CN202417817U - 垂直轴风叶 - Google Patents

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杨辉
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Abstract

本实用新型涉及垂直轴风叶，其特征在于：包括分别由板材弯制而成的上风叶和下风叶，所述上风叶的截面形状为相连的一大圆弧和一小圆弧且两圆弧的圆心位于弧线的同侧，大、小圆弧相连形成弯钩状；所述下风叶的截面形状为封闭的卵壳；所述下风叶位于弯钩内且固定于大圆弧上，下风叶与大圆弧之间有空气流通的间隙。本实用新型垂直轴风叶，由上风叶、下风叶和垫块用拉铆钉固定，这样在上、下风叶之间形成间隙，当风吹过该间隙时，在下风叶的叶面形成一个新的受风面，使其在同等的弦长的风叶上增加了扫风面从而加大了风的利用率。

Description

垂直轴风叶
技术领域
本实用新型涉及风力发电设备领域，特别是涉及一种垂直轴风叶。
背景技术
风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染。风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。每一部分都很重要，各部分功能为：叶片用来接受风力并通过机头转为电能；尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能；转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能；机头的转子是永磁体，定子绕组切割磁力线产生电能。叶片是用来捕捉风能的，因此风力发电机的效率跟叶片的设计有直接的关系。作为最常规的垂直轴风力发电机，现有的叶片技术均集中在叶片的材质上或叶片的连接角上，以最大限度的利用风能，还没有人将其设计的重点转移到风叶的结构上来，现有的风叶结构设计均为简单的单风叶式，风能利用率并不是很高。
发明内容
针对上述领域的不足，本实用新型对风叶的形状及结构进行了全新的设计，形成组合式垂直轴风叶，可用于垂直轴风力发电机组，风能利用率显著提高。
垂直轴风叶，其特征在于：包括分别由板材弯制而成的上风叶和下风叶，所述上风叶的截面形状为相连的一大圆弧和一小圆弧且两圆弧的圆心位于弧线的同侧，大、小圆弧相连形成弯钩状；所述下风叶的截面形状为封闭的卵壳；所述下风叶位于弯钩内且固定于大圆弧上，下风叶与大圆弧之间有空气流通的间隙。
所述上、下风叶之间有一个或多个垫块，通过拉铆钉将上、下风叶固定在一起。
所述垫块有多个，且间隔式排成一线。
所述拉铆钉穿过上风叶及下风叶，且在下风叶的卵壳内固定。
所述下风叶的拉铆钉固定位置处设有加强筋，所述加强筋位于卵壳内侧。
本实用新型的垂直轴风叶是由上、下风叶组合而成的，弯钩状的上风叶受风后，风沿大圆弧的内表面吹过间隙，再吹扫到下风叶的后半侧上，增加了受风面积，提高了风的利用率。
本发明是通过拉铆钉将上、下风叶固定在一起的，中间加有垫块，垫块的厚度决定间隙的大小，垫块的个数决定于上、下风叶的长度，如采用一个垫块，可以将垫块设计的比上、下风叶稍短，在垫块两端可以形成空气流通的间隙；如采用多个垫块，垫块之间可以间隔一定的距离，同样可以形成空气流通的间隙。
由于拉铆钉是固定在下风叶的卵壳内的，卵壳壁受力较大，因此在固定位置处设置有加强筋。
本实用新型垂直轴风叶，由上风叶、下风叶和垫块用拉铆钉固定，这样在上、下风叶之间形成间隙，当风吹过该间隙时，在下风叶的叶面形成一个新的受风面，使其在同等的弦长的风叶上增加了扫风面从而加大了风的利用率。
附图说明
图1本实用新型主视图，
图2图1中B向视图，
图3图2中C-C剖视图，
图4上风叶剖视图，
图5下风叶剖视图，
图6垫块主视图，
图7垫块俯视图，
图8本实用新型组装成的风叶轮立体视图，
图9本实用新型组装成的风叶轮俯视图，
图10对照风叶组装成的风叶轮立体视图，
图11对照风叶组装成的风叶轮俯视图，
图中各标号列示如下：
1-上风叶，2-下风叶，3-垫块，4-大圆弧，5-小圆弧，6-拉铆钉，7-间隙，8-加强筋，9-垂直轴风叶，10-对照风叶，
L-上、下风叶长度，H-间隙宽度，A-弧长。
具体实施方式
垂直轴风叶，其特征在于：包括分别由板材弯制而成的上风叶1和下风叶2，所述上风叶1的截面形状为相连的一大圆弧4和一小圆弧5且两圆弧的圆心位于弧线的同侧，大、小圆弧4、5相连形成弯钩状；所述下风叶2的截面形状为封闭的卵壳；所述下风叶2位于弯钩内且固定于大圆弧4上，所述上、下风叶1、2之间有一个或多个垫块3，通过拉铆钉6将上、下风叶1、2固定在一起，且下风叶2与大圆弧4之间有空气流通的间隙7。
垫块3的厚度决定间隙宽度H，垫块3的个数决定于上、下风叶长度L，如采用一个垫块3，可以将垫块3设计的比上、下风叶1、2稍短，在垫块3两端可以形成空气流通的间隙7；如采用多个垫块3，垫块3之间可以间隔一定的距离，同样可以形成空气流通的间隙7。
由于拉铆钉6是固定在下风叶2的卵壳内的，卵壳壁受力较大，因此在固定位置处设置有加强筋8。
本实用新型垂直轴风叶，由上风叶、下风叶1、2和垫块3用拉铆钉6固定，这样在上、下风叶1、2之间形成间隙7，当风吹过该间隙7时，在下风叶2的叶面形成一个新的受风面，使其在同等的弦长的风叶上增加了扫风面从而加大了风的利用率。
性能测试：
采用相同的100W电机带本实用新型风叶(风叶轮的组装见图8和图9，采用本实用新型垂直轴风叶9，与市售的常规风叶(风叶轮的组装见图10和图11，采用对照风叶10)，实在测试参数对比如下表：
  实验风叶 风叶弦长 风叶长度   风叶直径   风叶材质   风叶重量   启动风速   风叶数量   额定功率
  本实用新型 187mm 1100mm   1000mm   铝合金   2.6Kg   2.8m/s   4片   100W
  对照风叶 220mm 1400mm   1200mm   树脂   3.4Kg   3.4m/s   5片   100W
从上表的数据看，本实用新型风叶对风的利用率较现有的常规风叶要高。

Claims (5)

1.垂直轴风叶，其特征在于：包括分别由板材弯制而成的上风叶和下风叶，所述上风叶的截面形状为相连的一大圆弧和一小圆弧且两圆弧的圆心位于弧线的同侧，大、小圆弧相连形成弯钩状；所述下风叶的截面形状为封闭的卵壳；所述下风叶位于弯钩内且固定于大圆弧上，下风叶与大圆弧之间有空气流通的间隙。
2.根据权利要求1所述的垂直轴风叶，其特征在于：所述上、下风叶之间有一个或多个垫块，通过拉铆钉将上、下风叶固定在一起。
3.根据权利要求2所述的垂直轴风叶，其特征在于：所述垫块有多个，且间隔式排成一线。
4.根据权利要求2所述的垂直轴风叶，其特征在于：所述拉铆钉穿过上风叶及下风叶，且在下风叶的卵壳内固定。
5.根据权利要求4所述的垂直轴风叶，其特征在于：所述下风叶的拉铆钉固定位置处设有加强筋，所述加强筋位于卵壳内侧。
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