CN203441675U - 一种新型垂直轴风力发电机的叶片 - Google Patents

一种新型垂直轴风力发电机的叶片 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种新型垂直轴风力发电机的叶片，能够提高垂直轴风力发电机叶片的风能利用率，这种叶片改变了传统垂直轴风力发电机叶片的外形、结构和捕风模式，不仅能够捕获风能产生推力，而且叶片在自身旋转的过程中也能产生升力，其特点在于：以叶片弦线为基础，分为叶片吸力面和叶片压力面，叶片吸力面设计为低速机翼翼型，叶片压力面设置了一个或数个向后缘弯曲的沟槽壁，形成了一道或数道沟槽，叶片压力面还设置了一道或数道翼腔阻流板，叶片的两端设有翼端阻流板。本实用新型通过详尽的空气动力学模拟实验，显示出捕风能力强、风能利用率高等优良的气动性能，能够增强垂直轴风力发电机的低风速启动能力，提高垂直轴风力发电机叶轮转速。

Description

一种新型垂直轴风力发电机的叶片
技术领域
本实用新型涉及一种风力发电机的叶片，具体地说是涉及一种垂直轴风力发电机的叶片。 
背景技术
随着能源危机的逐渐严重和环境污染对人类、自然的压力越来越大，全世界对新能源产业显示出了极大的热情和期盼。风力发电作为新能源产业的一个重要部分得到了各国政府高度重视，技术发展较快、普及程度较高。风力发电机的关键是叶片的空气动力技术，它制约着风力发电技术的发展。 
目前使用的垂直轴风力发电机叶片技术，不能适应垂直轴风力发电机大型化发展的需要，主要体现：一是叶片形状多样且不规范，没有形成相对成熟的叶片形状。二是叶片低风速时启动困难，需要安装专门的启动装置。三是风能利用率低，制作兆瓦级的垂直轴风力发电机非常困难。 
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述垂直轴风力发电机叶片现有技术缺陷，提供一种新型垂直轴风力发电机的叶片，这种叶片改变了传统垂直轴风力发电机叶片的外形、结构和捕风模式，不仅能够捕获风能产生推力，而且叶片在自身旋转的过程中也能产生升力。本实用新型的技术方案是：一种新型垂直轴风力发电机的叶片，包括叶片吸力面、叶片压力面、翼腔沟槽、翼腔沟槽壁、叶片前缘、叶 片后缘、沟槽壁尖端、叶轮轴、翼端阻流板、翼腔阻流板等。 
所述的一种新型垂直轴风力发电机的叶片其特征是：以叶片的弦线为基础，将叶片分为叶片吸力面和叶片压力面，叶片吸力面为低速机翼翼型，叶片压力面的翼腔中设置了一个或数个翼腔沟槽壁，形成了一道或数道翼腔沟槽。 
所述的翼腔沟槽壁为圆弧尖角型并向叶片后缘弯曲。 
所述的翼腔沟槽壁的尖端在叶片的下弧线上。 
所述的叶片压力面的翼腔中设有一道或数道翼腔阻流板。 
所述的一种新型垂直轴风力发电机的叶片，在叶片的两端安装了翼端阻流板。 
所述的一种新型垂直轴风力发电机的叶片，通过叶片支撑框架安装在叶轮盘上，叶片吸力面朝向叶轮盘。 
所述的叶轮盘安装在叶轮轴上。 
本实用新型有如下效果：1是结构独特，以叶片的弦线为基础将叶片分为压力面和吸力面，叶片压力面设计为沟槽状，能极大地增加叶片的捕风能力，叶片吸力面设计为低速机翼翼型，能使叶片在旋转中产生升力。2是叶片风能损失小，流经本实用新型的气流被翼端阻流板和翼腔阻流板制约而沿一定方向流动，最大限度地避免了气流扰动造成的风能损失。3是风能利用率高，叶片吸力面和叶片压力面都能产生动力，极大地提高了风能利用率。 
附图说明
图1是本实用新型的侧视图。 
图2是本实用新型的结构图。 
图3是本实用新型的安装方法俯视图。 
具体实施方式
如图1所示，叶片吸力面(1)为低速机翼翼型，叶片压力面(2)的翼腔设置了数个沟槽壁(5)，形成了数道翼腔沟槽(4)。 
如图2所示，叶片压力面(2)的翼腔内设置了数道翼腔阻流板(13)。 
如图2所示，叶片的两端设有翼端阻流板(12)。 
如图3所示，本实用新型叶片(3)通过叶片支撑框架(10)固定在叶轮盘(11)上，叶轮盘(11)固定在叶轮轴(9)上，本实用新型叶片(3)的吸力面(1)面对叶轮盘(11)。 
如图3所示，将两片或两片以上本实用新型叶片(3)安装于垂直轴风力发电机叶轮，不论气流从何方吹向叶轮，本实用新型叶片(3)的翼腔沟槽(4)都能快速捕获风能产生推力，推动叶轮转动，同时叶轮转动会带动本实用新型叶片(3)旋转，当气流快速掠过本实用新型叶片(3)的吸力面(1)时升力产生。由于气流作用于本实用新型叶片(3)既能产生推力也能产生升力，所以本实用新型叶片(3)能够最大限度地捕捉和利用风能来推动叶轮转动，并带动叶轮轴(9)旋转发电。 

Claims (6)

1.一种新型垂直轴风力发电机的叶片，包括叶片吸力面(1)、叶片压力面(2)、翼腔沟槽(4)、翼腔沟槽壁(5)、叶片前缘(6)、叶片后缘(7)、沟槽壁尖端(8)，叶轮轴(9)、翼端阻流板(12)、和翼腔阻流板(13)，其特征是：以叶片的弦线为基础，将叶片分为叶片吸力面(1)和叶片压力面(2)，叶片吸力面(1)为低速机翼翼型，叶片压力面(2)的翼腔中设置了一个或数个翼腔沟槽壁(5)并形成了一道或数道翼腔沟槽(4)。 
2.根据权利要求1所述的一种新型垂直轴风力发电机的叶片，其特征是：叶片压力面(2)的翼腔沟槽壁(5)为圆弧尖角型并向叶片后缘(7)弯曲。 
3.根据权利要求2所述的一种新型垂直轴风力发电机的叶片，其特征是：叶片压力面(2)的一个或数个翼腔沟槽壁尖端(8)在叶片的下弧线上。 
4.根据权利要求3所述的一种新型垂直轴风力发电机的叶片，其特征是：叶片压力面(2)的翼腔沟槽(4)中设有一道或数道翼腔阻流板(13)。 
5.根据权利要求4所述的一种新型垂直轴风力发电机的叶片，其特征是：叶片的安装方法是，叶片吸力面(1)朝向叶轮盘(11)。 
6.根据权利要求5所述的一种新型垂直轴风力发电机的叶片，其特征是：叶片的两端设有翼端阻流板(12)。 
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104443356A (zh) * 2014-12-15 2015-03-25 佛山市神风航空科技有限公司 一种带半转机构升力翼
CN112836308A (zh) * 2021-01-12 2021-05-25 上海交通大学 垂直轴风力发电机的叶片优化设计方法

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