垂直轴风力/水力发电机发电功率调节方法及升力型叶片.pdf

一种垂直轴风力/水力发电机，在与发电机连接的升力型叶片表面开设若干通风口；设置能够改变通风口大小的活动板；当需要调节发电机发电功率时，驱动活动板并改变通风口的大小，叶片表面气流通过所述通风口进入叶片内而无法推动叶片，从而降低叶片的旋转速度，调节发电机发电功率；根据预设的发电机输出功率实时调节通风口的大小。

1.  一种升力型叶片，包括内骨架和包裹在所述内骨架外的外蒙皮，其特征在于：所述外蒙皮由若干固定板和活动板拼接而成，内骨架上对应所述活动板处设有通风口，内骨架内设有使活动板遮蔽或敞开所述通风口的驱动机构。

2.  根据权利要求1所述的一种升力型叶片，其特征在于：所述活动板的一侧与所述内骨架铰接，驱动机构与活动板的另一侧连接并驱动活动板内翻或外翻。

3.  根据权利要求1所述的一种升力型叶片，其特征在于：所述叶片内填充有发泡材料。

4.  根据权利要求1所述的一种升力型叶片，其特征在于：所述叶片的两侧均设有活动板，两侧活动板对应的通风口之间通过风道连通。

5.  一种升力型叶片速度调节方法，其特征在于：
在叶片的表面开设若干通风口；
设置能够改变通风口大小的活动板；
当需要调节叶片旋转速度时，驱动活动板并改变通风口的大小，叶片表面气流通过所述通风口进入叶片内而无法推动叶片，从而降低叶片的旋转速度；
根据预设的叶片速度实时调节通风口的大小。

6.  根据权利要求5所述的一种升力型叶片速度调节方法，其特征在于：所述通风口设置在叶片的两侧，位于叶片两侧且相对应的两个通风口之间设有风道连通，叶片表面气流直接通过通风口和风道穿过叶片。

7.  一种垂直轴风力发电机发电功率的调节方法，其特征在于：
在垂直轴风力发电机的升力型叶片表面开设若干通风口；
设置能够改变通风口大小的活动板；
当需要调节发电机发电功率时，驱动活动板并改变通风口的大小，叶片表面气流通过所述通风口进入叶片内而无法推动叶片，从而降低叶片的旋转速度，调节发电机发电功率；
根据预设的发电机输出功率实时调节通风口的大小。

8.  根据权利要求7所述的一种垂直轴风力发电机发电功率的调节方法，其特征在于：所述通风口设置在叶片的两侧，位于叶片两侧且相对应的两个通风口之间设有风道连通，叶片表面气流直接通过通风口和风道穿过叶片。

9.  一种垂直轴水力发电机发电功率的调节方法，其特征在于：
在垂直轴水力发电机的升力型叶片表面开设若干窗口；
设置能够改变窗口大小的活动板；
当需要调节发电机发电功率时，驱动活动板并改变窗口的大小，叶片表面水流通过所述窗口进入叶片内而无法推动叶片，从而降低叶片的旋转速度，调节发电机发电功率；
根据预设的发电机输出功率实时调节窗口的大小。

10.  根据权利要求9所述的一种垂直轴水力发电机发电功率的调节方法，其特征在于：所述窗口设置在叶片的两侧，位于叶片两侧且相对应的两个窗口之间设有管道连通，叶片表面气流直接通过窗口和管道穿过叶片。

垂直轴风力/水力发电机发电功率调节方法及升力型叶片
技术领域
本发明涉及垂直轴发电机，尤其是升力型叶片的垂直轴风力发电机和水力发电机的发电功率调节方法以及其叶片结构。
背景技术
风力发电机刹车机构的主要作用有两方面 ：一是设备检修时需要将风力发电机组 的叶片固定不动，二是遇到风力特别强力或者台风时为避免损坏发电机组需要将风力发电 机组的叶片固定不转，因此刹车机构对于风力发电机来说是非常重要的。随着垂直轴风力 发电机的兴起，与垂直轴风力发电机配合的各种组件层出不穷，刹车装置就是其中之一，考 虑到刹车装置在风力发电机中的重要性，选择一种适合垂直轴风力发电机的刹车装置是未 来垂直轴风力发电机发展急需解决的问题之一。为解决垂直轴风力发电机的刹车为题，如中国专利公开号为202215431U的一种垂直轴风力发电机的刹车装置，垂直轴风力发电机包括塔柱，塔柱上设有叶片组和外转子的发电机，叶片组与发电机之间设有联轴器，联轴器分别连接叶片组和发电机的转子；刹车装置包括设于所述联轴器上的环形刹车盘和固定在塔柱上的一个以上的制动装置，制动装置包括制动器和驱动 制动器的动力源，制动器与所述刹车盘配合。 当需要对发电机进行制动时，动力源驱动制动器， 使制动器抱紧所述刹车盘，依靠制动器与刹车盘之间的摩擦力，消耗发电机的动能，使发电机转子速度下降，从而达到制动发电机的目的。该种刹车装置虽然也能起到降低叶片速度的目的，但是其结构复杂，而且容易损坏。刹车装置的设置也能够调节发电机的发电功率，以确保发电机能够达到满发状态，这种满发状态是发电机的最佳状态，因此刹车装置性能的好快直接影响发电机发电性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一是提供一种升力型叶片，结构简单，能够有效降低叶片在运转时的速度，并调节发电机的发电功率。
本发明所要解决的技术问题之二是提供升力型叶片速度调节方法，能够有效降低叶片在运转时的速度，并调节发电机的发电功率。
本发明所要解决的技术问题之三是提供一种垂直轴风力发电机发电功率的调节方法，能够有效降低叶片在运转时的速度，并调节发电机的发电功率。
本发明所要解决的技术问题之四是提供一种垂直轴水力发电机发电功率的调节方法，能够有效降低叶片在运转时的速度，并调节发电机的发电功率。
为解决上述技术问题之一，本发明的技术方案是：一种升力型叶片，包括内骨架和包裹在所述内骨架外的外蒙皮，所述外蒙皮由若干固定板和活动板拼接而成，内骨架上对应所述活动板处设有通风口，内骨架内设有使活动板遮蔽或敞开所述通风口的驱动机构。本发明的叶片结构为模块化结构，各个模块可以由厂家预定制，最后在现场组装而成，这样就可以方便大型叶片的生产、运输以及安装；作为刹车结构的活动板也是通过厂家预定制而成，其结构与叶片结构融合在一起，结构简单，而起安装也跟随叶片安装，非常简单。在刹车装置不启动时，叶片形态没有发生改变，叶片表面符合空气动力学，气流阻力达到最佳状态，使叶片能够在气流的推动下快速转动；当需要限制或降低叶片的旋转速度，启动驱动机构，使活动板绕着一侧进行旋转，该活动板形态的改变改变了整个叶片的形态，破坏了叶片原本符合空气动力学的形态设计，此时的叶片表面空气阻力较大，在空气的阻力下，从而限制或降低叶片的旋转速度。另外，当通风口被打开后，叶片表面气流通过所述通风口进入叶片内而无法推动叶片，一部分风能丧失了对叶片的能量转换，从而降低叶片的旋转速度。本发明通过简单的叶片设计即可实现叶片速度的改变，其可方便的应用在垂直轴风力发电机中，而且能够获得较好的效果。
作为改进，所述活动板的一侧与所述内骨架铰接，驱动机构与活动板的另一侧连接并驱动活动板内翻或外翻。
作为改进，所述活动板为推拉板。
作为改进，所述叶片内填充有发泡材料。
作为改进，所述叶片的两侧均设有活动板，两侧活动板对应的通风口之间通过风道连通。叶片表面气流直接通过通风口和风道穿过叶片，该部分的气流丧失对叶片的作用力，从而降低叶片的旋转速度。
为解决上述技术问题之二，本发明的技术方案是：一种升力型叶片速度调节方法，
在叶片的表面开设若干通风口；
设置能够改变通风口大小的活动板；
当需要调节叶片旋转速度时，驱动活动板并改变通风口的大小，叶片表面气流通过所述通风口进入叶片内而无法推动叶片，从而降低叶片的旋转速度；
根据预设的叶片速度实时调节通风口的大小。
作为改进，所述通风口设置在叶片的两侧，位于叶片两侧且相对应的两个通风口之间设有风道连通，叶片表面气流直接通过通风口和风道穿过叶片。
为解决上述问题之三，本发明的技术方案是：一种垂直轴风力发电机发电功率的调节方法，
在垂直轴风力发电机的升力型叶片表面开设若干通风口；
设置能够改变通风口大小的活动板；
当需要调节发电机发电功率时，驱动活动板并改变通风口的大小，叶片表面气流通过所述通风口进入叶片内而无法推动叶片，从而降低叶片的旋转速度，调节发电机发电功率；
根据预设的发电机输出功率实时调节通风口的大小。
作为改进，所述通风口设置在叶片的两侧，位于叶片两侧且相对应的两个通风口之间设有风道连通，叶片表面气流直接通过通风口和风道穿过叶片。
为解决上述技术问题之四，本发明的技术方案是：一种垂直轴水力发电机发电功率的调节方法，其特征在于：
在垂直轴水力发电机的升力型叶片表面开设若干窗口；
设置能够改变窗口大小的活动板；
当需要调节发电机发电功率时，驱动活动板并改变窗口的大小，叶片表面水流通过所述窗口进入叶片内而无法推动叶片，从而降低叶片的旋转速度，调节发电机发电功率；
根据预设的发电机输出功率实时调节窗口的大小。
作为改进，所述窗口设置在叶片的两侧，位于叶片两侧且相对应的两个窗口之间设有管道连通，叶片表面气流直接通过窗口和管道穿过叶片。
    本发明与现有技术相比所带来的有益效果是：
本发明通过简单的叶片设计即可实现叶片速度的改变，其可方便的应用在垂直轴风力/水力发电机中，同时能够起到调节发电机发电功率的目的，而且能够获得较好的效果。
附图说明
图1为具有内翻活动板的升力型叶片示意图。
图2为具有上下拖拉活动板的升力型叶示意图片。
图3为图1的叶片截面示意图。
图4为图2的叶片截面示意图。
图5为垂直轴风力发电机示意图。
图6为垂直轴水力发电机示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1、3所示，一种用于发电机的升力型叶片1，包括内骨架4和包裹在所述内骨架4外的外蒙皮3，叶片内填充有发泡材料。所述内骨架4由钢筋或钢管搭接而成，组成叶片1的初步形态，并且能够加强叶片1的整体强度。所述外蒙皮3由若干固定板和活动板2拼接而成，所述固定板安装在内骨架4上；所述活动板2具有一定的抗弯性能，内骨架4上对应所述活动板2处设有通风口5，所述活动板2的一侧与所述内骨架4铰接，活动板2可围绕铰接轴自由旋转一定角度，从而实现通风口5的遮蔽或敞开，活动板2翻转的角度与通风口5的敞开的大小相关联。所述叶片1的截面形状呈头部大而尾部小的水滴形，所述活动板2设置在叶片1的两侧，位于叶片1两侧的对应的通风口5之间设有风道6连通。所述内骨架4内设有驱动机构，所述驱动机构为气缸或液压缸，气缸或液压缸的体积小，能够方便安装固定在内骨架4内，所述驱动机构与所述活动板2活动的一侧铰接，通过驱动机构的伸缩运动带动活动板2向外翻转运动，当活动板2被打开后，叶片1表面出现若干通风口5。
本发明的叶片1结构为模块化结构，各个模块可以由厂家预定制，最后在现场组装而成，这样就可以方便大型叶片1的生产、运输以及安装；作为刹车结构的活动板2也是通过厂家预定制而成，其结构与叶片1结构融合在一起，结构简单，而起安装也跟随叶片1安装，非常简单。在刹车装置不启动时，叶片1形态没有发生改变，叶片1表面符合空气动力学，气流阻力达到最佳状态，使叶片1能够在气流的推动下快速转动；当需要限制或降低叶片1的旋转速度，启动驱动机构，使活动板2绕着一侧进行旋转，该活动板2形态的改变改变了整个叶片1的形态，破坏了叶片1原本符合空气动力学的形态设计，此时的叶片1表面空气阻力较大，在空气的阻力下，从而限制或降低叶片1的旋转速度；另外，当通风口5被打开后，叶片1表面气流通过所述通风口5进入叶片1内而无法推动叶片1，一部分风能丧失了对叶片1的能量转换，从而降低叶片1的旋转速度。本发明通过简单的叶片1设计即可实现叶片1速度的改变，其可方便的应用在垂直轴风力发电机中，而且能够获得较好的效果。
实施例2
如图2、4所示，一种用于发电机的升力型叶片1，包括内骨架4和包裹在所述内骨架4外的外蒙皮3，叶片内填充有发泡材料。所述内骨架4由钢筋或钢管搭接而成，组成叶片1的初步形态，并且能够加强叶片1的整体强度。所述外蒙皮3由若干固定板和活动板2拼接而成，所述固定板安装在内骨架4上，而且三完全固定；所述活动板2具有一定的抗弯性能，内骨架4上对应所述活动板2处设有通风口5，所述活动板2为推拉板，驱动机构驱动活动板2的开启或关闭。所述叶片1的截面形状呈头部大而尾部小的水滴形，所述活动板2设置在叶片1的两侧，位于叶片1两侧的对应的通风口5之间设有风道6连通。
本发明的叶片1结构为模块化结构，各个模块可以由厂家预定制，最后在现场组装而成，这样就可以方便大型叶片1的生产、运输以及安装；作为刹车结构的活动板2也是通过厂家预定制而成，其结构与叶片1结构融合在一起，结构简单，而起安装也跟随叶片1安装，非常简单。当通风口5被打开后，叶片1表面气流通过所述通风口5进入叶片1内而无法推动叶片1，一部分风能丧失了对叶片1的能量转换，从而降低叶片1的旋转速度。本发明通过简单的叶片1设计即可实现叶片1速度的改变，其可方便的应用在垂直轴风力发电机中，而且能够获得较好的效果。
实施例3
如图1、3、5所示，一种垂直轴风力发电机，包括塔柱、发电机组件和叶轮，所述叶轮呈φ型或H型，叶轮由若干升力型叶片1组成，所述叶片1包括内骨架4和包裹在所述内骨架4外的外蒙皮3，叶片内填充有发泡材料。所述内骨架4由钢筋或钢管搭接而成，组成叶片1的初步形态，并且能够加强叶片1的整体强度。所述外蒙皮3由若干固定板和活动板2拼接而成，所述固定板安装在内骨架4上，而且三完全固定；所述活动板2具有一定的抗弯性能，内骨架4上对应所述活动板2处设有通风口5，内骨架4内设有使活动板2遮蔽或敞开所述通风口5的驱动机构。所述叶片1的截面形状呈头部大而尾部小的水滴形，所述活动板2设置在叶片1的两侧，位于叶片1两侧的对应的通风口5之间设有风道6连通。通风口5与活动板2组成发电机发电功率调节装置，当需要调节发电机的输出功率时，启动驱动机构打开通风口5，叶片1表面气流通过所述通风口5进入叶片1内而无法推动叶片1，一部分风能丧失了对叶片1的能量转换，从而降低叶片1的旋转速度，达到调节发电功率的目的。
实施例4
如图1、3、6所示，一种垂直轴水力发电机，包括塔柱、发电机组件和叶轮，所述叶轮呈φ型或H型，叶轮设置在水里，依靠水流将其推动。叶轮由若干升力型叶片1组成，所述叶片1包括内骨架4和包裹在所述内骨架4外的外蒙皮3，叶片内填充有发泡材料。所述内骨架4由钢筋或钢管搭接而成，组成叶片1的初步形态，并且能够加强叶片1的整体强度。所述外蒙皮3由若干固定板和活动板2拼接而成，所述固定板安装在内骨架4上，而且三完全固定；所述活动板2具有一定的抗弯性能，内骨架4上对应所述活动板2处设有窗口，内骨架4内设有使活动板2遮蔽或敞开所述窗口的驱动机构。所述叶片1的截面形状呈头部大而尾部小的水滴形，所述活动板2设置在叶片1的两侧，位于叶片1两侧的对应的窗口之间设有管道连通。窗口与活动板2组成发电机发电功率调节装置，当需要调节发电机的输出功率时，启动驱动机构打开窗口，叶片1表面水流通过所述窗口和管道穿过叶片1，使一部分水流动能丧失了对叶片1的能量转换，从而降低叶片1的旋转速度，达到调节发电功率的目的。