架与活动叶片之间设有弹簧。进一步，所述活动叶片为板体结构；或者活动叶片从叶尾至叶片中间位置呈封闭式空腔结构。本专利技术之一种自动可变翼叶轮组，包括至少两个由前述任一项所述的自动可变翼叶轮，各叶轮之间通过串联或并联方式连接。进一步，所述叶轮之间采用并联连接的结构为：多个叶轮设于夹板之间，且叶轮两端的轴承与夹板连接，形成叶轮组，各叶轮的旋转方向一致；轴承的一端穿过夹板连接传动轮，各叶轮之间通过各自的传动轮与其它叶轮的传动轮并联连接。进一步，所述叶轮之间采用串联连接的结构为：多个叶轮通过轴承连接一共用轴，在每个叶轮的同一侧各设有齿轮，齿轮固定在共用轴上，齿轮的一侧连接止逆阀。本专利技术的有益效果：（1）能提高拾能效果，可简化现有技术复杂的能量转换装置，且本技术对制造技术要求不高，结构简单，便于工厂的批量生产，便于管理和维护，降低生产成本，提高企业效益和社会效益，而现有技术生产工艺复杂，投资费用昂贵，如在海洋能中，波浪能发电的成本，每千瓦在1500美元左右。（2）本专利技术通过将叶轮叶片改装成活动叶片，在流体的推力下自由闭合，有效提高能量的利用率。将本技术应用到垂直轴风力发电机上，启动容易，能提高风能的利用率，减小因风速过大对叶轮和叶片的损坏，提高机组的使用寿命；而在有水流动的地方，水流达到一定的流量和流速，就可以利用本技术发电，不管是叶轮轴方向垂直还是平行于水平面方向放在水中，叶轮都可以拾能发电。（3）实用性广，可用于风力发电，水利发电及海洋能发电，可用于海洋能中的海流能，波浪能，潮流能发电，也可利用沿海一带的向岸流和离岸流发电，特别是在波浪能的利用方面要优于现有的技术手段，解决了风力发电和海流能、波能、潮流能能量利用低，投资生产昂贵的难题。附图说明图1是本专利技术实施例叶轮的结构示意图；图2是本专利技术实施例叶轮在流体如箭头方向时的叶片拾能状态图；图3是本专利技术实施例自由状态下活动叶片移动的俯视图；图4是本专利技术实施例叶轮在流体如箭头方向时的叶片拾能状态图；图5是本专利技术实施例叶轮应用于海浪能发电的结构原理示意图；图6是本专利技术实施例活动叶片呈封闭式空腔的结构示意图；图7是本专利技术实施例叶轮组并联式结构示意图；图8是本专利技术实施例叶轮组串联式结构示意图；图9是本专利技术实施例叶轮组串联式结构且带弹簧的示意图。附图标识说明：1.叶轮轴；2.叶片支架；3.防甩架；4.活动叶片；41.空腔；5.叶片轴；6.防噪垫片；7.弹簧；8.叶轮；9.叶轮组；91.夹板；92.传动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动可变翼叶轮，其特征在于，包括叶轮轴、多个叶片支架和防甩架，所述叶轮支架的一端与所述叶轮轴连接，另一端与所述防甩架呈夹角连接；所述叶片支架与防甩架之间设有能够转动的活动叶片，活动叶片的转动范围要满足活动叶片能够选择性地紧贴叶片支架或防甩架。/n

【技术特征摘要】
1.一种自动可变翼叶轮，其特征在于，包括叶轮轴、多个叶片支架和防甩架，所述叶轮支架的一端与所述叶轮轴连接，另一端与所述防甩架呈夹角连接；所述叶片支架与防甩架之间设有能够转动的活动叶片，活动叶片的转动范围要满足活动叶片能够选择性地紧贴叶片支架或防甩架。


2.根据权利要求1所述的自动可变翼叶轮，其特征在于，所述叶片支架分为上下两组，每组包括多个数量相同的叶片支架，叶片支架通过叶片轴连接所述活动叶片；所述叶片支架处的活动叶片的数量为一个或多个。


3.根据权利要求2所述的自动可变翼叶轮，其特征在于，所述叶片轴与活动叶片之间转动连接；或者叶片支架通过轴承连接叶片轴，叶片轴固定连接活动叶片。


4.根据权利要求1或2或3所述的的自动可变翼叶轮，其特征在于，所述叶片支架与防甩架之间的角度≤90°。


5.根据权利要求1或2或3所述的的自动可变翼叶轮，其特征在于，所述叶片支架和/或防甩架上设有防噪垫片。


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【专利技术属性】
技术研发人员：黄惠香，
申请(专利权)人：黄惠香，
类型：发明
国别省市：湖南;43