[發(fā)明專利]垂直軸風力葉片、風輪及風力發(fā)電裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710849269.0
• 申請日: 2017-09-20
• 公開（公告）號: CN107476935B
• 公開（公告）日: 2020-03-13
• 發(fā)明（設計）人: 羅彪;張宏峰;張宏輝;李惠雄
• 申請（專利權）人: 羅彪;張宏峰;張宏輝;李惠雄
• 主分類號: F03D3/06
• 分類號: F03D3/06
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 高學工

本發(fā)明涉及一種垂直軸風力葉片、風輪及風力發(fā)電裝置，所述垂直軸風力葉片的與垂直軸相垂直的截面的外側輪廓為第一NACA四位數(shù)系列對稱翼型的一部分，所述外側輪廓具有第一開口，所述截面的內(nèi)側輪廓向內(nèi)彎曲以形成風斗；所述垂直軸風輪包括風輪軸，以及圍繞所述風輪軸的軸線均勻設置的兩個或兩個以上的如以上所述的垂直軸風力葉片；所述垂直軸風力發(fā)電裝置包括發(fā)電機以及如以上所述的垂直軸風輪，所述發(fā)電機的轉軸與所述垂直軸風輪的風輪軸連接。當風吹至垂直軸風力葉片時，垂直軸風力葉片的風斗可以直接把氣流轉化為動能，而加速流過風力葉片的外側輪廓的弧面上的氣流可以形成負壓以提高風力葉片的轉速和扭矩。

技術領域

本發(fā)明涉及風力發(fā)電技術領域，更具體地說，涉及一種垂直軸風力葉片、風輪及風力發(fā)電裝置。

背景技術

風力發(fā)電機按照轉軸相對位置關系的不同可以分為水平軸風力發(fā)電機和垂直軸風力發(fā)電機，水平軸風力發(fā)電機是目前較為普遍的風力發(fā)電裝置，但近年來，垂直軸風力發(fā)電機也發(fā)展迅速，應用日益廣泛。風力葉片是垂直軸風力發(fā)電機的關鍵部件，風力葉片的形狀會直接影響到垂直軸風力發(fā)電機的啟動性能和風能利用效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一是提供一種高效率的垂直軸風力葉片。

根據(jù)本發(fā)明的垂直軸風力葉片的一實施例，所述垂直軸風力葉片的與垂直軸相垂直的截面的外側輪廓為對稱翼型的一部分，所述外側輪廓具有第一開口，所述截面的內(nèi)側輪廓向內(nèi)彎曲以形成風斗。

根據(jù)本發(fā)明的垂直軸風力葉片的一實施例，所述對稱翼型為第一NACA四位數(shù)系列對稱翼型，所述第一NACA四位數(shù)系列對稱翼型由以下方程限定：

其中：t為第一NACA四位數(shù)系列對稱翼型的厚度，c為弦長。

根據(jù)本發(fā)明的垂直軸風力葉片的一實施例，所述內(nèi)側輪廓為經(jīng)過修正的第二NACA四位數(shù)系列對稱翼型的一部分，所述第二NACA四位數(shù)系列對稱翼型的一部分具有第二開口，所述經(jīng)過修正的第二NACA四位數(shù)系列對稱翼型由以下方程限定：

其中：

(x₃，y₃)為所述第二開口的終點坐標，w₁是第一開口的寬度，w₂是第二開口的寬度，t′是第二NACA四位數(shù)系列對稱翼型的厚度。

根據(jù)本發(fā)明的垂直軸風力葉片的一實施例，所述第一開口的弧線長度為所述第一NACA四位數(shù)系列對稱翼型的上弧線的長度的10％～90％，所述第二開口的弧線長度為所述第二NACA四位數(shù)系列對稱翼型的上弧線的長度的10％～90％。

根據(jù)本發(fā)明的垂直軸風力葉片的一實施例，所述外側輪廓和內(nèi)側輪廓之間形成內(nèi)腔夾層，所述內(nèi)腔夾層具有加強結構，所述加強結構為網(wǎng)格狀加強結構或由肋板和肋構成的加強結構。

本發(fā)明的另一目的是提供一種垂直軸風輪。

根據(jù)本發(fā)明的垂直軸風輪的一實施例，所述垂直風輪包括風輪軸，以及圍繞所述風輪軸的軸線均勻設置的兩個或兩個以上的如以上所述的垂直軸風力葉片。

根據(jù)本發(fā)明的垂直軸風輪的一實施例，所述垂直軸風輪包括連接至所述風輪軸的上端蓋和下端蓋，所述垂直軸風力葉片為三個，所述垂直軸風力葉片的上端和下端分別與所述上端蓋和下端蓋連接。

根據(jù)本發(fā)明的垂直軸風輪的一實施例，所述垂直軸風力葉片的與垂直軸相垂直的截面的外側輪廓的弦線與所述垂直軸風輪的徑向方向的夾角為0～120度。

根據(jù)本發(fā)明的垂直軸風輪的一實施例，當風吹向垂直軸風輪時，處于迎風面的風力葉片的風斗直接把吹來的氣流轉化為動能，其余氣流吹至另外兩個風力葉片，加速流經(jīng)另外兩個風力葉片的弧面上的氣流形成負壓以增加風力葉片的轉速和扭矩。