旋转叶片单元及旋转叶片系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种旋转叶片单元及旋转叶片系统，属于风能机领域。旋转叶片单元的旋转叶片通过转轴安装于转轴横梁上，转轴为偏心设置；限位器安装于转轴横梁上、靠近转轴的位置；旋转叶片靠限位器的一侧的结构为：在限位器处于工作状态时，被转轴区分的两部分中，面积较大的一部分被限位器限制通过，而面积较小的一部分被允许通过，在限位器处于非工作状态时，旋转叶片可绕转轴自由旋转。需要说明的是，被限位器限制通过，是即使限位器受到极大的压力，仍会限制住相应对象向被限制方向的运动。将若干旋转叶片单元绕中轴进行阵列排布，则构成旋转叶片系统。本设计在遭受强风时，叶片能够自适应翻转而侧向受风，不会出现逆向迎风运动的情况。风运动的情况。风运动的情况。

【技术实现步骤摘要】
旋转叶片单元及旋转叶片系统


[0001]本技术涉及一种风能机设施，特别是一种旋转叶片单元，以及一种旋转叶片系统。

技术介绍

[0002]将风能转化为电能是一项环保、经济、实用的技术。公众所熟知的风能转化为电能的设备是一种轴向为水平设置，叶片垂直旋转的风机，此类风机为了得到较大功率，叶片的直径都较大，受风面积小，轴心的位置都很高，而且占地面积大、安装维修难度大，投资成本高。另一种是轴向为垂直设置，叶片水平旋转的立式风能转化设备。现有技术中有平板叶片摆动式风能机，有屏障式平板叶片风能机，但都因其叶片在回转时的阻力太大，转化效率都比较低。
[0003]针对此种情况，CN101576052A提供了一种多弧面旋叶立式风能机，其方案大致为将叶片的受风面由平板改进为多弧面，增加受风面的空气阻力、增大了叶片的有效做功区域，叶片采用偏心旋转，增大叶片的受风面积，得到较大转化率。同样的，CN101487445A所公开的旋叶立式风能机也大致采用了此类方案。
[0004]但是，上述的方案中，在受到超强风冲击时，均是采用叶片冲击缓冲器以脱离限制，使侧向受风来对叶片进行保护。该设计存在几个较大的缺陷：
[0005]1、旋转叶片在受大风冲击时，在正面受风时，需要压缩缓冲器再脱离其限制，仍会有一个时段受风面是遭遇大风的，仍存在较高被损坏的风险。并且，每一周均会压缩缓冲器，长久下来会使弹簧发生弹性疲劳而失去/减弱缓冲作用，失去对叶片的限制作用，降低转化效率。
[0006]2、在受到大风冲击时，叶片面积较大部分脱离缓冲器限制后，待旋转到与转轴横梁平行后，面积较小部分会被缓冲器限制，而此时面积较大部分受风更大，通过杠杆原理，对面积较小部分有极大的作用力，极易导致叶片被折断或折弯。且在此种情况下，逆向风阻变大，降低了能源的转换效率。
[0007]3、对现有叶片结构而言，叶片在受风发生翻转之时，由于惯性作用，面积较小部分会撞击到缓冲器上，久而久之，会造成严重的破损。

技术实现思路

[0008]本技术的专利技术目的在于：针对上述存在的问题，提供一种旋转叶片单元，以在增大了叶片在转轴运行轨迹上的有效做功区域的同时，遭受大风时，自适应地翻转到侧向迎风，且避免与限位器发生碰撞而导致叶片折断/折弯的情况。
[0009]本技术采用的技术方案如下：
[0010]一种旋转叶片单元，包括旋转叶片、限位器和转轴横梁；旋转叶片通过转轴安装于转轴横梁上，转轴为偏心设置；
[0011]限位器安装于转轴横梁上、靠近转轴的位置；
[0012]旋转叶片靠限位器的一侧的结构为：在限位器处于工作状态时，被转轴区分的两部分中，面积较大的一部分被限位器限制通过，而面积较小的一部分被允许通过，在限位器处于非工作状态时，旋转叶片可绕转轴自由旋转。需要说明的是，被限位器限制通过，是即使限位器受到极大的压力，仍会限制住相应对象向被限制方向的运动。
[0013]在正常风力作用下，由于旋转叶片为偏心设计，旋转叶片被限位器限制，正面受风，具备最佳的做工区域，而在与风向反向运动时，侧向迎风，最低程度减小风阻，进而达到最佳的转换效率。在叶片翻转时，叶片也不会撞击到限位器，并且也不会出现叶片迎风运动的情况。而在遭受强风时，限位器会可被调整为非工作状态，解除对叶片的限制，使得叶片始终侧向迎风。
[0014]进一步的，旋转叶片靠限位器的一侧的结构为：在转轴处成台阶状，且旋转叶片被转轴区分的两部分中，面积较大的一部分的边缘高于面积较小的一部分。这样，面积较小部分始终不会接触到限位器，不会与其发生碰撞或被其限制。
[0015]进一步的，限位器包括安装架和顶杆，顶杆铰接于第一铰接点，该第一铰接点与安装架相对静止；安装架与顶杆之间，还设置有伸缩杆，伸缩杆铰接于第二铰接点，该第二铰接点位于安装架与顶杆之间，且与安装架相对静止；安装架与顶杆之间，连接有一可折叠机构，该可折叠机构的折叠工位连接于伸缩杆的自由端。
[0016]上述结构的限位器，通过调整伸缩杆，即可完成对限位器工作状态的切换。且各部分均为铰接连接方式，能够应不同的状态而自行发生位移进行调整适应，相对于固定安装的方式，可靠性更高。
[0017]进一步的，可折叠机构包括第一连接杆和第二连接杆；第一连接杆和第二连接杆分别铰接于伸缩杆的自由端，第一连接杆的另一端铰接于安装架上，第二连接杆的另一端铰接于顶杆上。
[0018]进一步的，安装架包括安装板和连接板，连接板的一端垂直连接于安装板上，第一铰接点位于连接板的另一端，第二铰接点位于连接板中部。
[0019]进一步的，旋转叶片包括叶片本体，贯穿该叶片本体相对两侧设计有轴心，该轴心为偏心设置，转轴穿过该轴心，转轴的两端分别连接于转轴横梁上；叶片本体由本体框和若干并排的叶片条构成，叶片条两端分别固定于本体框上，相邻叶片条之间留有透风槽，各叶片条的迎风面均成齿形或波浪形。透风槽的设计可以增加局部风压，弧形叶片条的设计可以增加受风面积。
[0020]本设计还提供了一种旋转叶片系统，包括中轴和若干上述的旋转叶片单元，各旋转叶片单元绕中轴均匀分布；各旋转叶片单元的转轴横梁均连接到中轴上。
[0021]进一步的，还包括电源模块，在旋转叶片系统的转轴横梁上，设置有离心力传感器，该离心力传感器连接于电源模块，电源模块通过第一继电器分别连接各旋转叶片单元的伸缩杆的收缩触发端，离心力传感器连接到第一继电器的触发端。旋转叶片单元转速过高时，离心力传感器的触点会闭合，导通电源使第一集电器工作而接通伸缩杆的电源，使得伸缩杆收缩，以解除对叶片的限制。
[0022]进一步的，还包括遥控接收器，该遥控接收器连接于电源模块，电源模块还通过第二继电器分别连接各旋转叶片单元的伸缩杆的伸展触发端，遥控接收器分别连接第一继电器的触发端和第二继电器的触发端。遥控接收器属于现有设施，其在接收到不同指令信号
时，会向相应的继电器发出脉冲，导通相应的继电器，进而使伸缩杆发生收缩或伸展。
[0023]进一步的，电源模块包括发电机和蓄电单元，发电机的电流输出端连接蓄电单元；贯穿中轴设置有旋转轴，旋转轴端部设置有固定轮，发电机通过发电机支架安装于旋转叶片系统的转轴横梁上，发电机的转轴通过皮带连接于固定轮。
[0024]上述设计的电源模块，通过旋转叶片系统自身的运动进行发电，实现了自供能。
[0025]综上所述，由于采用了上述技术方案，本技术的有益效果是：
[0026]1、本设计的旋转叶片单元，在正常风力下，具备最佳的做工区域，叶片不会与限位器发生碰撞。在遭受强风时，叶片能够自适应翻转而侧向受风，不会出现逆向迎风运动的情况。
[0027]2、本设计的旋转叶片单元，限位器可切换状态，使得在遭受强风时，叶片能够始终侧向迎风。并且，限位器结构不会因长久工作而发生疲劳。限位器各部分结构采用铰接方式，使得各部分能够相互配合地位移而与不同的状态适应。
[0028]3、本设计的旋转叶片系统，在遭受强本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种旋转叶片单元，其特征在于，包括旋转叶片（1）、限位器（2）和转轴横梁（3）；所述旋转叶片（1）通过转轴（11）安装于所述转轴横梁（3）上，所述转轴（11）为偏心设置；所述限位器（2）安装于所述转轴横梁（3）上、靠近所述转轴（11）的位置；所述旋转叶片（1）靠所述限位器（2）的一侧的结构为：在所述限位器（2）处于工作状态时，被转轴（11）区分的两部分中，面积较大的一部分被所述限位器（2）限制通过，而面积较小的一部分被允许通过，在所述限位器（2）处于非工作状态时，旋转叶片（1）可绕所述转轴（11）自由旋转。2.如权利要求1所述的旋转叶片单元，其特征在于，所述旋转叶片（1）靠所述限位器（2）的一侧的结构为：在转轴（11）处成台阶状，且旋转叶片（1）被转轴（11）区分的两部分中，面积较大的一部分的边缘高于面积较小的一部分。3.如权利要求1所述的旋转叶片单元，其特征在于，所述限位器（2）包括安装架（21）和顶杆（23），所述顶杆（23）铰接于第一铰接点，该第一铰接点与所述安装架（21）相对静止；所述安装架（21）与所述顶杆（23）之间，还设置有伸缩杆（22），所述伸缩杆（22）铰接于第二铰接点，该第二铰接点位于所述安装架（21）与所述顶杆（23）之间，且与所述安装架（21）相对静止；所述安装架（21）与所述顶杆（23）之间，连接有一可折叠机构，该可折叠机构的折叠工位连接于所述伸缩杆（22）的自由端。4.如权利要求3所述的旋转叶片单元，其特征在于，所述可折叠机构包括第一连接杆（24）和第二连接杆（25）；所述第一连接杆（24）和所述第二连接杆（25）分别铰接于所述伸缩杆（22）的自由端，所述第一连接杆（24）的另一端铰接于所述安装架（21）上，所述第二连接杆的另一端铰接于所述顶杆（23）上。5.如权利要求3或4所述的旋转叶片单元，其特征在于，所述安装架（21）包括安装板（211）和连接板（212），所述连接板（212）的一端垂直连接于所述安装板（211）上...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小兵，
申请(专利权)人：陈小兵，
类型：新型
国别省市：