[實用新型]一種柔性葉片式薩布紐斯風輪機

有效

• 申請號: 201921187429.0
• 申請日: 2019-07-26
• 公開（公告）號: CN210317599U
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 張大禹;程奕鑫;馬明旭;韓躍新;吳璞;陳憶閩;周磊
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: F03D3/06
• 分類號: F03D3/06
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 李珉

一種柔性葉片式薩布紐斯風輪機，包括四張矩形柔性葉片、四根葉片外定位桿、兩根葉片內定位桿、圓盤形葉片安裝頂板、圓盤形葉片安裝底板及轉動軸；柔性葉片每兩張為一組，每組柔性葉片均通過兩根外定位桿和一根內定位桿固定，兩組柔性葉片之間相差180°相位角；頂板和底板半徑設為R₀，四根葉片外定位桿位于同一條半徑為R₁的圓周線上，兩根葉片內定位桿位于同一條半徑為R₂的圓周線上，R₁＝0.9R₀～0.95R₀，R₂＝0.1R₀～0.15R₀，四張矩形柔性葉片展開后的長度為1.1R₀～1.4R₀，柔性葉片式薩布紐斯風輪機采用三層串聯式結構。

技術領域

本實用新型屬于薩布紐斯風輪機技術領域，特別是涉及一種柔性葉片式薩布紐斯風輪機。

背景技術

薩布紐斯風輪機是于1925年由芬蘭工程師發明，并以其名字命名的阻力型垂直軸風輪機，其通常由兩枚半圓筒形的剛性葉片構成，且兩枚半圓筒形的剛性葉片整體呈現S型，因此薩布紐斯風輪機也被稱為S型風輪機，雖然薩布紐斯風輪機的轉數不高，卻能產生很大的扭矩，而且不受風向限制，其常被用于提水和風力發電等。

但是，傳統的薩布紐斯風輪機一直存在一個明顯的不足，即風能利用率較低，最大也不會超過10％，其主要原因為：當來流沖擊風輪機葉片時，在迎風側，其中一枚葉片受到的是有效推力，則另一枚葉片受到的就是阻力，兩枚葉片承受的合力才是推動風輪機旋轉做功的有效力。

因此，想要進一步提高薩布紐斯風輪機的風能利用率，必須想辦法提高推動風輪機旋轉做功的有效力，但現階段并沒有有效的解決辦法。

實用新型內容

針對現有技術存在的問題，本實用新型提供一種柔性葉片式薩布紐斯風輪機，首次將柔性葉片引入薩布紐斯風輪機的設計中，有效提高了推動風輪機旋轉做功的有效力，最終進一步提高了風能利用率。

為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：一種柔性葉片式薩布紐斯風輪機，包括第一柔性葉片、第二柔性葉片、第三柔性葉片、第四柔性葉片、葉片安裝頂板、葉片安裝底板及轉動軸；所述葉片安裝頂板和葉片安裝底板尺寸相同且均采用圓盤形結構，葉片安裝頂板和葉片安裝底板均水平設置，所述轉動軸豎直固連在葉片安裝頂板與葉片安裝底板圓心之間；在所述葉片安裝頂板和葉片安裝底板外圓周側豎直固裝有四根葉片外定位桿，分別為第一葉片外定位桿、第二葉片外定位桿、第三葉片外定位桿及第四葉片外定位桿；在所述葉片安裝頂板和葉片安裝底板圓心側豎直固裝有兩根葉片內定位桿，分別為第一葉片內定位桿和第二葉片內定位桿；所述第一柔性葉片、第二柔性葉片、第三柔性葉片及第四柔性葉片尺寸相同且均采用矩形結構，第一柔性葉片一端固連在第一葉片外定位桿上，第一柔性葉片另一端固連在第二葉片外定位桿上，所述第二柔性葉片一端固連在第二葉片外定位桿上，第二柔性葉片另一端固連在第一葉片內定位桿上，所述第三柔性葉片一端固連在第三葉片外定位桿上，第三柔性葉片另一端固連在第四葉片外定位桿上，所述第四柔性葉片一端固連在第四葉片外定位桿上，第四柔性葉片另一端固連在第二葉片內定位桿上；所述第一葉片外定位桿、第三葉片外定位桿及轉動軸位于同一個豎直平面內，所述第二葉片外定位桿、第四葉片外定位桿及轉動軸位于同一個豎直平面內，所述第一葉片內定位桿、第二葉片內定位桿及轉動軸位于同一個豎直平面內；所述第一葉片外定位桿、第三葉片外定位桿及轉動軸所在豎直平面與第二葉片外定位桿、第四葉片外定位桿及轉動軸所在豎直平面具有60°夾角；所述第二葉片外定位桿、第四葉片外定位桿及轉動軸所在豎直平面與第一葉片內定位桿、第二葉片內定位桿及轉動軸所在豎直平面相垂直。