[實用新型]帶有分層錯位組合式葉片的垂直軸風力機

有效

• 申請號: 201420796832.4
• 申請日: 2014-12-15
• 公開（公告）號: CN204327398U
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 劉淑琴;邊忠國;錢寶錕
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: F03D3/06
• 分類號: F03D3/06;F03D11/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術領域

本實用新型涉及帶有分層錯位組合式葉片的垂直軸風力機。

背景技術

目前，國內外在大型風力發電機方面的研究大多集中在水平軸機型上，水平軸風力發電機設計理論已趨成熟，而垂直軸風力機技術研發水平相對滯后，理論正在研究中，還不成熟，人們普遍認為垂直軸風力發電機的風能利用率低于水平軸的，但是垂直軸風力發電機與水平軸的相比有特殊的優點：無需對風裝置能適應四面來風；葉片承受風壓小，可以做輕葉片；發電機可以置于低空，減輕塔桿重量等。研究垂直軸風機起動技術也是當前的熱門課題。

垂直軸風力機從達里厄實用新型升力型葉片以來，一直未能廣泛應用的一個主要原因是難以自起動，現有的解決垂直軸風力機起動困難的方法是增加阻力葉片實現自起動。

實用新型內容

為解決現有技術存在的不足，本實用新型公開了帶有分層錯位組合式葉片的垂直軸風力機，本實用新型是針對垂直軸風力機的缺點，以克服垂直軸風力機難以起動的技術問題，并具有方便利用高空風能，占地面積小，分層后葉片小容易制造和便于運輸等優點。

為實現上述目的，本實用新型的具體方案如下：

帶有分層錯位組合式葉片的垂直軸風力機，包括中間回轉軸、支承平臺及至少兩層結構相同的葉片裝置，所述中間回轉軸固定在支承平臺上，所述葉片裝置包括多個葉片，每個葉片均與中間回轉軸相連，上、下相鄰兩層葉片裝置中的葉片位置錯開布置。

所述葉片均與中間回轉軸之間通過桁架連接。

所述葉片為H型葉片。

所述中間回轉軸將各層葉片連在一起，共用一個發電機。

所述每一層葉片裝置中的葉片均勻分布。

所述各層結構相同的葉片裝置中的葉片在水平面上的投影是等分的。

葉片與中心回轉軸之間通過桁架連接，在確保結構安全的基礎上可以采用輪臂結構。

本實用新型采用兩個或多個風力機分層疊裝在一起，風力機上、下相鄰的兩層葉片錯開位置布置，本實用新型采用H型葉片，效率更高。本實用新型是葉片分層疊加，通過中間回轉軸把各層葉片連在一起，發電機共用。在每一層上葉片均勻分布，各層中的葉片在水平面上的投影是等分的，見圖2俯視圖。

從豎直截面上看，本實用新型的相鄰不同層的風力機葉片由于布置上的錯位，在風機旋轉一周過程中，相當于葉片變稠，實度變大。垂直軸風力機與水平軸風力機不同的是，水平軸的葉片在一周的旋轉中角度不變，而垂直軸固定漿距的葉片在一周的旋轉過程中葉片攻角在變化，風力機在一周中葉片的位置不同，接收風能的能力就不同，為了克服這個問題，很多專家學者研究設計葉片的不同形狀，葉片由于形狀的不規則，致使生產制造困難，盡管如此，垂直軸風力機的起動一直是個未得到很好解決的問題。

本實用新型的核心是風力機分層和上、下相鄰的兩層風力機的葉片錯開位置布置。一周內風輪所受風的合力均勻，沒有旋轉死點，并且可以運用易于生產制造的H-型風力機葉片。并可實現低風速起動。

本實用新型的有益效果：

本實用新型采用風力機分層和葉片錯位布置的結構，具體具有以下優點：

(1)采用分層和葉片錯位結構利于起動，起動風速降低。

(2)分層后的葉片由于尺寸減小，還能克服現有大型風電機組葉片太大制造困難、成本高、難運輸的缺點。

(3)應用H-型風力機葉片，形狀簡潔，容易生產。

(4)本實用新型的垂直軸風力機由于分層的疊裝，不用增大葉片就可以利用高空的風能。

(5)由于受地面影響，高空風與低空風風速不同，在一定范圍內，離地面越高風速越大，為了減輕葉片重量同時又保證強度和剛度等要求，不同層用不同強度的葉片，上層葉片做結實，下層葉片根據計算結果強度和剛度略低，實現低造價，經濟性好。

在垂直軸風力發電機組中，H型葉片為不變截面，造價低，經濟性好，簡潔高效。

附圖說明

圖1本實用新型的整體結構示意圖；

圖2本實用新型的葉片俯視結構圖；

圖中，1、上葉片，2、下葉片，3、中間回轉軸，4、支承平臺。

具體實施方式：

下面結合附圖對本實用新型進行詳細說明：

如圖1-2所示，帶有分層錯位組合式葉片的垂直軸風力機，包括中間回轉軸3、支承平臺4及至少兩層結構相同的葉片裝置，中間回轉軸固定在支承平臺上，葉片裝置包括多個葉片，每個葉片均與中間回轉軸相連，上、下相鄰兩層葉片裝置中的葉片位置錯開布置。