[發明專利]一種導流型垂直軸風力機

無效

• 申請號: 201210174945.6
• 申請日: 2012-05-30
• 公開（公告）號: CN102678469A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 劉竹青;劉繼昂;丁濤;王福軍
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: F03D9/00
• 分類號: F03D9/00;F03D3/04;F03D7/06
• 代理公司: 北京中安信知識產權代理事務所(普通合伙) 11248
• 代理人: 徐林

技術領域

本發明屬于風力機械領域，涉及一種垂直軸風力機，尤其是涉及一種包括萬向導流裝置的導流型垂直軸風力機。

背景技術

隨著能源危機的日益威脅，風能作為清潔能源越來越被重視。我國的風力資源豐富，而且還有一些國家電網還未涉及到的偏遠農村地區，因此，小型垂直軸風力機具有相當可觀的使用價值。在圍繞如何提高垂直軸風力機效率的問題上，科研人員在討論如何改進風力機的材料、翼型、成型工藝的同時，也將目光漸漸轉移到通過增置導流板、遮風罩等手段來提高風力機的整體工作效率，如專利號為ZL2005200420019、名稱為：一種超大功率的風力機。此類型發明雖能應對萬向來風，也能一定程度的將迎面來風按速度需求引入迎風做功區，提高效率，但是由于處于葉片旋轉出風端的無用入流導風板將阻礙出流，使得出流困難，在一定程度上又降低了效率。另外如發明專利2008100223694.x，名稱為：高效徑流雙軸風力機等。該類型只在迎風區安裝導流板，雖然解決了迎風做功區增矩問題，又解決了迎風阻力區的減阻問題，在一定程度上提高了垂直軸風力機的工作效率，但是卻都忽略了背風無功區的風能可利用問題；另外，在文獻中看到關于噴嘴式風力機記載，其噴嘴結構同樣是由兩導流板組成，但其噴嘴的功能僅是圍繞增大風力機迎風做功區扭矩，但背風無功區葉片仍無法主動旋轉做功。

發明內容

針對上述問題，本發明提供了一種導流型垂直軸風力機，通過萬向導流機構的迎風導流板和背風導流板將自然風收集起來，實現了增加處于迎風做功區葉片做正功、減小處于迎風阻力區葉片做負功、推動處于背風無功區的葉片主動旋轉做正功的三大目標，從而提高風力機的整體工作效率。

為了達到上述目的，本發明提供了如下技術方案：

一種導流型垂直軸風力機，包括底座8、垂直軸4、安裝在垂直軸4上的葉片7以及與垂直軸4的下端連接的動力輸出機構，其特征在于：迎風導流板6與背風導流板5固定連接在轉盤3上；轉盤3與其下方的底座8構成可轉動的連接；頂蓋2的上方固定連接有方向舵1，頂蓋2的下方固定連接迎風導流板6與背風導流板5，頂蓋2與其下方的垂直軸4的上端構成可轉動的連接。

背風導流板5布置于葉片7的外圍的背風無功區；迎風導流板6布置于葉片7的外圍的迎風區。

所述迎風導流板6布置為與葉片7旋轉所形成軌跡圓的半徑延長線的夾角θ角為45°。

在葉片7旋轉所形成軌跡圓中，通過與背風導流板5、迎風導流板6的交點的兩條半徑之間的夾角β角為110°~130°，且β角的大小根據葉片7數目的變化進行調整。

所述葉片7為彎曲阻力型葉片，其受風面對應于背風導流板5及迎風導流板6的內側出口邊。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：

1、本發明的萬向導流機構，能夠起到增加迎風做功區葉片做正功，減小迎風阻力區葉片做負功，增加背風區無功區葉片做正功的作用，從而提高垂直軸風力機整體工作效率，另外方向舵的設計可以使其應對萬向來風。

2、本發明的導流型垂直軸風力機結構簡單，質量輕，制造成本低，連接穩固，生產加工簡單，安裝拆卸維修方便等優點。

附圖說明

圖1為本發明的導流型垂直軸風力機的做功原理圖；

圖2為本發明萬向導流機構的結構示意圖；

圖3為本發明萬向導流機構的俯視圖；

圖4為本發明導流型垂直軸風力機的結構示意圖。

附圖標記

1????????????方向舵???????????2????????頂蓋

3????????????轉盤?????????????4????????垂直軸

5????????????背風導流板???????6????????迎風導流板

7????????????葉片?????????????8????????底座

具體實施方式

下面結合附圖進一步詳細說明本發明的具體實施例。

如圖2-圖4所示，本發明的一種導流型垂直軸風力機包括底座8、安裝在底座8上的垂直軸4、安裝在垂直軸4上的葉片7，與垂直軸4的下端連接的動力輸出機構，以及在葉片7所構成的風輪外圍配置的萬向導流機構。

其中，所述動力輸出機構可為變速箱，并且變速箱的傳動輸出軸可連接發電機等。