[發(fā)明專利]一種垂直軸風力發(fā)電機增功降噪裝置

在審

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• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN111852755A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設計）人: 唐新姿;王效禹;袁可人
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: F03D3/04
• 分類號: F03D3/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種垂直軸風力發(fā)電機增功降噪裝置，屬于風力發(fā)電領域。一種垂直軸風力發(fā)電機增功降噪裝置由上頂座、下底座、集風板和多孔導流板組成；所述多孔導流板上設置有多個均勻分布的圓形小孔；所述圓形小孔的排列方式可以是矩形、圓形和三角形。本發(fā)明通過所述多孔導流板改變自然來流風的方向，設置多個圓形小孔有效降低流場湍流強度，從而提升垂直軸風力發(fā)電機功率，降低風力機流場噪音；多孔導流板位于泄風限位位置時實現(xiàn)棄風泄風，提高垂直軸風力發(fā)電機抗風能力和安全性；多孔導流板設置多個限位位置，適合不同工況不同類型的垂直軸風力發(fā)電機，有利于實現(xiàn)批量生產(chǎn)，降低單臺成本。

技術領域

本發(fā)明屬于風力發(fā)電技術領域，具體涉及一種垂直軸風力發(fā)電機增功降噪裝置。

背景技術

垂直軸風力機發(fā)電機因不需要偏航系統(tǒng)結構簡單等而得到廣泛應用，其中H型垂直軸風力機是一種典型的升力型垂直軸風力發(fā)電機。該類風力發(fā)電機在運行時因葉片翼型攻角不斷變化，導致風輪總體效率不高，且低風時難以自啟動。為解決H型垂直軸風力機風能利用效率低和自啟動難等問題，有變槳技術、聚能遮蔽和聚風等技術。變槳技術通過機械式或電控式調(diào)整葉片翼型攻角，使其工作在合適的范圍內(nèi)，該技術復雜且成本較高，因而目前絕大部分H型垂直軸風力機為固定葉片升力型。聚能遮蔽與聚風等技術使得風力發(fā)電機性能有一定提升，但是實質(zhì)上相當于在葉片來流的前方設置了擋板，對流場產(chǎn)生較大干繞，湍流旋渦加劇，轉動的風力機葉片與靜止的聚風罩使得流體沖擊耦合激振，整機運行噪聲污染更加嚴重；同時由于結構固定缺少靈活性，存在非設計工況性能低下、強風時風力發(fā)電機和聚風罩受到巨大的風載荷等問題，為結構安全性帶來更大成本代價；此外，還需要根據(jù)H型垂直軸風力機具體型號參數(shù)進行設計定制才能發(fā)揮作用，單臺成本高，限制了該技術的實際應用。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種垂直軸風力發(fā)電機增功降噪裝置，能夠有效降低噪聲，改善變工況條件下H型垂直軸風力發(fā)電機綜合性能，提高抗風能力和安全性，并且能適應多種類型的H型垂直軸風力發(fā)電機，有利于實現(xiàn)批量生產(chǎn)，降低單臺成本。

本發(fā)明所采取的技術方案是：

本發(fā)明的一種垂直軸風力發(fā)電機增功降噪裝置，其特征在于：一種垂直軸風力發(fā)電機增功降噪裝置，其特征在于：由上頂座、下底座、集風板和多孔導流板組成；所述上頂座和下底座與集風板為薄板焊接成型整體結構；所述集風板和多孔導流板數(shù)目一致且在圓周方向均勻分布；所述上頂座和下底座為開口空心圓臺結構，所述上頂座和下底座分別包含大小形狀一致的上圓錐板、下圓錐板和上圓環(huán)形平板、下圓環(huán)形平板；所述集風板沿所述上圓錐板、下圓錐板徑向固定安裝；所述多孔導流板與所述集風板通過合葉首尾連接；所述多孔導流板繞著所述合葉的軸心轉動；所述下圓環(huán)形平板上設置有多組限位孔；所述限位孔組數(shù)與所述多孔導流板的數(shù)目一致；所述多孔導流板上設置有多個均勻分布的圓形小孔；所述圓形小孔的排列方式可以是矩形、圓形和三角形；所述多孔導流板底部設置有限位銷；所述限位銷與所述下圓環(huán)形平板上的限位孔配合實現(xiàn)定位和固定。

進一步地，本發(fā)明所述多組限位孔的每一組限位孔包含多個限位孔并且以所述軸心為圓心呈扇形均布；所述多個限位孔的其中的與所述限位銷定位固定后使得所述導流板與所述下圓環(huán)形平板的徑向重合的限位孔稱之為零度限位孔；所述多個限位孔的其中的與所述限位銷定位固定后使得所述導流板與所述下圓環(huán)形平板的內(nèi)圓相切的限位孔稱之為泄風限位孔；所述泄風限位孔包含右偏泄風限位孔和左偏泄風限位孔。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

1、所述多孔導流板上設置有多個均勻分布的圓形小孔，能夠降低來流風的湍流強度，有效降低流場噪聲。

2、所述多孔導流板繞著所述合葉的軸心轉動，能夠自由旋轉實現(xiàn)角度調(diào)整，對于不同工況條件、不同翼型及不同安裝角度的固定葉片H型垂直軸風力機，均可以通過改變多孔導流板角度來調(diào)整風向，適用于多種類型的H型垂直軸風力機，有利于實現(xiàn)批量生產(chǎn)，降低單臺成本。