CN100392240C - 利用低速风能产生动力的风机翼片 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种风机翼片，特别是垂直风机的翼片。一种利用低速风能产生动力的风机翼片，包括有翼体(y)，其主要特点是还包括有在翼体(y)的横截面，其翼头(a)外轮廓曲线的形状为流线型，其翼背(b)为凸起的流线型曲线；其翼尾(d)也为流线型；翼背(b)与翼尾(d)由凸起的流线型曲线与凹进的流线型曲线平滑相连，使其翼尾翘起；翼腹(c)与翼尾(d)为平滑连接到翼尾(d)的向下的凸起流线型曲线，翼腹(c)平滑连接到翼头(a)，形成闭合的流线型曲线。本发明设计的风机翼型，由于翼尾翘起所以减小了逆向风阻力、凹进翼体的翼腹和凸起的翼背增大了顺向风升力，提高了风能特别是较低风速时风能的利用效率。在风速达到3米/秒能够运行发电。

Description

利用低速风能产生动力的风机翼片
技术领域：
本发明涉及一种风机翼片，特别是垂直风机的翼片。
背景技术：
风机翼片翼型的设计是在流体力学的基础上建立物理计算模型，由于流体力学公式非常复杂而无解析解，必须借助计算机才能完成。目前，设计风机翼型的计算模型一般采用设计飞机翼型的计算模型，由于风机翼片相对风的运动是旋转运动，而飞机机翼在飞行时相对风的运动是直线运动，故飞机机翼的计算模型不能设计出完全符合实际要求的风机翼型，特别是在垂直风机的情况时，风机翼片在旋转过程中必须经历逆向风流，因此设计出的风机翼型与符合实际要求的风机翼片有不小差距，它不能有效利用风能。所以现有技术的风机，一般风速达到8米/秒才能正常运行发电，而我国大量的风力资源为5米/秒，不能有效的进行利用。此外，针对风机运行建立物理计算模型，设计风机翼型，由于风机与风流的相互作用比飞机与气流的相互作用还要复杂，故采用一个计算模型导致计算量极大地增加，甚至无法运算。为了能运算设计翼型而不得不过分简化模型和降低近似度。这样设计出的风机冀型与符合实际要求的风机翼片存在不小差异，仍然不能有效利用风能，特别是不能解决风速较低时的风能利用问题。
发明内容：
本发明的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种利用低速风能产生动力的风机翼片，从而能利用较低风速时的风能。。
本发明的目的可以通过采用以下技术方案来实现：一种利用低速风能产生动力的风机翼片，包括有翼体(y)，其主要特点是还包括有在翼体的横截面，其翼头(a)外轮廓曲线的形状为流线型，其翼背(b)为凸起的流线型曲线；其翼尾(d)也为流线型；翼背(b)与翼尾(d)由凸起的流线型曲线与凹进的流线型曲线平滑相连，使其翼尾翘起；翼腹(c)与翼尾(d)为平滑连接到翼尾(d)的向下的凸起流线型曲线，翼腹(c)平滑连接到翼头(a)，形成闭合的流线型曲线。
所述的利用低速风能产生动力的风机翼片还包括有所述的翼腹(c)凹进，翼腹(c)与翼尾(d)为由凹进的腹部光滑连接到翼尾(d)的向下的凸起流线型曲线，形成闭合的流线型曲线。
所述的利用低速风能产生动力的风机翼片，特点是其翼背(b)的最高点到翼头(a)与翼尾(d)两端之间最大距离连线的直线距离，该距离与翼头(a)和翼尾(d)两端之间最大距离的尺寸比为0.11-0.42。
本发明的风机翼片所述的翼体(y)为柱形。所述的翼体(y)为C形。所述的翼体(y)还包括有与支架的连接件。
利用低速风能产生动力的风机翼片的材料为轻质金属或合金、或为轻质复合材料、或为高分子发泡材料。
风机翼片的材料为轻质金属或合金、轻质复合材料、高分子发泡材料。
本发明的有益效果是，结构简单，设计合理，重量轻，成本低，提高效率。有足够的强度，不易扭曲、变形，造型美观、节约材料。
风机翼片是风机的风能接收器，属功能器件，它的性能和功效是通过风翼的外廓形状来实现的，这是流体力学的特性通过其功能器件体现的必然形式。本发明的风机翼片的设计将风机翼片分成若干段，分析风流经过风机翼片时在风机翼片两边产生压差的风流型态，针对其特点建立每段的物理计算模型，特别是针对了垂直风机的逆向风流问题，通过运算设计出每段的翼型，然后合成出完整的风翼计算压差。通过调整设制的参数使翼型变化，经多次运算，直到合成后的完整翼型能产生最大压差的翼型为止。为此用这种方法设计的风机翼型更符合实际要求的风翼，能提高风能利用效率。
本发明设计的风机翼型，由于翼尾翘起所以减小了逆向风阻力、凹进翼体的翼腹和凸起的翼背增大了顺向风升力，提高了风能特别是较低风速时风能的利用效率。在风速达到3米/秒能够运行发电。
附图说明：
以下结合附图所示之最佳实施例作进一步详述：
图1为发明实施例1的翼体结构示意图。
图2为发明实施例1翼体横截面的结构示意图。
图3为发明实施例2的翼体结构示意图。
具体实施方式：
实施例1：见图1、图2，利用低速风能产生动力的风机翼片，有翼体y，在翼体y的横截面，为了叙述方便，将翼体的外轮廓分为10点，其中1、5、6、9四个点是流线型凸曲线与流线型凹曲线连接的接合点，点1、2、3、4、5依次之间由流线型凸曲线光滑连接形成翼头a和翼背b，其翼头a外轮廓曲线的形状为流线型，其翼背b为凸起的流线型曲线；点6、7、8、9依次之间由流线型凸曲线光滑连接形成翼尾d，其翼尾d也为流线型；点4、5、6之间翼背b与翼尾d由凸起的流线型曲线与凹进的流线型曲线平滑相连，使其翼尾翘起；点9、10、1依次之间由流线型凹曲线光滑连接形成翼腹，翼腹c凹进，翼腹c与翼尾d为由凹进的腹部光滑连接到翼尾d的向下的凸曲线，翼腹c平滑连接到翼头a，形成闭合曲线。近似形成除去尾巴的鲸鱼体型轮廓。翼背b的最高点到翼头a与翼尾d两端之间最大距离连线的直线距离与翼头a与翼尾d两端之间最大距离与翼头a与翼尾d两端之间最大距离的尺寸比为0.3。翼体y为柱形。这样由点1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、1依次之间按上述的凸曲线和凹曲线位置光滑连接形成的闭合曲线形状。风机翼片的材料为轻质金属或合金、轻质复合材料、高分子发泡材料。在采用本实施例里描述的翼片制作的风机在风速达到3米/秒时即可发电。
实施例2：利用低速风能产生动力的风机翼片，有翼体y，翼体y为C形。其余结构同实施例1。

Claims (6)

1.一种利用低速风能产生动力的风机翼片，包括有翼体(y)，其特征是还包括有在翼体的横截面，其翼头(a)外轮廓曲线的形状为流线型，翼头(a)与翼背(b)凸起的流线型曲线光滑连接；其翼尾(d)也为流线型；翼背(b)与翼尾(d)由凸起的流线型曲线与凹进的流线型曲线平滑相连，使其翼尾翘起；翼腹(c)凹进，翼腹(c)与翼尾(d)为由凹进的腹部光滑连接到翼尾(d)的向下的凸起流线型曲线，翼腹(c)平滑连接到翼头(a)，形成闭合的流线型曲线。
2.如权利要求1所述的利用低速风能产生动力的风机翼片，其特征是所述的翼背(b)的最高点到翼头(a)与翼尾(d)两端之间最大距离连线的直线距离，该距离与翼头(a)和翼尾(d)两端之间最大距离的尺寸比为0.11-0.42。
3.如权利要求1所述的利用低速风能产生动力的风机翼片，其特征是所述的翼体(y)为柱形。
4.如权利要求1所述的利用低速风能产生动力的风机翼片，其特征是所述的翼体(y)为C形。
5.如权利要求1所述的利用低速风能产生动力的风机翼片，其特征是所述的翼体(y)还包括有与支架的连接件。
6.如权利要求1所述的利用低速风能产生动力的风机翼片，其特征是风机翼片的材料为轻质金属或合金、轻质复合材料、高分子发泡材料。
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