CN220849890U - 一种带隔板的垂直轴风力发电机叶片 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种带隔板的垂直轴风力发电机叶片，属于风力发电机领域。风力发电机叶片包括：中心轴、弧形叶片和若干隔板；隔板相互平行且设置在弧形叶片内，若干隔板将弧形叶片内壁分为至少两个气流腔，风依次进入其中一个弧形叶片的气流腔、另一个弧形叶片的气流腔并使弧形叶片绕中心轴的轴线转动。两个弧形叶片S形风轮截面结构，使其在较低风速下可以获得较大的风轮转矩，同时风可以从其中一个弧形叶片的气流腔进入另一个弧形叶片的气流腔，从而将风能传导在两个弧形叶片的内凹面上，进一步降低被弧形叶片阻止的空气流动冲力作用到弧形叶片内表面的产生的涡流，也还可以提高风能转化为风轮转动的机械能的效率。

Description

一种带隔板的垂直轴风力发电机叶片

技术领域

本实用新型属于风力发电机领域，特别是涉及一种带隔板的垂直轴风力发电机叶片。

背景技术

随着不可再生能源枯竭程度的不断加深，人们开始研究把重点转向可再生能源，以现今发展形势来看，风能已经成为最具发展潜力的可再生能源之一。目前，风能利用技术的不断成熟，对于风能利用的研究主要集中于风力发电。

传统的风力发电机启动时需要较大的启动力矩，这就提高了对启动风速的要求，只有在较大的风速下风力发电机才能正常工作，这样就降低了风力发电机的利用效率以及风能的利用率。所以，现有的风力发电机存在的问题在于：无法使叶片在较小的风速下启动运行。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种带隔板的垂直轴风力发电机叶片，用于解决现有技术中无法使叶片在较小的风速下启动运行的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种带隔板的垂直轴风力发电机叶片，所述风力发电机叶片包括：

中心轴，

若干叶片单元，若干所述叶片单元沿中心轴的轴线圆形阵列，所述叶片单元包括两个叶片组件，两个所述叶片组件绕中心轴的轴线中心对称，所述叶片组件包括弧形叶片和若干隔板；

所述弧形叶片的内弧面为风力推动面，所述弧形叶片沿其弧形的端面为弦边面，其中一个弧形叶片的其中一个弦边面位于另一个弧形叶片的两个弦边面之间；

若干所述隔板相互平行且位于风力推动面内，所述隔板与弧形叶片固定连接，若干所述隔板将风力推动面内的空间分为至少两个气流腔，风依次进入其中一个弧形叶片的气流腔、另一个弧形叶片的气流腔并使弧形叶片绕中心轴的轴线转动；

两个所述叶片组件的弧形叶片均通过连接单元与中心轴固定连接。

作为可选方案，相邻的所述隔板之间的间距为80mm-1000mm。

作为可选方案，各个气流腔的高度相等或者不相等。

作为可选方案，所述隔板与风力推动面相贴合，所述隔板的上表面面积为a，所述隔板的上表面所在平面与风力推动面的交线为第一弧形交线，所述第一弧形交线两个端点相连的直线为第一边线，所述第一弧形交线与第一边线围呈的面积为b，20％≤a/b≤80％。

作为可选方案，所述弧形叶片的顶部和底部均固定安装有端盖，所述端盖均与隔板相平行。

作为可选方案，所述连接单元连接的两个弧形叶片分别为第一弧形叶片和第二弧形叶片，所述连接单元包括若干连接组件，若干所述连接组件沿中心轴的轴线依次设置，所述连接组件包括两个连接模块，两个所述连接模块绕中心轴的轴线中心对称，所述连接模块包括固定杆、安装孔、螺柱和螺钉；

所述安装孔开设在中心轴的侧壁，所述安装孔的轴线方向与中心轴的轴线方向相垂直；

所述螺柱的一端连接安装孔，且所述螺柱的另一端伸出中心轴；

所述固定杆贯穿第一弧形叶片的内外壁，且所述固定杆的一端靠近中心轴，所述固定杆的另一端靠近第二弧形叶片的内弧面；

所述固定杆的两端面均开设有螺纹孔，靠近固定杆的所述螺纹孔与螺柱螺纹连接，所述螺钉贯穿第二弧形叶片的内外壁并与另一个螺纹孔螺纹连接。

作为可选方案，所述螺柱与所述安装孔固定连接。

作为可选方案，两个连接模块的所述安装孔相连通，两个所述螺柱连接成主螺杆，所述主螺杆***安装孔内，且所述主螺杆的两端均伸出中心轴外。

作为可选方案，所述螺柱的侧壁设置有第一限位平面，所述安装孔内设置有第二限位平面；

所述螺柱***安装孔内，所述第一限位平面与第二限位平面相配合限制螺柱的转动。

作为可选方案，所述固定杆的外壁上开设有第三限位平面，所述第三限位平面位于固定杆靠近第二弧形叶片的一侧，所述第二弧形叶片的内壁开设有限位槽；

所述固定杆***限位槽内，且所述第三限位平面与限位槽相配合并限制固定杆与第二弧形叶片之间的相对转动。

如上所述，本实用新型的一种带隔板的垂直轴风力发电机叶片，至少具有以下有益效果：

1、本申请通过设置的两个弧形叶片，使其呈一面风阻系数大一面风阻系数小的S形风轮截面结构，该种结构的风轮可以在很低风速下获得比较大的风轮转矩，同时通过设置的多个气流腔，风可以从其中一个弧形叶片的气流腔进入另一个弧形叶片的气流腔，从而将风能传导在两个弧形叶片的内凹面上，进一步降低被弧形叶片阻止的空气流动冲力作用到弧形叶片内表面的产生的涡流，可以提高风能转化为风轮转动的机械能的效率，从而可以保证在较小的风速下也能让叶片启动转动；

2、本申请通过设置在弧形叶片的顶部和底部均固定安装有端盖，在弧形叶片转动过程中，弧形叶片凹面处减速的风不容易通过叶片两端逃逸出去，有助于提高弧形叶片兜风能力，增大风轮转动转矩。

附图说明

图1显示为本实用新型的结构示意图；

图2显示为本实用新型图1中A处的结构示意图；

图3显示为本实用新型中弧形叶片和若干隔板的连接示意图；

图4显示为本实用新型的横向结构剖视图；

图5显示为本实用新型图4中B处的结构示意图；

图6显示为本实用新型中螺柱***安装孔的实施例的剖视图；

图7显示为本实用新型图6中C处的结构示意图；

图8显示为本实用新型中开设有第一限位平面的螺柱的结构示意图；

图9显示为本实用新型图6中D处的结构示意图。

图中：1.中心轴；

201.弧形叶片；202.隔板；203.弦边面；204.气流腔；205.端盖；

301.固定杆；302.安装孔；303.螺柱；304.螺钉；305.主螺杆；306.第一限位平面；307.第二限位平面；308.第三限位平面；309.限位槽；310.连通孔。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图1至图9。须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

以下各个实施例仅是为了举例说明。各个实施例之间，可以进行组合，其不仅仅限于以下单个实施例展现的内容。

本实施例中，请参阅图1至图9，本实用新型提供一种带隔板的垂直轴风力发电机叶片，所述风力发电机叶片包括：

中心轴1，

若干叶片单元，若干所述叶片单元沿中心轴1的轴线圆形阵列，此处叶片单元的数量可以是1个、2个、3个等等，本实施例中以1个叶片单位为例作为图示；

所述叶片单元包括两个叶片组件，两个所述叶片组件绕中心轴1的轴线中心对称，所述叶片组件包括弧形叶片201和若干隔板202；

此处所述弧形叶片201的纵向截面为外凹的弧形或直线形，横向截面为弧形，中心轴1的轴线方向沿弧形叶片201的纵向方向；

所述弧形叶片201的内弧面为风力推动面，所述弧形叶片201沿其弧形的端面为弦边面203，即所述弧形叶片201的左右端面为弦边面203，所述弧形叶片201平行于横向截面的两个端面分别为弧形叶片201的上下端面，其中一个弧形叶片的其中一个弦边面位于另一个弧形叶片的两个弦边面之间，即两个叶片组件的弧形叶片的开口错位对立设置，从而使两个弧形叶片有部分区域重合，中心轴1位于两个叶片组件的弧形叶片的重合区域内；

若干所述隔板202相互平行且位于风力推动面内，相邻的所述隔板202之间的间距为80mm-1000mm，若干所述隔板202可以是其上端面与弧形叶片201的中心线相垂直；

所述隔板202与弧形叶片201固定连接，若干所述隔板202将风力推动面内的空间分为至少两个气流腔204，各个气流腔的高度相等或者不相等，风依次进入其中一个弧形叶片的气流腔、另一个弧形叶片的气流腔并使弧形叶片201绕中心轴1的轴线转动；

两个所述叶片组件的弧形叶片201均通过连接单元与中心轴1固定连接；

作为中心轴的一个实施例，中心轴1的轴线与弧形叶片201的中心线相平行。

本申请通过将两个弧形叶片201的开口错位对立设置，使其呈一面风阻系数大一面风阻系数小的S形风轮截面结构，这种结构的风轮可以在很低风速下获得比较大的风轮转矩，同时每个弧形叶片201通过多个隔板202分隔出多个气流腔204，风进入多个气流腔204内，从而在弧形叶片201内制造多个平行的层流空气流，风从其中一个弧形叶片的气流腔进入另一个弧形叶片的气流腔，从而将风能传导在两个弧形叶片201的内凹面上，进一步降低被弧形叶片201阻止的空气流动冲力作用到弧形叶片201内表面的产生的涡流，可以提高风能转化为风轮转动的机械能的效率，从而实现在较小的风速下也能让叶片启动转动。

本实施例中，请参阅图1至图9，所述隔板202与风力推动面相贴合，所述隔板202的上表面面积为a，所述隔板202的上表面所在平面与风力推动面的交线为第一弧形交线，所述第一弧形交线两个端点相连的直线为第一边线，所述第一弧形交线与第一边线围呈的面积为b，20％≤a/b≤80％；

所述隔板202的外边界可以是与第一边线相平行，所述隔板202的外边界也可以是弧形。

本实施例中，请参阅图1至图9，所述弧形叶片201的顶部和底部均固定安装有端盖205，所述端盖205均与隔板202相平行；

所述弧形叶片201顶部的端盖205为上端盖，所述上端盖的上端面可以是与弧形叶片201的顶端面相平行，还可以是上端盖的上端面位于弧形叶片201的顶端面的下方，并具有一定距离；

所述弧形叶片201底部的端盖205为下端盖，所述下端盖的下端面可以是与弧形叶片201的底端面相平行，还可以是下端盖的下端面位于弧形叶片201的底端面的上方，并具有一定距离；

且所述上端盖、下端盖与弧形叶片201密封连接。

在弧形叶片201旋转过程中，弧形叶片201凹面处减速的风不那么容易通过弧形叶片201两端逃逸出去，有助于提高弧形叶片201兜风能力，增大风轮转动转矩。

本实施例中，请参阅图1至图9，所述连接单元连接的两个弧形叶片201分别为第一弧形叶片和第二弧形叶片，所述连接单元包括若干连接组件，若干所述连接组件沿中心轴1的轴线依次设置，所述连接组件包括两个连接模块，两个所述连接模块绕中心轴1的轴线中心对称，所述连接模块包括固定杆301、安装孔302、螺柱303和螺钉304；

所述安装孔302开设在中心轴1的侧壁，所述安装孔302的轴线方向与中心轴1的轴线方向相垂直；

所述螺柱303的一端连接安装孔302，且所述螺柱303的另一端伸出中心轴1；

所述固定杆301贯穿第一弧形叶片的内外壁，且所述固定杆301的一端靠近中心轴1，所述固定杆301的另一端靠近第二弧形叶片的内弧面，此处所述固定杆301可以为圆柱形；

所述固定杆301的两端面均开设有螺纹孔，靠近固定杆301的所述螺纹孔与螺柱303螺纹连接，所述螺钉304贯穿第二弧形叶片的内外壁并与另一个螺纹孔螺纹连接。

在安装弧形叶片201时，先将其中一个固定杆穿过第一弧形叶片并与螺柱303螺纹连接，在让螺钉304穿过第二弧形叶片，并让螺钉304与固定杆301螺纹连接，从而实现将第二弧形叶片与中心轴1固定连接，再通过上述步骤将第一弧形叶片与中心轴1固定连接，从而实现对第一弧形叶片与第二弧形叶片进行固定。

在其中一个实施例中，所述螺柱303与所述安装孔302固定连接；

此处螺柱303与安装孔302的固定连接，可以是安装孔302内开设螺纹孔，螺柱303与螺纹孔螺纹连接从而将螺柱303与安装孔302固定连接；还可以是螺柱303与中心轴1一体成型；也可以是螺柱303***安装孔302内并与中心轴1焊接。

在另一个实施例中，请参阅图4至图5，两个连接模块的所述安装孔302相连通，且两个安装孔302连通成一个连通孔310，两个所述螺柱303连接成主螺杆305，所述主螺杆305***安装孔302内，且所述主螺杆305的两端均伸出中心轴1外。

在又一个实施例中，请参阅图6至图8，所述螺柱303的侧壁设置有第一限位平面306，所述安装孔302内设置有第二限位平面307；

所述螺柱303***安装孔302内，所述第一限位平面306与第二限位平面307相配合限制螺柱303的转动。

先将螺柱303***安装孔302内，并使第一限位平面306与第二限位平面307对准，从而避免螺柱303转动，当安装固定杆301时，可以直接拧动固定杆301，从而将固定杆301的螺纹孔与螺柱303螺纹连接，同时通过螺钉304与固定杆301的另一个螺纹孔螺纹连接，从而实现固定杆301固定安装在中心轴1上。

本实施例中，请参阅图1至图9，所述固定杆301的外壁上开设有第三限位平面308，所述第三限位平面308可以是贯穿整个固定杆301的外壁，也可以是仅仅在固定杆301靠近第二弧形叶片的一侧开设一段第三限位平面308，且第三限位平面308贯穿固定杆301的端面；

所述第三限位平面308位于固定杆301靠近第二弧形叶片的一侧，所述第二弧形叶片的内壁开设有限位槽309；

所述固定杆301***限位槽309内，且所述第三限位平面308与限位槽309相配合并限制固定杆301与第二弧形叶片之间的相对转动。

通过将固定杆301***限位槽309内，可以对固定杆301进行预定位，从而便于快速的安装

综上所述，本实用新型，先将其中一个固定杆贯穿第一弧形叶片的右侧壁，并使该固定杆的一端与中心轴1一侧的螺柱303螺纹连接之后，再将该固定杆的另一端***第二弧形叶片左侧壁的限位槽309内，再通过螺钉304穿过第二弧形叶片并与该固定杆连接，将另一个固定杆贯穿第二弧形叶片的左侧壁并与中心轴1另一侧的螺柱303螺纹连接，再使另一个固定杆的另一端***第一弧形叶片右侧壁的限位槽309内，再通过螺钉304穿过第一弧形叶片并与该固定杆连接，从而将第一弧形叶片和第二弧形叶片固定安装在中心轴1上。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种带隔板的垂直轴风力发电机叶片，其特征在于，所述风力发电机叶片包括：

中心轴，

若干叶片单元，若干所述叶片单元沿中心轴的轴线圆形阵列，所述叶片单元包括两个叶片组件，两个所述叶片组件绕中心轴的轴线中心对称，所述叶片组件包括弧形叶片和若干隔板；

所述弧形叶片的内弧面为风力推动面，所述弧形叶片沿其弧形的端面为弦边面，其中一个弧形叶片的其中一个弦边面位于另一个弧形叶片的两个弦边面之间；

若干所述隔板相互平行且位于风力推动面内，所述隔板与弧形叶片固定连接，若干所述隔板将风力推动面内的空间分为至少两个气流腔，风依次进入其中一个弧形叶片的气流腔、另一个弧形叶片的气流腔并使弧形叶片绕中心轴的轴线转动；

两个所述叶片组件的弧形叶片均通过连接单元与中心轴固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种带隔板的垂直轴风力发电机叶片，其特征在于，相邻的所述隔板之间的间距为80mm-1000mm。

3.根据权利要求1所述的一种带隔板的垂直轴风力发电机叶片，其特征在于，各个气流腔的高度相等或者不相等。

4.根据权利要求1所述的一种带隔板的垂直轴风力发电机叶片，其特征在于，所述隔板与风力推动面相贴合，所述隔板的上表面面积为a，所述隔板的上表面所在平面与风力推动面的交线为第一弧形交线，所述第一弧形交线两个端点相连的直线为第一边线，所述第一弧形交线与第一边线围呈的面积为b，20％≤a/b≤80％。

5.根据权利要求1所述的一种带隔板的垂直轴风力发电机叶片，其特征在于，所述弧形叶片的顶部和底部均固定安装有端盖，所述端盖均与隔板相平行。

6.根据权利要求1所述的一种带隔板的垂直轴风力发电机叶片，其特征在于，所述连接单元连接的两个弧形叶片分别为第一弧形叶片和第二弧形叶片，所述连接单元包括若干连接组件，若干所述连接组件沿中心轴的轴线依次设置，所述连接组件包括两个连接模块，两个所述连接模块绕中心轴的轴线中心对称，所述连接模块包括固定杆、安装孔、螺柱和螺钉；

所述安装孔开设在中心轴的侧壁，所述安装孔的轴线方向与中心轴的轴线方向相垂直；

所述螺柱的一端连接安装孔，且所述螺柱的另一端伸出中心轴；

所述固定杆贯穿第一弧形叶片的内外壁，且所述固定杆的一端靠近中心轴，所述固定杆的另一端靠近第二弧形叶片的内弧面；

所述固定杆的两端面均开设有螺纹孔，靠近固定杆的所述螺纹孔与螺柱螺纹连接，所述螺钉贯穿第二弧形叶片的内外壁并与另一个螺纹孔螺纹连接。

7.根据权利要求6所述的一种带隔板的垂直轴风力发电机叶片，其特征在于，所述螺柱与所述安装孔固定连接。

8.根据权利要求6所述的一种带隔板的垂直轴风力发电机叶片，其特征在于，两个连接模块的所述安装孔相连通，两个所述螺柱连接成主螺杆，所述主螺杆***安装孔内，且所述主螺杆的两端均伸出中心轴外。

9.根据权利要求6所述的一种带隔板的垂直轴风力发电机叶片，其特征在于，所述螺柱的侧壁设置有第一限位平面，所述安装孔内设置有第二限位平面；

所述螺柱***安装孔内，所述第一限位平面与第二限位平面相配合限制螺柱的转动。

10.根据权利要求6所述的一种带隔板的垂直轴风力发电机叶片，其特征在于，所述固定杆的外壁上开设有第三限位平面，所述第三限位平面位于固定杆靠近第二弧形叶片的一侧，所述第二弧形叶片的内壁开设有限位槽；

所述固定杆***限位槽内，且所述第三限位平面与限位槽相配合并限制固定杆与第二弧形叶片之间的相对转动。