[發明專利]一種應用于垂直軸風力機功率增強的對風裝置

在審

• 申請號: 202210244739.1
• 申請日: 2022-03-14
• 公開（公告）號: CN114687926A
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 劉青松;張強;王培麟;肖俊青;許子非;岳敏楠;繆維跑;李春;朱海波;歐華浩
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: F03D3/00
• 分類號: F03D3/00;F03D3/06;F03D7/06
• 代理公司: 上海邦德專利代理事務所(普通合伙) 31312
• 代理人: 周念沙

本發明公開了一種應用于垂直軸風力機功率增強的對風裝置，包括：底座、轉動設置于所述底座上對風組件及固定于底座上的風輪件；所述對風組件包括軸承、相對套接于軸承上的第一連接桿與第二連接桿及分別固接于所述第一連接桿與第二連接桿上的前偏轉平板與后偏轉板；前偏轉平板的中軸線的位置與后偏轉板的中軸線的位置位于同一條線上。根據本發明，可使來流始終處于偏轉加速狀態，結構簡單，成本低，易改造為獨立于風力機的系統，對垂直軸風力機自身結構改動較少。

技術領域

本發明涉及風力機的技術領域，特別涉及一種應用于垂直軸風力機功率增強的對風裝置。

背景技術

在提高垂直軸風力機氣動效率的技術中，功率增強裝置是一種通過增加風力機周圍風能密度以提高效率的機構，常見形式如導流板、導葉、擋風板與簾板等。偏轉平板是一種最簡單的功率增強裝置，在垂直軸風力機上游底部布置平板可使氣流偏轉加速，顯著提高功率系數。

研究表明，具有偏轉平板的垂直軸風力機性能優劣依賴于偏轉平板與來流風向的相對位置，僅當偏轉平板處于最佳位置時，偏轉的氣流才會顯著提高風力機效率。由于氣流方向的改變，偏轉平板難以定向至最佳位置，若考慮流動方向變化開發一種控制系統，調整平板以達到最佳位置，會極大增加此輔助裝置的制造成本，而且設備安裝時會對風力機自身結構改動較多，同時增加此輔助裝置的安裝和改造費用。

發明內容

針對現有技術中存在的不足之處，本發明的目的是提供一種應用于垂直軸風力機功率增強的對風裝置，可使來流始終處于偏轉加速狀態，結構簡單，成本低，易改造為獨立于風力機的系統，對垂直軸風力機自身結構改動較少。為了實現根據本發明的上述目的和其他優點，提供了一種應用于垂直軸風力機功率增強的對風裝置，包括：

底座、轉動設置于所述底座上對風組件及固定于底座上的風輪件；

所述對風組件包括軸承、相對套接于軸承上的第一連接桿與第二連接桿及分別固接于所述第一連接桿與第二連接桿上的前偏轉平板與后偏轉板；

前偏轉平板的中軸線的位置與后偏轉板的中軸線的位置位于同一條線上。

優選的，前偏轉平板與第一連接桿呈傾斜設置，且前偏轉平板與第一連接桿之間的夾角為15°到60°。

優選的，后偏轉板垂直設置于第二連接桿上。

優選的，設置風輪件的半徑為R，后偏轉板前端距風輪件的距離為L₁，設置L₁/R＝1.25。

優選的，底座中間固接有軸承，軸承中固接有風輪件，第一連接桿與第二連接桿套接于軸承上。

優選的，第一連接桿與第二連接桿相對固接于固定環上，所述固定環套接于軸承上。

本發明與現有技術相比，其有益效果是：

(1)此裝置作為垂直軸風力機的一種附件，無需改變垂直軸風力機任何結構，只需安裝于風力機底部即可使用。

(2)對風裝置距風輪下風側距離最近為1.25倍風輪半徑時，對垂直軸風力機原始功率系數影響小于1％，此時輔助對風裝置具有最佳的經濟性以及穩定性。

附圖說明

圖1為根據本發明的應用于垂直軸風力機功率增強的對風裝置的俯視圖；

圖2為根據本發明的應用于垂直軸風力機功率增強的對風裝置的主視圖；

圖3為根據本發明的應用于垂直軸風力機功率增強的對風裝置的偏轉板與風輪參數圖；

圖4為根據本發明的應用于垂直軸風力機功率增強的對風裝置的三維結構示意圖。

具體實施方式