一种提高风能利用率的垂直轴风力机及其使用方法技术

本发明专利技术涉及风能发电技术领域，具体涉及一种提高风能利用率的垂直轴风力机及其使用方法。包括转轴、叶片、调节结构和连杆，叶片通过连杆和转轴连接，调节结构包括进气槽、排气槽、低压槽和引射管。气流经过叶片前端时部分气流通过进气槽进入叶片内部，经过进气槽加速后，气流在排气槽内形成高速低压气流，从而使叶片后端表面的气流会被吸入低压槽内，并流过引射管后并入排气槽，合流后的气体从叶片后端喷出，一方面降低了叶片前端的风压，减小了叶片的外形阻力，另一方面通过低压槽和引射管的抽吸作用而抑制叶片吸力面边界层分离，从而提升了叶片的升力，实现了既提升叶片升力又减小叶片外形阻力以提高风力机风能利用率。片外形阻力以提高风力机风能利用率。片外形阻力以提高风力机风能利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种提高风能利用率的垂直轴风力机及其使用方法


[0001]本专利技术涉及风能发电
，具体涉及一种提高风能利用率的垂直轴风力机及其使用方法。

技术介绍

[0002]风是地球上的一种自然现象，它是由太阳辐射热引起的，是利用空气流做功而提供给人类的一种可利用的能量，属于可再生能源，从广义上讲，风能也属于太阳能的一种，风能大概占到达地球的太阳能总数的2％。虽然看起来不多，但这依然是一个不可小觑的数字，据科学家估算，全球的风能约为1300亿千瓦，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍，因此风能利用成了人类非常具有前景的研究题目之一。常用的风力机为升力型垂直轴风力机，以有更高的风能利用系数，而提高升力型风力机叶片做功能力常用的方法为通过提升叶片的升力与减小叶片的外形阻力来实现。而现有的垂直轴风力机的叶片，要么采用提升叶片的升力的方法，要么采用减小叶片的外形阻力的方法来提高风力机风能利用率，而无法做到同时既提升叶片升力又减小叶片外形阻力以提高风力机风能利用率。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种提高风能利用率的垂直轴风力机及其使用方法，以解决无法做到同时既提升叶片升力又减小叶片外形阻力以提高风力机风能利用率的问题。
[0004]本专利技术的采用如下技术方案：一种提高风能利用率的垂直轴风力机，包括转轴、多个叶片、调节结构和连杆，转轴沿竖直方向设置，多个叶片沿转轴周向均匀分布，叶片为沿竖直方向延伸的柱状，叶片在水平面内的投影呈两侧凸起的水滴状，且前端的投影边缘为圆弧状，后端的投影边缘为锐角状，叶片靠近转轴的侧面为吸力面，远离转轴的另一侧面为压力面，连杆设有多个，沿转轴周向均匀分布，连杆沿转轴径向延伸，一端与叶片连接，另一端与转轴连接，调节结构设在叶片上，包括进气槽、排气槽、低压槽和引射管，进气槽设在前端，且在叶片竖直对称面上的投影为前大后小的漏斗状的集气曲线，排气槽沿进气槽轴线前后延伸，前端与进气槽的后端连通，后端贯穿叶片至叶片后端，低压槽设在吸力面的侧壁上，且低压槽设在靠近叶片后端处，引射管设在排气槽和低压槽之间，引射管上下延伸且下端向叶片后端倾斜，并将排气槽和低压槽连通，以在气流由进气槽前端进入叶片内部后，经过进气槽加速后，气流在排气槽内形成高速低压气流，从而使叶片后端表面的气流会被吸入低压槽内，并流过引射管后并入排气槽，合流后的气体从叶片后端喷出。
[0005]进一步地，低压槽上设有上盖，上盖上设有引气孔，引气孔轴线与吸力面垂直。
[0006]进一步地，调节结构设有多个，多个调节结构沿竖直方向均布在叶片上。
[0007]进一步地，低压槽设在距离叶片后端边缘预设距离处，预设距离为叶片前端至叶片后端的叶片弦长的30％处，引射管的轴线与水平面的夹角为四十五度。
[0008]进一步地，引射管的半径大小为叶片前端圆弧半径大小的二分之一。
[0009]进一步地，引气孔的直径大小为0.8mm。
[0010]上述的一种提高风能利用率的垂直轴风力机的使用方法，包括如下步骤：
[0011]S1：叶片上设置调节结构以对叶片进行改造。
[0012]S2：风吹到叶片上使其转动，气流从进气槽进入叶片内，在进气槽集气作用下，气流被加速后进入排气槽。
[0013]S3：气流被加速后使排气槽内气压变小，从而使低压槽内的空气被抽入排气槽，从而使低压槽内气压减小，则叶片吸力面的气流通过引射管被抽吸入排气槽内，最后合流后的气流从叶片尾端喷出。
[0014]本专利技术的有益效果是：叶片在风力作用下转动，气流经过叶片前端向叶片后端流动时，部分气流通过进气槽进入叶片内部，气流由进气槽前端进入叶片内部后，经过进气槽加速后，气流在排气槽内形成高速低压气流，从而使叶片后端表面的气流会被吸入低压槽内，并流过引射管后并入排气槽，合流后的气体从叶片后端喷出，一方面降低了叶片前端的风压，减小了叶片的外形阻力，另一方面通过低压槽和引射管的抽吸作用而抑制叶片吸力面边界层分离，从而提升了叶片的升力，实现了同时既提升叶片升力又减小叶片外形阻力以提高风力机风能利用率。
[0015]进一步的，加速后的气流从叶片后端喷出，为叶片提供了反向推动力，提高了风力机风能利用率。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本专利技术的一种提高风能利用率的垂直轴风力机的实施例的结构示意图；
[0018]图2为图1中本实施例的叶片的正视图；
[0019]图3为图2中AA处的剖面图；
[0020]图4为图3中A处的放大图；
[0021]图5为图1中叶片的正视剖面图；
[0022]图中：1、转轴；11、连杆；2、叶片；3、吸力面；4、压力面；5、调节结构；6、进气槽；7、排气槽；8、低压槽；81、上盖；82、引气孔；9、引射管。
具体实施方式
[0023]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]本专利技术的一种提高风能利用率的垂直轴风力机及其使用方法的实施例，如图1至图5所示：一种提高风能利用率的垂直轴风力机，包括转轴1、多个叶片2、调节结构5和连杆11，转轴1沿竖直方向设置，多个叶片2沿转轴1周向均匀分布，叶片2为沿竖直方向延伸的柱状，叶片2在水平面内的投影呈两侧凸起的水滴状，且前端的投影边缘为圆弧状，后端的投
影边缘为锐角状，叶片2靠近转轴1的侧面为吸力面3，远离转轴1的另一侧面为压力面4，连杆11设有多个，沿转轴1周向均匀分布，连杆11沿转轴1径向延伸，一端与叶片2连接，另一端与转轴1连接，调节结构5设有三个，三个调节结构5沿竖直方向均布在叶片2上，调节结构5设在叶片2上，包括进气槽6、排气槽7、低压槽8和引射管9，进气槽6设在前端，且在叶片2竖直对称面上的投影为前大后小的漏斗状的集气曲线。
[0025]排气槽7沿进气槽6轴线前后延伸，前端与进气槽6的后端连通，后端贯穿叶片2至叶片2后端，低压槽8设在吸力面3的侧壁上，且低压槽8设在靠近叶片2后端处预设距离处，预设距离为叶片2前端至叶片2后端的叶片2弦长的30％处，低压槽8上设有上盖81，上盖81上设有引气孔82，引气孔82的直径大小为0.8mm，引气孔82轴线与吸力面3垂直，引射管9设在排气槽7和低压槽8之间，引射管9上下延伸且下端向叶片2后端倾斜，且引射管9的轴线与水平面的夹角为四十五度，且引射管9的半径大小为叶片2前端圆弧半径大小的二分之一，引射管9将排气槽7和低压槽8连通，以在气流由进气槽6前端进入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高风能利用率的垂直轴风力机，其特征在于：包括转轴、多个叶片、调节结构和连杆；转轴沿竖直方向设置；多个叶片沿转轴周向均匀分布；叶片为沿竖直方向延伸的柱状；叶片在水平面内的投影呈两侧凸起的水滴状，且前端的投影边缘为圆弧状，后端的投影边缘为锐角状；叶片靠近转轴的侧面为吸力面，远离转轴的另一侧面为压力面；连杆设有多个，沿转轴周向均匀分布；连杆沿转轴径向延伸，一端与叶片连接，另一端与转轴连接；调节结构设在叶片上，包括进气槽、排气槽、低压槽和引射管；进气槽设在前端，且在叶片竖直对称面上的投影为前大后小的漏斗状的集气曲线；排气槽沿进气槽轴线前后延伸，前端与进气槽的后端连通，后端贯穿叶片至叶片后端；低压槽设在吸力面的侧壁上，且低压槽设在靠近叶片后端处；引射管设在排气槽和低压槽之间，引射管上下延伸且下端向叶片后端倾斜，并将排气槽和低压槽连通，以在气流由进气槽前端进入叶片内部后，经过进气槽加速后，气流在排气槽内形成高速低压气流，从而使叶片后端表面的气流会被吸入低压槽内，并流过引射管后并入排气槽，合流后的气体从叶片后端喷出。2.根据权利要求1所述的一种提高风能利用率的垂直轴风力机，其特征在于：低压槽上设有上盖，上盖上设有引气孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：许安成，任永吉，陶芳燕，
申请(专利权)人：洛阳纳盟新能源原动设备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：