CN107575343A - 由垂直轴风力发电机瓦形风叶组成的正弓形风叶阵列 - Google Patents

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张青
杜义忠
王盛誉
苏铮
伍康旺
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    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

Abstract

本发明提供了一种由垂直轴风力发电机瓦形风叶组成的正弓形风叶阵列。包括：竖直叠加排列的若干片垂直轴风力发电机瓦形风叶，各个瓦形风叶以凹面为基准自内而外扭转3‑60度角，叠加时瓦形风叶之间间隔一定距离，并向瓦形风叶的凹面方向形成弓形弧度，构成由瓦形风叶组成的正弓形风叶阵列。本发明提供的正弓形风叶阵列能使得阵列中瓦形风叶的凸面侧和凹面侧形成不同等受风，使得瓦形风叶的凹面侧所受风能得到有效增强,而凸面受风因气流沿风叶间隙透出而大幅度减弱。由于各个瓦形风叶安装时以风叶凹面为基准，自内向外方向扭转3—60度角，由于该扭转使气流沿风叶缝隙透出时可在风叶凸面一侧形成方向指向凹面的升力，从而提高了垂直轴风轮的气动性能。

Description

由垂直轴风力发电机瓦形风叶组成的正弓形风叶阵列
技术领域
本发明涉及垂直轴风机技术领域，尤其涉及一种由垂直轴风力发电机瓦形风叶组成的正弓形风叶阵列。
背景技术
垂直轴风机受风时不受风向限制，风轮风叶可排布较高实度。但是已有的垂直轴风机存在着垂直轴风轮左右两侧的凸凹两类风叶同等受风，以致凹面受风侧受力被凸面侧抵消四分之三以上，致使垂直轴风机的气动性能在最好的情况下也只及水平轴风机的50％的问题。
由于上述问题的存在，垂直轴风机无法成为主流风机。因此，迫切需要一种解决上述垂直轴风机的问题的方法。
发明内容
本发明的实施例提供了一种由垂直轴风力发电机瓦形风叶组成的正弓形风叶阵列，已实现提高垂直轴风机的气动性能。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。
一种由垂直轴风力发电机瓦形风叶组成的正弓形风叶阵列，包括：
竖直叠加排列的若干片垂直轴风力发电机瓦形风叶，各个瓦形风叶以凹面为基准自内而外扭转3-60度角，叠加时瓦形风叶之间间隔一定距离，并向瓦形风叶的凹面方向形成弓形弧度，构成由瓦形风叶组成的正弓形风叶阵列。
进一步地，所述若干片垂直轴瓦形风叶根据不同受风条件以相同或不同角度安装。
进一步地，相邻的两片瓦形风叶之间的竖直叠加间距为瓦形风叶宽度的1％-200％。
进一步地，所述瓦形风叶的叶形为一致或者不一致。
进一步地，所述风叶阵列的瓦形风叶的数量为2-120片。
进一步地，所述弧形风叶阵列中的各个瓦形风叶的凸面最高点可以在一条连线上或者不在一条连线上。
由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供由若干片垂直轴风力发电机瓦形风叶竖直叠加排列构成正弓形风叶阵列，可以使得阵列中瓦形风叶的凸面侧和凹面侧形成不同等受风，瓦形风叶的凸面侧的受风可由风叶间隙中透出，从而减弱对风叶凹面侧受力的抵消作用，使得瓦形风叶的凹面侧所受风能得到有效增强。另外，由于各个瓦形风叶安装时以风叶凹面为基准，自风轮内向风轮外方向扭转3—60度角，由于该扭转使气流沿风叶缝隙透出时可在风叶凸面一侧形成方向指向凹面的升力，而在风叶凹面一侧的背面形成负压或者说拉力，从而提高了垂直轴风轮的气动性能。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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。
图1为本发明实施例提供的一种交错排列的正弓形风叶阵列示意图；
图2为本发明实施例提供的一种间隙排列的正弓形风叶阵列示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。
本发明实施例使若干片垂直轴风力发电机瓦形风叶根据不同受风条件，以相同或不同安装角度竖直叠加排列，各个瓦形风叶以凹面为基准自内而外扭转3-60度角，叠加时瓦形风叶之间间隔一定距离，并向瓦形风叶的凹面方向形成弓形弧度，以使由该阵列组成的风轮在气流驱动下更多地沿着风叶凹面一侧所指的方向旋转，构成由瓦形风叶组成的正弓形风叶阵列。
图1为本发明实施例提供的一种交错排列的正弓形风叶阵列示意图，图2为间隙排列的正弓形风叶阵列示意图。
所述瓦形风叶的叶形可以一致，也可以不一致。所述瓦形风叶的数量为2-120片。相邻的两片瓦形风叶之间的垂直叠加间距为瓦形风叶宽度的1％-200％，即相邻的两片瓦形风叶之间分离交错叠加。
本领域技术人员应能理解上述垂直叠加间距的数值仅为举例，其他现有的或今后可能出现的垂直叠加间距的数值如可适用于本发明实施例，也应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
所述正弓形风叶阵列在竖直排列中，各个瓦形风叶的凸面最高点既可在一条连线上，也可不在一条连线上。
在瓦形风叶的凸面受风一侧，气流会从瓦形风叶阵列中各风叶间的间隙中直接透出，从而直接卸掉80％以上的受力，从而减弱对风叶凹面侧受力的抵消作用，使得瓦形风叶的凹面侧所受风能得到有效增强。另外，由于风叶安装时以风叶凹面为基准，自风轮内向风轮外方向扭转3—60度角，由于该扭转使气流沿风叶缝隙透出时可在风叶凸面一侧形成方向指向凹面的升力，而在风叶凹面一侧的背面形成负压或者说拉力，从而提高了垂直轴风轮的气动性能。与已有的垂直轴风轮相比，由本发明的垂直轴风力发电机瓦形风叶阵列组成的垂直轴风轮的气动性能可提高4-6倍以上。
综上所述，本发明实施例提供由若干片垂直轴瓦形风叶竖直叠加排列构成正弓形风叶阵列，可以使得阵列中瓦形风叶的凸面侧和凹面侧形成不同等受风，瓦形风叶的凸面侧的受风可由风叶间隙中透出，从而减弱对风叶凹面侧受力的抵消作用，使得瓦形风叶的凹面侧所受风能得到有效增强。另外，由于各个瓦形风叶安装时以风叶凹面为基准，自风轮内向风轮外方向扭转3—60度角，由于该扭转使气流沿风叶缝隙透出时可在风叶凸面一侧形成方向指向凹面的升力，而在风叶凹面一侧的背面形成负压或者说拉力，从而提高了垂直轴风轮的气动性能。
本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的部件可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的部件可以合并为一个部件，也可以进一步拆分成多个子部件。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种由垂直轴风力发电机瓦形风叶组成的正弓形风叶阵列，其特征在于，包括：
竖直叠加排列的若干片垂直轴风力发电机瓦形风叶，各个瓦形风叶以凹面为基准自内而外扭转3-60度角，叠加时瓦形风叶之间间隔一定距离，并向瓦形风叶的凹面方向形成弓形弧度，构成由瓦形风叶组成的正弓形风叶阵列。
2.根据权利要求1所述的垂直轴风力发电机瓦形风叶组成的正弓形风叶阵列，其特征在于，所述若干片垂直轴瓦形风叶根据不同受风条件以相同或不同角度安装。
3.根据权利要求2所述的由垂直轴风力发电机瓦形风叶组成的正弓形风叶阵列，其特征在于，相邻的两片瓦形风叶之间的竖直叠加间距为瓦形风叶宽度的1％-200％。
4.根据权利要求3所述的由垂直轴瓦形风叶组成的正弓形风叶阵列，其特征在于，所述瓦形风叶的叶形为一致或者不一致。
5.根据权利要求4所述的由垂直轴瓦形风叶组成的正弓形风叶阵列，其特征在于，所述风叶阵列的瓦形风叶的数量为2-120片。
6.根据权利要求5所述的由垂直轴风力发电机瓦形风叶组成的正弓形风叶阵列，其特征在于，所述弧形风叶阵列中的各个瓦形风叶的凸面最高点可以在一条连线上或者不在一条连线上。
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