风力发电系统的风叶装置.pdf

本发明提供的风力发电系统的风叶装置，包括风叶、转轴、套管、发电机，采用垂直轴型，风叶呈长片形、横截面采用NACA0009翼型，风叶以长度方向平行于转轴轴线、弦长方向垂直于转轴轴线的方式通过横梁与转轴连接，无须根据风向改变风车的方向，占用空间小，噪音小；风叶采用高分子复合材料固化成型、转轴采用碳钢材料、安装接头采用铝合金材料，具有良好的耐久性、抗腐蚀性、安全性，可适用于温度变化于－55℃/+70℃之间的内陆、沙漠、沿海等地域的各种恶劣环境，如沙尘、盐雾、潮湿气候，耐用年限可长达二十年。

1、  风力发电系统的风叶装置，包括风叶、转轴、套管、发电机，其特征在于：转轴呈垂直配置，所述的风叶有三片且呈长片形、横截面采用NACA0009翼型，风叶通过连接机构连接在转轴上，其长度方向平行于转轴轴线、弦长方向垂直于转轴轴线，转轴的下端固定连接有套管，通过套管连接发电机。

2、  根据权利要求1所述的风力发电系统的风叶装置，其特征在于：所述的连接机构包括在风叶表面预制的上、下安装接头、转轴上设置的上、下连接件、通过连接件沿转轴的径向固定连接的成对上、下横梁；上述横梁的一端与转轴上的连接件固定连接、另一端与风叶上的安装接头固定连接。

3、  根据权利要求2所述的风力发电系统的风叶装置，其特征在于：所述的安装接头采用铝合金材料，该安装接头通过螺栓、螺母与横梁连接。

4、  根据权利要求2所述的风力发电系统的风叶装置，其特征在于：所述的连接件为通过键、槽与转轴固定连接的法兰盘，该法兰盘表面设有凹槽，横梁的一端端部设置有与凹槽配合的凸块，横梁与法兰盘通过凹槽、凸块及螺栓、螺母固定连接。

5、  根据权利要求1所述的风力发电系统的风叶装置，其特征在于：所述的风叶采用高分子复合材料固化成型。

6、  根据权利要求1所述的风力发电系统的风叶装置，其特征在于：所述的转轴采用碳钢材料。

7、  根据权利要求1所述的风力发电系统的风叶装置，其特征在于：所述的套管采用S45C钢材。

风力发电系统的风叶装置
技术领域
本发明涉及风力发电领域，特别是一种风力发电系统的风叶装置。
背景技术
利用自然界取之不尽用之不竭的风能发电，是多风地区特别是偏远农村最经济可行的供电方式。风能转换部件是风力发电系统的关键部件之一，是将风能转换为机械能，以提供风力发电机所需的旋转力矩；而风叶则是关键之中的关键，风叶设计是否合理，关系到其所产生风切噪音的大小、占用空间的多少。现在使用较多的风力发电系统是将风叶沿其长度方向垂直于转轴安装在中部的转轴上，这样的风力发电机产生的风切噪音大，还有就是机器本身自重过大，占用空间多；不适合普通家庭及小公司使用。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种能减少风力发电机的风切噪音、自重轻、占用空间少的风叶装置。
本发明的目的是通过如下技术方案实现：
本发明风力发电系统的风叶装置，包括风叶、转轴、套管、发电机，其特征在于：转轴呈垂直配置，所述的风叶有三片且呈长片形、横截面采用NACA0009翼型，风叶通过连接机构连接在转轴上，其长度方向平行于转轴轴线、弦长方向垂直于转轴轴线，转轴的下端固定连接有套管，通过套管连接发电机。
作为进一步的改进：
所述的连接机构包括预制在风叶上地上、下安装接头、转轴上设置的上、下连接件、通过连接件沿转轴径向固定连接的成对上、下横梁；上述横梁的一端与转轴上的连接件固定连接、另一端与风叶上的安装接头固定连接。
所述的安装接头采用铝合金材料，该安装接头通过螺栓、螺母与横梁连接。
所述的连接件为通过键、槽与转轴固定连接的法兰盘，该法兰盘表面设有凹槽，横梁的一端端部设置有与凹槽配合的凸块，横梁与法兰盘通过凹槽、凸块及螺栓、螺母固定连接。
所述的风叶采用高分子复合材料固化成型。
所述的转轴采用碳钢材料。
所述的套管采用S45C钢材。
本发明的具有以下优点：
本发明采用垂直轴型，风叶采用长度方向平行于转轴轴线、弦长方向垂直于转轴轴线的方式与转轴连接，无须根据风向改变风车的方向，占用空间小，噪音很小，可安装在住宅的屋顶、庭院等位置，即使安装在住宅等的密集区，也不会干扰近邻；风叶呈长片形、横截面采用NACA0009翼型，能最大程度利用风能；各部件的连接合理，使得部件之间自身阻力小；风叶采用高分子复合材料固化成型、转轴采用碳钢材料、安装接头采用铝合金材料，以上材料制作的风叶装置具有良好的耐久性、抗腐蚀性，可适用于温度变化于-55℃/+70℃之间的内陆、沙漠、沿海等地域各种恶劣环境，如沙尘、盐雾、潮湿气候，耐用年限可长达二十年。
附图说明
图1是本发明的立体示意图。
图2是图1中A部的放大图。
图3是图1中B部的放大图。
图4是图1中法兰盘的示意图。
图5是图1中风叶的横截面示意图。
图6是图2中沿C-C方向的剖示图。
具体实施方式
如图1所示。本装置采用垂直轴型，中部设置垂直转轴2，转轴2通过连接机构连接有三片风叶1，转轴2的下端通过空心套管5连接发电机6。
如图1、图3、图5所示。风叶1采用高分子复合材料固化成型，该复合材料质轻、耐用，单个叶片重量小于2公斤；其横截面应用现代航空技术进行设计，采用NACA0009翼型：双面呈对称凸弧线型，弦长200毫米，最大壁厚18毫米，长度2400毫米。在风叶1上分别预制有铝合金安装接头10。风叶1采用的高分子复合材料与安装接头10采用的铝合金零件的电位接近，以防止电化学腐蚀。
如图1、图2、图4、图6所示。转轴2采用持久耐用的碳钢材料，在转轴2上通过平头普通平键GB1096-79 B 10*50固定连接有上、下法兰盘41、42，上、下法兰盘41、42之间的距离可根据实际需要确定；转轴2的下端固定连接空心套管5，该空心套管5下端连接发电机6。上、下法兰盘41、42的表面上分别开设有平均分布的安装凹槽14。转轴2与风叶1通过横梁3固定连接，横梁3一端与铝合金安装接头10连接、另一端的端部设有与安装凹槽14配合的凸块15，横梁3的凹槽14与法兰盘的凸块15配合安装。空心套管5采用S45C钢材制作的长度为200毫米、外径为100毫米、内径为90毫米。
如图1、图2、图3所示。横梁3与铝合金安装接头10通过GB5782-86M5*30螺栓7、GB1337-77 M5螺母8、GB97.285 5 100HV垫片9紧固，横梁3与法兰盘41(42)通过GB5782-86 M5*30螺栓11、GB1337-77 M5螺母12、GB97.285 5 100HV垫片13紧固。转轴2的轴线与风叶1的轴线距离为1660毫米。风叶1绕转轴2转动的回转半径为1660毫米。
铝合金零件和钢件通过表面处理，防止氧化。各组件均采用无毒、无污染的环保材料制造，以免对环境造成破坏。设计中充分考虑环境变化及使用时的变载荷及材料的性能，安全系数高。