CN201593480U - 一种风力发电机桨叶 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风力发电机桨叶，所述桨叶通过安装杆固定在垂直轴风力发电机的叶轮轮毂上；所述桨叶采用旋转型整流罩结构，其顶角为迎风角，顶角方向与叶轮桨叶的旋转圆弧方向同向。所述桨叶从距旋转中心近端的内侧往外侧呈逐渐加厚的形状。本实用新型提供的风力发电机桨叶，采用旋转型整流罩结构，可以减小风阻，提高风力发电效率。

Description

一种风力发电机桨叶

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风力发电机阻力型桨叶。

背景技术

目前，风力发电机的桨叶设计成翼型、螺旋线型、弯曲板状等形状，桨叶在迎风方向设立，气流作用于叶面。由于叶面具有一定斜度而使气流的作用力分解为正向的压力和侧向的推力，该侧向推力表现为桨叶转动的推动力，带动桨叶旋转。风力发电机的桨叶结构直接关系到发电效率和成本，而现有的风力发电机桨叶的风阻大，风能利用率低，难以提高风力发电机的效率。

实用新型内容

本实用新型实施例提出一种风力发电机桨叶，采用旋转型整流罩结构，可以减小风阻，提高风力发电效率。

本实用新型实施例提供一种风力发电机桨叶，所述桨叶通过安装杆固定在垂直轴风力发电机的叶轮轮毂上；所述桨叶采用旋转型整流罩结构，其顶角为迎风角，顶角方向与叶轮桨叶的旋转圆弧方向同向。

所述桨叶的靠近叶轮旋转中心的一侧为内侧，与内侧相对的远离旋转中心的一侧为外侧，所述桨叶从内侧往外侧呈逐渐加厚的形状。

所述桨叶的与顶角相对的底面为不规则椭圆形，其长轴方向指向旋转中心；并且，在长轴方向上，靠近旋转中心一端的弧线半径小于远离旋转中心一端的弧线半径。

所述桨叶的上曲面的弧度大于下曲面的弧度，下曲面设计为向外凸出、平直或向内凹进的结构。

实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：

本实用新型提供的风力发电机桨叶，该桨叶通过安装杆固定在叶轮的轮毂上，可应用到垂直轴风力发电机中。所述桨叶采用旋转型整流罩结构，顶角为迎风角，并且桨叶从距旋转中心近端的内侧往外侧呈逐渐加厚的形状，具有整流罩的功效，可以减小风阻，提高风力发电效率。

附图说明

图1是本实用新型提供的风力发电机的叶轮的结构示意图；

图2是本实用新型提供的风力发电机桨叶的结构示意图；

图3是本实用新型提供的桨叶沿图1所示的A-A方向的剖面图；

图4是本实用新型提供的桨叶的不规则椭圆形底面的示意图；

图5是本实用新型提供的桨叶的水平截面曲线的示意图；

图6是本实用新型提供的桨叶的水平截面形状随着旋转半径大小变化的示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参见图1，本实用新型提供的风力发电机的叶轮的结构示意图。

本实用新型提供的桨叶为阻力型桨叶，可应用到垂直轴风力发电机中，该风力发电机的叶轮包括：桨叶1、安装杆2和轮毂3。其中，桨叶1与安装杆2的一端相连接，安装杆2的另一端固定在轮毂3上。

如图1所示，O点为叶轮的旋转中心，R为叶轮桨叶的旋转半径，图1虚线所示的圆周为叶轮桨叶的旋转圆弧。桨叶1采用旋转型整流罩结构，其顶角A1为迎风角，顶角A1的方向指向叶轮桨叶的旋转圆弧方向。

参见图2，是本实用新型提供的风力发电机桨叶的结构示意图；

具体的，图1所示的桨叶1上的靠近叶轮旋转中心O的一侧为内侧(即图2所示的L4侧)，与内侧相对的远离旋转中心O的一侧为外侧(即图2所示的L3侧)，桨叶1从内侧往外侧呈逐渐加厚的形状，以使迎风的内侧一边到背风的另一边具有与整流罩相同的功效。

该旋转型整流罩桨叶1的上曲面S1的弧度大于下曲面S2的弧度，下曲面S2可以设计为向外凸出、平直或向内凹进的结构。

桨叶1的与顶角A1相对的底面(即图2中所示的曲线L1、L2所围成的面)为不规则椭圆形，其长轴方向指向旋转中心。并且，在长轴方向上，靠近旋转中心一端的弧线半径小于远离旋转中心一端的弧线半径。

进一步的，如图3所示，是本实用新型提供的桨叶沿图1所示的A-A方向的剖面图。桨叶1沿A-A方向的剖面形状同样具有整流罩的流线形状，以减小风阻，提高发电效率。

参见图4，是本实用新型提供的桨叶的不规则椭圆形底面的示意图。

旋转型整流罩桨叶的底面由圆形变化为不规则椭圆形，其短轴为C，长轴为D，长轴方向指向叶轮桨叶的旋转中心。优选的，短轴C与长轴D之比在1∶1.1到1∶4之间。

并且，在不规则椭圆形底面上，近旋转中心的一端小、远旋转中心的一端大，即如图4所示，在长轴方向上，靠近旋转中心一端的弧线半径r2小于远离旋转中心一端的弧线半径r1(即r1＞r2)，这也进一步反映了桨叶是从内侧往外侧呈逐渐加厚的形状，底面为桨叶安装受风最大面。

旋转型整流罩桨叶1的上曲面S1的弧度大于下曲面S2的弧度，如图4所示，以底面曲线L1、L2为来讲，表现为L1弧度＞L2弧度。

旋转型整流罩桨叶1的下曲面S2可以设计为向外凸出、平直或向内凹进的结构，如图4(a)、(b)、(c)所示，表现为底面曲线L2为向外凸出的曲线、直线或向内凹进的曲线。

参见图5，是本实用新型提供的桨叶的水平截面曲线的示意图。

图5所示的桨叶水平截面，是桨叶的沿顶角到底面长轴的水平截面。其中，L3是距旋转中心远端的水平截面边缘曲线(同图2所示的L3)，L4是距旋转中心近端的水平截面边缘曲线(同图2所示的L4)。其中，L3为向外凸出的曲线，弧度随旋转半径而变；如图5(a)、(b)、(c)所示，曲线L4可以设计为向外凸出的曲线、直线或向内凹进的曲线。

进一步的，如图5所示，D为桨叶的不规则椭圆底面的长轴直径，H为桨叶的顶角到底面的长度，优选的，H与D的长度比在1∶1到1∶3之间，或者H与D的长度比在1∶1到3∶1之间，D的长度在0.1米到5米之间。

需要说明的是，上述实施例仅以图1所示的三桨叶结构的垂直轴风力发电机叶轮为例进行说明，本实用新型的叶轮还可以根据旋转半径R的大小设计为四桨叶、五桨叶、六桨叶等结构，其中，叶轮所采用的桨叶数量随着旋转半径R的增大而增多。

进一步的，本实用新型提供的桨叶，其形状还随着叶轮旋转半径的大小而变化。如图6所示，是本实用新型提供的桨叶的水平截面形状随着旋转半径大小变化的示意图。图6(a)为直线型整流罩桨叶，其旋转半径为R1；图6(b)为旋转型整流罩桨叶，其旋转半径为R2；图6(c)为旋转型整流罩桨叶，其旋转半径为R3；其中，R1＞R2＞R3。

本实用新型提供的风力发电机桨叶，该桨叶通过安装杆固定在叶轮的轮毂上，可应用到垂直轴风力发电机中。所述桨叶采用旋转型整流罩结构，顶角为迎风角，并且桨叶从距旋转中心近端的内侧往外侧呈逐渐加厚的形状，具有整流罩的功效，可以减小风阻，提高风力发电效率。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种风力发电机桨叶，其特征在于，所述桨叶通过安装杆固定在垂直轴风力发电机的叶轮轮毂上；所述桨叶采用旋转型整流罩结构，其顶角为迎风角，顶角方向与叶轮桨叶的旋转圆弧方向同向。

2.如权利要求1所述的风力发电机桨叶，其特征在于，所述桨叶的靠近叶轮旋转中心的一侧为内侧，与内侧相对的远离旋转中心的一侧为外侧，所述桨叶从内侧往外侧呈逐渐加厚的形状。

3.如权利要求2所述的风力发电机桨叶，其特征在于，所述桨叶的与顶角相对的底面为不规则椭圆形，其长轴方向指向旋转中心；并且，在长轴方向上，靠近旋转中心一端的弧线半径小于远离旋转中心一端的弧线半径。

4.如权利要求3所述的风力发电机桨叶，其特征在于，所述桨叶的上曲面的弧度大于下曲面的弧度。

5.如权利要求4所述的风力发电机桨叶，其特征在于，所述桨叶的下曲面设计为向外凸出、平直或向内凹进的结构。

6.如权利要求5所述的风力发电机桨叶，其特征在于，在桨叶的沿顶角到底面长轴的水平截面上，距旋转中心远端的截面边缘曲线为向外凸出的曲线。

7.如权利要求6所述的风力发电机桨叶，其特征在于，在桨叶的沿顶角到底面长轴的水平截面上，距旋转中心近端的截面边缘曲线为向外凸出的曲线、直线或向内凹进的曲线。

8.如权利要求7所述的风力发电机桨叶，其特征在于，所述桨叶的顶角到底面的长度，与所述底面的长轴直径的长度比在1∶1到1∶3之间，或者所述长度比在1∶1到3∶1之间。

9.如权利要求8所述的风力发电机桨叶，其特征在于，所述底面长轴直径的长度在0.1米到5米之间。

10.如权利要求9所述的风力发电机桨叶，其特征在于，所述桨叶的不规则椭圆形底面的短轴与长轴之比在1∶1.1到1∶4之间。

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