一种具有主副阻力型叶片的垂直轴风力机风叶组制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有主副阻力型叶片的垂直轴风力机风叶组，包括风轮支架和风叶组件；风轮支架上设有多组风叶组件，多组风叶组件绕风轮支架的转动中心线呈中心对称的间隔排布；风叶组件包括主风叶和副风叶，主风叶和副风叶均为阻力型叶片，副风叶位于主风叶沿风叶组件转动方向的一侧，副风叶的外形体积小于主风叶的外形体积，副风叶与主风叶之间具有间隔，副风叶的翼弦线与主风叶的翼弦线形成夹角α，夹角α的开口朝向远离风轮支架转动中心线的一侧，夹角α的角度为30度≤α≤60度。本方案中的风叶组件可以提高对风能的梯级利用，有效提高对风能的利用效率，实现低风速启动。实现低风速启动。实现低风速启动。

【技术实现步骤摘要】
一种具有主副阻力型叶片的垂直轴风力机风叶组


[0001]本技术涉及垂直轴风力发电机
，尤其是涉及一种具有主副阻力型叶片的垂直轴风力机风叶组。

技术介绍

[0002]风力发电是一种环保的能源获得方式，目前应用越来越广泛，风力发电机根据主轴安装方位分为水平轴和垂直轴，目前风力发电机结构普遍是水平轴风力发电机，水平轴风力发电机受风向变化影响较大，一般要加装风轮转向装置才能适应风向变化，使其机械结构复杂，不适合在都市和社区中使用，而且还会危害鸟类的生存环境。
[0003]垂直轴风力发电机结构相对简单，无风向性要求能接受来自任何方向的来流风，不需要繁杂的偏航装置和变桨系统，但目前垂直轴风力发电机的应用并不广泛。因其启动风速较高，在低风速地区，风速小、风的动能小，风叶在风的作用下捩转慢，很难达到高的捩转速度，难以从提高转速上来获取更多的能量，由于风叶是风力发电机的最核心部件，因此有必要对现有垂直轴风力发电机风叶组件进行改进，以使得垂直轴风力发电机能够进行低风速启动。

技术实现思路

[0004]本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术的一个目的在于提供一种具有主副阻力型叶片的垂直轴风力机风叶组，以解决现有垂直轴风力机风叶组难以实现低风速启动，对风能利用效率低的问题。
[0005]本技术的技术方案如下：一种具有主副阻力型叶片的垂直轴风力机风叶组，其特征在于，包括风轮支架和风叶组件；
[0006]所述风轮支架上设有多组所述风叶组件，多组所述风叶组件绕所述风轮支架的转动中心线呈中心对称的间隔排布；
[0007]所述风叶组件包括主风叶和副风叶，所述主风叶和所述副风叶均为阻力型叶片，所述副风叶位于所述主风叶沿所述风叶组件转动方向的一侧，所述副风叶的外形体积小于所述主风叶的外形体积，所述副风叶与所述主风叶之间具有间隔，所述副风叶的翼弦线与所述主风叶的翼弦线形成夹角α，所述夹角α的开口朝向远离所述风轮支架转动中心线的一侧，所述夹角α的角度为30度≤α≤60度。
[0008]优选地，所述副风叶的翼弦线的长度与所述主风叶的翼弦线的长度比值为1:1.5。
[0009]优选地，所述主风叶和副风叶的横截面翼型均为具有流线形状的海豚型，所述主风叶和副风叶的远离所述风轮支架转动中心线的一端为风叶的前缘，靠近所述风轮支架转动中心线的一端为风叶的后缘，所述风叶的前缘收缩变细形成海豚尾部，所述风叶的后缘逐步增厚形成海豚头部，所述风叶的厚度方向的一侧表面为吸力面，另一侧表面为压力面，所述吸力面向外凸出形成海豚腹部，所述压力面向内凹陷形成海豚背部；
[0010]沿所述风叶的周向，所述吸力面与所述后缘接合，所述后缘与所述压力面接合，所
述压力面与所述前缘接合，所述前缘与所述吸力面接合；
[0011]以前缘点到后缘点的连线为翼弦，以吸力面垂直于所述翼弦的方向为竖直方向，所述风叶在竖直方向上的厚度最大处在所述后缘。
[0012]优选地，所述风轮支架包括主体部和设于所述主体部上的多组风叶支撑臂，多组所述风叶支撑臂与多组所述风叶组件一一对应，每组所述风叶支撑臂包括主叶臂和副叶臂，所述主叶臂与所述主体部固定相连且所述主叶臂的长度中心线与所述风轮支架的转动中心线垂直，所述副叶臂与所述主叶臂固定相连；所述主风叶安装在所述主叶臂上，所述副风叶安装在所述副叶臂上。
[0013]优选地，所述副叶臂倾斜设于所述主叶臂上，所述副叶臂与所述主叶臂之间具有夹角，所述夹角的开口朝向靠近所述风轮支架转动中心线的一侧。
[0014]优选地，每组所述风叶支撑臂包括两个所述主叶臂和两个所述副叶臂，两个所述主叶臂沿上下方向相对设置且间隔开，两个所述副叶臂沿上下方向相对设置且间隔开，所述主风叶的上端与上侧的所述主叶臂相连，下端与下侧的所述主叶臂相连，所述副风叶的上端与上侧的所述副叶臂相连，下端与下侧的所述副叶臂相连。
[0015]优选地，所述副叶臂上设有竖向的大质量偏心轴，所述副风叶的靠近所述风轮支架转动中心线的部分与所述偏心轴相连。
[0016]优选地，所述主风叶与所述副风叶之间设有连杆。
[0017]优选地，所述风轮支架上设有三组绕自身轴线呈120度均匀周向分布的所述风叶组件。
[0018]和现有技术相比，本技术的有益效果如下：
[0019]1、本方案中的风叶组件由主风叶和副风叶组成，主风叶和副风叶均为阻力型叶片，阻力型叶片具有启动力矩大，启动风速低的优点，非常适合在目前的垂直轴风力机上应用；
[0020]2、副风叶的外形体积小于主风叶的外形体积，副风叶与主风叶之间具有间隔，且副风叶的翼弦线与主风叶的翼弦线形成夹角α，由此，气流扫过主风叶后还可以对副风叶产生作用，气流的入口大出口小，在副风叶区的风压会增大，能够以较大范围的攻角的气流来作用风力机，且边界层对副风叶的重新供能而延迟了气流在主风叶上的失速，从而可以提高对风能的梯级利用，有效提高对风能的利用效率，实现低风速启动；
[0021]3、本方案中的风叶组件为多个，每个风叶组件均包括主风叶和副风叶，与传统风轮相比，叶片数量更多，可以增加迎风的表面积，提高风能利用率；
[0022]4、本方案中的副风叶与主风叶之间是具有夹角的，二者是非对称结构，因此，不仅使得风力机能够在更低的风速条件下启动发电，并且提高了传统低风速风力发电机的风能利用率和发电效率，有利于提高垂直轴风力机的自启动性能。
[0023]5、副风叶的叶轴采用大质量的质心轴，且偏移设置重心向一侧偏转有利于启动，而质心轴靠近风轮的转动轴可以抵消离心力。
[0024]本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：
[0026]图1是本技术的立体图；
[0027]图2是本技术的俯视图；
[0028]图3是本技术的风叶组件的示意图；
[0029]图4是本技术的分解图；
[0030]图5是本技术的海豚型风叶的立体图；
[0031]图6是本技术的海豚型风叶的主视图；
[0032]图7是本技术的海豚型风叶的坐标示意图。
[0033]附图标记如下：
[0034]1、风轮支架；11、主体部；12、风叶支撑臂；121、主叶臂；122、副叶臂；123、偏心轴；2、风叶组件；21、主风叶；22、副风叶；23、连杆；3、前缘；4、后缘；5、吸力面；6、压力面。
具体实施方式
[0035]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有主副阻力型叶片的垂直轴风力机风叶组，其特征在于，包括风轮支架和风叶组件；所述风轮支架上设有多组所述风叶组件，多组所述风叶组件绕所述风轮支架的转动中心线呈中心对称的间隔排布；所述风叶组件包括主风叶和副风叶，所述主风叶和所述副风叶均为阻力型叶片，所述副风叶位于所述主风叶沿所述风叶组件转动方向的一侧，所述副风叶的外形体积小于所述主风叶的外形体积，所述副风叶与所述主风叶之间具有间隔，所述副风叶的翼弦线与所述主风叶的翼弦线形成夹角α，所述夹角α的开口朝向远离所述风轮支架转动中心线的一侧，所述夹角α的角度为30度≤α≤60度。2.根据权利要求1所述的具有主副阻力型叶片的垂直轴风力机风叶组，其特征在于，所述副风叶的翼弦线的长度与所述主风叶的翼弦线的长度比值为1:1.5。3.根据权利要求1所述的具有主副阻力型叶片的垂直轴风力机风叶组，其特征在于，所述主风叶和副风叶的横截面翼型均为具有流线形状的海豚型，所述主风叶和副风叶的远离所述风轮支架转动中心线的一端为风叶的前缘，靠近所述风轮支架转动中心线的一端为风叶的后缘，所述风叶的前缘收缩变细形成海豚尾部，所述风叶的后缘逐步增厚形成海豚头部，所述风叶的厚度方向的一侧表面为吸力面，另一侧表面为压力面，所述吸力面向外凸出形成海豚腹部，所述压力面向内凹陷形成海豚背部；沿所述风叶的周向，所述吸力面与所述后缘接合，所述后缘与所述压力面接合，所述压力面与所述前缘接合，所述前缘与所述吸力面接合；以前缘点到后缘点的连线为翼弦，以吸力面垂直于所述翼弦的方向为竖直方向，所述风叶在竖直方向上的厚度最大处在所述后缘。4.根据权利要求1所述的具...

【专利技术属性】
技术研发人员：王刚，
申请(专利权)人：武汉为微新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：