一種新型的垂直軸對(duì)稱式風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片及風(fēng)輪的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，尤指一種新型的垂直軸對(duì)稱式風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片與風(fēng)輪。所述的葉片是一種截面呈圓弧形的凹凸簡(jiǎn)單葉片；葉片沿圓周方向卡在垂直軸6的卡槽內(nèi)，葉片的凹表面面向垂直軸安裝；采用4個(gè)葉片，構(gòu)成雙S型風(fēng)力發(fā)電機(jī)。上卡盤1和下卡盤3的端面加工圓弧形凹槽，葉片安裝時(shí)上下兩端卡在這些凹槽內(nèi)，使垂直軸、上下卡盤和葉片形成一個(gè)整體，組成風(fēng)輪。上下卡盤通過(guò)螺釘固定在垂直軸上，防止卡盤與垂直軸有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。其特點(diǎn)在于：葉片構(gòu)造簡(jiǎn)單，安裝方便，且沿垂直軸圓周方向?qū)ΨQ安裝，工作時(shí)穩(wěn)定性高；風(fēng)輪結(jié)構(gòu)緊湊，摩擦力小，低風(fēng)速下易于啟動(dòng)；雙S型的設(shè)計(jì)便于全方面接收來(lái)風(fēng)，提高風(fēng)能利用率。
【專利說(shuō)明】
一種新型的垂直軸對(duì)稱式風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片及風(fēng)輪
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及垂直軸風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤指一種新型的沿垂直軸圓周方向?qū)ΨQ安裝的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片及風(fēng)輪，能提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，易于低風(fēng)速下啟動(dòng)，提尚風(fēng)能利用率。
【背景技術(shù)】
[0002]為了更好的利用風(fēng)能，長(zhǎng)期以來(lái)人們?cè)O(shè)計(jì)了很多種結(jié)構(gòu)形式的風(fēng)力發(fā)電裝置。依據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸在空間方向位置的不同，人們將風(fēng)力發(fā)電機(jī)劃分為水平方向的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)和垂直方向的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
[0003]水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的扇葉類似于荷蘭風(fēng)車，形狀復(fù)雜，加工難度高。葉片受風(fēng)旋轉(zhuǎn)時(shí)只能利用升力產(chǎn)生機(jī)械能。葉片只能利用單方向來(lái)風(fēng)，必須安裝昂貴的偏航裝置實(shí)現(xiàn)風(fēng)葉對(duì)風(fēng)，只有一次截風(fēng)機(jī)會(huì)，同時(shí)塔影效應(yīng)與風(fēng)剪作用也較大。而垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片形式多種多樣，但總體來(lái)說(shuō)，都是基本幾何結(jié)構(gòu)，易于加工。葉片可全方位接受來(lái)風(fēng)，無(wú)需偏航裝置?？啥啻谓仫L(fēng)，充分利用風(fēng)能。運(yùn)行時(shí)，水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)氣動(dòng)噪聲大，葉片受交變截荷，易疲勞變形。垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)基本不產(chǎn)生氣動(dòng)噪聲，葉片受恒定截荷，耐用不易受損。同時(shí)水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)架設(shè)在高空，安裝維修的成本很高，而且風(fēng)葉要定時(shí)清潔，以保證高風(fēng)速下正常運(yùn)轉(zhuǎn);垂直軸風(fēng)力機(jī)的發(fā)電機(jī)位于低處甚至地面，便于安裝和維修，風(fēng)葉對(duì)惡劣環(huán)境的適應(yīng)能力強(qiáng)。以上比較不難看出，垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)在諸多方面都表現(xiàn)得更為出色，成為未來(lái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)型的主導(dǎo)方向。
[0004]本實(shí)用新型根據(jù)垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)采用對(duì)稱式圓弧形凹凸葉片構(gòu)成雙S型風(fēng)輪，使其能夠低風(fēng)速自啟動(dòng)的同時(shí)具有高風(fēng)能利用率。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種新型風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片及風(fēng)輪，采用垂直軸對(duì)稱式風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片及風(fēng)輪，優(yōu)化葉片構(gòu)形及改變?nèi)~片的安裝方法，提高風(fēng)能的利用率。
[0006]為了達(dá)到以上目標(biāo)，本實(shí)用新型技術(shù)方案是:該風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片及風(fēng)輪，主要包括底座、垂直軸、葉片、上卡盤和下卡盤，其特征在于:所述葉片翼型是圓弧形凹凸簡(jiǎn)單構(gòu)形，4個(gè)葉片沿圓周方向?qū)ΨQ安裝在垂直軸上呈雙S形，兩端同時(shí)卡在上、下卡盤的卡槽中，葉片的凹表面面向垂直軸安裝。上卡盤、下卡盤，增加葉片安裝牢固性的同時(shí)增加了葉片的截面面積，提高了葉片的兜風(fēng)效果。葉片與垂直軸、上下卡盤形成一個(gè)整體組成風(fēng)輪，提高了葉片轉(zhuǎn)動(dòng)的穩(wěn)定性。扇葉采用4個(gè)葉片，相對(duì)于垂直軸對(duì)稱安裝，構(gòu)成雙S型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，便于接收四面八方的來(lái)風(fēng)，易于在低風(fēng)速下啟動(dòng)，從而提高風(fēng)能的利用率。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1為垂直軸對(duì)稱式風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0008]圖2為葉片結(jié)構(gòu)不意圖；
[0009]圖3為局部垂直軸結(jié)構(gòu)示意圖；
[00?0]圖4為上卡盤結(jié)構(gòu)不意圖；
[0011]圖5為下卡盤結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖6為風(fēng)輪結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖中:1、上卡盤;2、葉片;3、下卡盤;4、螺孔;5、底座;6垂直軸;7、螺釘;8、凹槽。
【具體實(shí)施方式】
[0014]將風(fēng)力發(fā)電機(jī)扇葉的4個(gè)葉片2以軸對(duì)稱的形式沿圓周方向安裝在垂直軸6的凹槽8內(nèi)，上、下兩端分別安裝在上卡盤I與下卡盤3的凹槽8內(nèi)組成風(fēng)輪(圖6)。葉片2的凹表面面向垂直軸安裝，上、下卡盤分別連接葉片和垂直軸6以增加風(fēng)輪的穩(wěn)定性。
[0015]利用S型風(fēng)輪在低風(fēng)速下仍具有較大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的優(yōu)勢(shì)，將兩組互差90°角的S型風(fēng)葉共垂直軸6疊放而成，每組葉片2由兩個(gè)弧形柱面型槳葉構(gòu)成。兩組四槳葉的設(shè)計(jì)保證不同風(fēng)向的充分采集，在低風(fēng)速非集中風(fēng)向的情況下，雙S型風(fēng)葉能夠迅速啟動(dòng)，且在高風(fēng)速下對(duì)風(fēng)能的利用率較高。本實(shí)用新型較好地解決了低風(fēng)速不啟動(dòng)和高風(fēng)速對(duì)風(fēng)能的利用率不高的問(wèn)題。
[0016]選擇4個(gè)葉片2可明顯降低扭矩波動(dòng)的影響且平衡性較好，每個(gè)葉片2是凹凸簡(jiǎn)單葉片構(gòu)形。葉片截面不變，也不扭曲，形狀簡(jiǎn)單，可批量生產(chǎn)，降低成本。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型的垂直軸對(duì)稱式風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片及風(fēng)輪，主要包括底座(7)、垂直軸(6)、葉片(2)、上卡盤(I)和下卡盤(3)，其特征在于:所述葉片翼型是圓弧形凹凸簡(jiǎn)單構(gòu)形，4個(gè)葉片(2)沿圓周方向?qū)ΨQ安裝在垂直軸(6)上呈雙S形，兩端同時(shí)卡在上、下卡盤的卡槽中，葉片(2)的凹表面面向垂直軸(6)安裝，便于兜風(fēng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型的垂直軸對(duì)稱式風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片及風(fēng)輪，其特征在于:葉片(2)與垂直軸、上下卡盤形成一個(gè)整體組成風(fēng)輪。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型的垂直軸對(duì)稱式風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片(2)及風(fēng)輪，其特征在于:扇葉采用4個(gè)葉片(2)，相對(duì)于垂直軸(6)對(duì)稱安裝，構(gòu)成雙S型風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
【文檔編號(hào)】F03D3/06GK205654487SQ201521107553
【公開(kāi)日】2016年10月19日
【申請(qǐng)日】2015年12月29日 公開(kāi)號(hào)201521107553.3, CN 201521107553, CN 205654487 U, CN 205654487U, CN-U-205654487, CN201521107553, CN201521107553.3, CN205654487 U, CN205654487U
【發(fā)明人】張旭, 戚美, 牛華青
【申請(qǐng)人】山東科技大學(xué)