CN201963476U - 一种垂直轴风力发电机风轮 - Google Patents

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Abstract

一种垂直轴风力发电机风轮，属于一种风力发电机的风轮，具体是一种直垂的形式风轮。包括叶片（1）和风轮轴（2），叶片（1）与风轮轴（2）结合，叶片（1）围绕风轮轴（2）呈螺旋状，叶片（1）为两片或多片，均匀排布。单件叶片的螺旋角度为90o-180o。叶片（1）和风轮轴（2）均采用高性能纤维复合材料成型。小型风轮（功率<3kw）叶片（1）和风轮轴（2）采用整体成型工艺，对于大型风轮功率>3kw，则采用可拆装的成型工艺。叶片（1）的背风面均为流线型光滑表面，叶片（1）的大部分迎风面采用了蜂窝状结构物（3）加强，其作用有三：一、提高了叶片的刚性；二、减轻了叶片的重量；三、增加了叶片的迎风阻力效果。本实用新型还具有结构合理简单，风叶自身重量轻，生产工艺易掌握，可实现微风启动等特点。

Description

一种垂直轴风力发电机风轮
技术领域
本实用新型属于一种风力发电机的风轮，具体是一种直垂的形式风轮。
背景技术
垂直轴风力发电机已面世多年，其具有风能利用率高，启动风速低，噪音低的特点。垂直轴风力发电机风轮一般分两类：S型风轮和H型风轮。S型风轮低风速启动性能好，但风能效率低；H型风轮风能效率高，但低风速时又不易启动。
检索国内近期已公开的相关专利文献，如CN201574886U和CN101846043A提出的混合型垂直轴风力发电机中，都采用S型风轮和H型风轮混合设计的优势互补方式，但其结构仍然比较复杂。
发明内容
本实用新型的目的是设计一种结构合理简单，风叶自身重量轻，生产工艺易掌握，可实现微风启动的垂直轴风力发电机风轮。
该风轮组合了S型风轮和H型风轮各自的优点，既提高了发电机的能量转换效率，同时具备了低风速启动的性能。
一种垂直轴风力发电机风轮，包括叶片和风轮轴，叶片与风轮轴结合，叶片围绕风轮轴呈螺旋状，叶片为两片或多片，均匀排布。
单件叶片的螺旋角度为90o -180o，叶片和风轮轴均采用高性能纤维复合材料成型。小型风轮，功率<3kw，叶片和风轮轴采用整体结构，对于大型风轮，功率>3kw，则采用可拆装的结构。
叶片的背风面均为流线型光滑表面，叶片的大部分迎风面采用了蜂窝状结构，其作用有三：一、提高了叶片的刚性；二、减轻了叶片的重量；三、增加了叶片的迎风阻力效果。
对于大功率风轮，叶片迎风面的外缘与风轮轴之间装有多组水平拉杆和斜拉杆，以防止风轮在高速转动时可能产生的叶片变形。
每片叶片的下端设计成半S型迎风腔，该半S型迎风腔增加了风轮的迎风面积，使风轮在低风速时易于启动。而叶片迎风面的螺旋状设计则使风轮启动后整个风轮产生翼型升力来做功。每片叶片的内弧线设计将拱高最大处定在离风轮轴中线距离约2/3处，使得叶片做功时的力矩会增加。
该风轮的使用性能理想而且造价较低，生产工艺并不复杂，容易实现批量生产。
附图说明
图1是本实用新型的主视图；
图2是图1的俯视图；
图3是图1的局部放大图。
具体实施方式
现结合附图，描述本实用新型的具体结构，如图1和2所示，叶片1采用了双曲面螺旋型设计，风轮叶片的数量为两片。单件叶片的螺旋角度为180o。叶片1和风轮轴2均采用高性能纤维复合材料成型。叶片1的背风面B均为流线型光滑表面，叶片1的大部分迎风面A采用了蜂窝状结构物加强，对于大功率风轮，叶片迎风面的外缘4与风轮轴2之间装有多组水平拉杆5和斜拉杆6，以防止风轮在高速转动时可能产生的叶片变形。每片叶片的下端设计成半S型迎风腔7。
每片叶片的内弧线设计将拱高最大处定在离风轮轴2中线距离约2/3处，使得叶片做功时的力矩会增加。风轮叶片设有加强筋8。

Claims (6)

1.一种垂直轴风力发电机风轮，包括叶片（1）和风轮轴（2），其特征是叶片（1）与风轮轴（2）结合，叶片（1）围绕风轮轴（2）呈螺旋状，叶片（1）为两片或多片，均匀排布。
2.在根据权利要求1所述的垂直轴风力发电机风轮，其特征是单件叶片（1）的螺旋角度为90o -180o，小型风轮，功率<3kw，叶片（1）和风轮轴（2）采用整体结构，大型风轮，功率>3kw，则采用可拆装的结构。
3.根据权利要求1所述的垂直轴风力发电机风轮，其特征是叶片的背风面（B）均为流线型光滑表面，叶片的大部分迎风面（A）采用了蜂窝状结构。
4.根据权利要求1或2所述的垂直轴风力发电机风轮，其特征是对于大功率风轮，叶片迎风面的外缘与风轮轴之间装有多组水平拉杆（5）和斜拉杆（6）。
5.根据权利要求1或2所述的垂直轴风力发电机风轮，其特征是每片叶片的下端设计成半S型迎风腔（7）。
6.根据权利要求1或2所述的垂直轴风力发电机风轮，其特征是，每片叶片的内弧线设计将拱高最大处定在离风轮轴中线距离约2/3处。
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