CN109973295A - 一种适用于垂直轴风轮机的柔性摆动式导流罩 - Google Patents

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Abstract

一种适用于垂直轴风轮机的柔性摆动式导流罩，包括上支架、下支架、柔性叶片及叶片固定架；叶片固定架竖直安装在上下支架间，柔性叶片安装在叶片固定架上，柔性叶片数量为4～16个，若干柔性叶片在圆周方向上均布设置；柔性叶片展开成平面后的形状为等腰梯形，当柔性叶片安装到叶片固定架后，呈等腰梯形的柔性叶片的四个角点位于同一个竖直平面内；呈等腰梯形的柔性叶片的长底边为自由端，呈等腰梯形的柔性叶片的短底边为固定端；呈等腰梯形的柔性叶片四个角点所在竖直平面的安装角范围为±30°；呈等腰梯形的柔性叶片的短底边、长底边、长短底边公垂线高度的比例关系为：短底边:长底边:长短底边公垂线高度＝1:(1.01～1.1):(0.2～0.45)。

Description

一种适用于垂直轴风轮机的柔性摆动式导流罩
技术领域
本发明属于风力发电技术领域，特别是涉及一种适用于垂直轴风轮机的柔性摆动式导流罩。
背景技术
风能作为一种清洁能源，其占传统能源的比重越来越大，而垂直轴风轮机便是一种使用范围比较广泛的风能发电设备。
目前，由于传统的垂直轴风轮机存在占截风面积一半的阻力面，导致传统的垂直轴风轮机的风能利用系数不高，为了改善传统的垂直轴风轮机面临的这一问题，技术人员通常会在风轮机外部增加一个导流罩，通过导流罩将原本流到阻力面的风导向产生动力的一侧，从而起到一定的聚风作用，用以增加风轮机的效率。
现有的导流罩大致分为两种类型，第一种是可以随风向进行摆动的导流罩，另一种是固定式的笼型导流罩，而现有的两种类型的导流罩均存在一定的不足之处。
对于第一种导流罩来说，其需要一定的响应时间，而且需要额外配置导流罩调向机构，并且难以实现大型化。
对于第二种导流罩来说，其整体质量较重，且导流罩中心的风力机的背风无功侧仍然会产生阻力，因此导流效果并非十分理想。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种适用于垂直轴风轮机的柔性摆动式导流罩，具有质量轻、能够适应全风向、无需额外配置导流罩调向机构的特点。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种适用于垂直轴风轮机的柔性摆动式导流罩，包括上支架、下支架、柔性叶片及叶片固定架；所述叶片固定架竖直安装在上支架与下支架之间，所述柔性叶片安装在叶片固定架上，柔性叶片数量若干，若干柔性叶片在圆周方向上均布设置；所述柔性叶片展开成平面后的形状为等腰梯形，当柔性叶片安装到叶片固定架后，呈等腰梯形的柔性叶片的四个角点位于同一个竖直平面内；呈等腰梯形的柔性叶片的长底边为自由端，呈等腰梯形的柔性叶片的短底边为固定端。
所述柔性叶片的数量为4～16个。
呈等腰梯形的所述柔性叶片的四个角点所在竖直平面的安装角范围为±30°。
呈等腰梯形的所述柔性叶片的短底边、长底边、长短底边公垂线高度的比例关系为：短底边:长底边:长短底边公垂线高度＝1:(1.01～1.1):(0.2～0.45)。
本发明的有益效果：
本发明的适用于垂直轴风轮机的柔性摆动式导流罩，具有质量轻、能够适应全风向、无需额外配置导流罩调向机构的特点。
附图说明
图1为本发明的一种适用于垂直轴风轮机的柔性摆动式导流罩的结构示意图；
图2为本发明的适用于垂直轴风轮机的柔性摆动式导流罩的工作状态图；
图中，1—上支架，2—下支架，3—柔性叶片，4—叶片固定架，5—风轮机。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
如图1所示，一种适用于垂直轴风轮机的柔性摆动式导流罩，包括上支架1、下支架2、柔性叶片3及叶片固定架4；所述叶片固定架4竖直安装在上支架1与下支架2之间，所述柔性叶片3安装在叶片固定架4上，柔性叶片3数量若干，若干柔性叶片3在圆周方向上均布设置；所述柔性叶片3展开成平面后的形状为等腰梯形，当柔性叶片3安装到叶片固定架4后，呈等腰梯形的柔性叶片3的四个角点位于同一个竖直平面内；呈等腰梯形的柔性叶片3的长底边为自由端，呈等腰梯形的柔性叶片3的短底边为固定端。
所述柔性叶片3的数量为9个。
呈等腰梯形的所述柔性叶片3的四个角点所在竖直平面的安装角范围为30°。
呈等腰梯形的所述柔性叶片3的短底边、长底边、长短底边公垂线高度的比例关系为：短底边:长底边:长短底边公垂线高度＝1:1.05:0.25。
当传统的垂直轴风轮机采用了本发明的柔性摆动式导流罩后，且柔性叶片3与风轮机叶片的旋向保持相反状态进行安装，如图2所示，当风作用在导流罩上之后，会首先使迎风侧的柔性叶片3的自由端摆向圆心侧，此时可将一部分要通过风轮机阻力面的风导向动力面，此时柔性叶片3的迎风侧进风口面积大于背风侧出风口面积，进而可以产生喷管效应，使风速得到进一步加强，从而风轮机5的效率也得到进一步增加。
同时，在背风侧的柔性叶片3的自由端会摆向圆周侧，此时柔性叶片3与风轮机叶片之间形成较大的夹角和较小的出风口，并且气流与柔性叶片3的反作用力会再次作用到风轮机5上，从而进一步加强了风轮机5的正向扭矩，进而提高了风轮机5的效率。
实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。

Claims (4)

1.一种适用于垂直轴风轮机的柔性摆动式导流罩，其特征在于：包括上支架、下支架、柔性叶片及叶片固定架；所述叶片固定架竖直安装在上支架与下支架之间，所述柔性叶片安装在叶片固定架上，柔性叶片数量若干，若干柔性叶片在圆周方向上均布设置；所述柔性叶片展开成平面后的形状为等腰梯形，当柔性叶片安装到叶片固定架后，呈等腰梯形的柔性叶片的四个角点位于同一个竖直平面内；呈等腰梯形的柔性叶片的长底边为自由端，呈等腰梯形的柔性叶片的短底边为固定端。
2.根据权利要求1所述的一种适用于垂直轴风轮机的柔性摆动式导流罩，其特征在于：所述柔性叶片的数量为4～16个。
3.根据权利要求1所述的一种适用于垂直轴风轮机的柔性摆动式导流罩，其特征在于：呈等腰梯形的所述柔性叶片的四个角点所在竖直平面的安装角范围为±30°。
4.根据权利要求1所述的一种适用于垂直轴风轮机的柔性摆动式导流罩，其特征在于：呈等腰梯形的所述柔性叶片的短底边、长底边、长短底边公垂线高度的比例关系为：短底边:长底边:长短底边公垂线高度＝1:(1.01～1.1):(0.2～0.45)。
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