一种装有自由扰流式叶片的垂直轴风力机的制作方法

1.本实用新型涉及风能发电技术领域，具体涉及一种装有自由扰流式叶片的垂直轴风力机。


背景技术：

2.风能作为一种新型绿色能源，在近些年能源危机的情况下，越来越受到人们的关注和重视，针对风能的利用也越来越深入。风作为地球上的一种自然现象，它是由太阳辐射热引起的。太阳照射到地球表面，地球表面各处受热不同，产生温差，从而引起大气的对流运动形成风。据推测，到达地球的太阳能虽然只有大约2％转化为风能，但其总量仍是十分可观的。目前常用的风力机为垂直轴风力机，而吸收风能的叶片相对于旋转轴旋转，而风向与叶片的弦线夹角随着风轮的旋转角度是周期性变化的。每个叶片能做有用功的角度仅在很小的一个范围，为增加叶片作有用功的角度，增加叶片的升力和叶片的失速攻角，现有的技术通常会在叶片前端固定安装有扰流器降低吸力面压力而提高叶片升力，但是在叶片吸力面和压力面相互转换后，反而降低了压力面压力而使叶片的升力降低。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种装有自由扰流式叶片的垂直轴风力机，以解决叶片吸力面和压力面相互转换后降低了压力面压力而使叶片的升力降低的问题。
4.本实用新型的采用如下技术方案：一种装有自由扰流式叶片的垂直轴风力机，包括主轴、多个连杆、多个叶片和扰流板，主轴沿竖直方向设置，多个叶片沿主轴周向均匀分布，叶片竖直方向延伸，叶片在水平面内的投影呈两侧凸起的流线形状，且前端的投影边缘为圆弧状，后端的投影边缘为锐角状，多个连杆沿主轴周向均匀分布，连杆沿主轴径向延伸，一端与叶片连接，另一端与主轴连接，叶片上设有沿竖直方向设置的多个通槽，通槽沿主轴径向延伸，通槽设在叶片的前端，扰流板呈v字形，且关于叶片前端端点和后端端点连线所在的竖面对称，扰流板v口朝后且可转动地设在通槽内，当叶片吸力面与压力面互换时，扰流板受到压力面气流压力转动，驱动吸力面一侧扰流板的通槽伸出一段预设长度，并将压力面一侧的扰流板收进通槽内，实现扰流器始终保持伸出在叶片的吸力面一侧以在吸力面一侧产生涡流，降低吸力面表面压力，从而提高叶片升力。
5.进一步地，通槽内设有转轴，转轴竖直延伸地设置在叶片前端端点和后端端点连线所在的竖面内。
6.进一步地，扰流器安装在通槽内距叶片前端竖向边缘的距离为的叶片前端端点和后端端点连线长度的百分之十。
7.进一步地，通槽的宽度为叶片前端端点和后端端点连线长度的百分之二，通槽的长度为叶片前端端点和后端端点连线长度的百分之三。
8.进一步地，扰流器伸出叶片吸力面的长度不大于叶片前端端点和后端端点连线长度的百分之一。
9.进一步地，多个通槽相邻两个之间的间距大小为叶片高度大小的百分之十。
10.本实用新型的有益效果是：当叶片吸力面与压力面互换时，扰流板受到压力面气流压力转动，驱动吸力面一侧扰流板的通槽伸出一段预设长度，并将压力面一侧的扰流板收进通槽内，实现扰流器始终保持伸出在叶片的吸力面一侧以在吸力面一侧产生涡流，降低吸力面表面压力，延迟叶片表面的气流分离，从而提高叶片升力。
附图说明
11.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
12.图1为本实用新型的一种装有自由扰流式叶片的垂直轴风力机的实施例的结构示意图；
13.图2为图1中叶片的正视图；
14.图3为图2中aa处剖面图；
15.图中：1、主轴；2、连杆；3、叶片；4、扰流板；5、通槽；6、转轴。
具体实施方式
16.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
17.本实用新型的一种装有自由扰流式叶片的垂直轴风力机的实施例，如图1至图3所示：一种装有自由扰流式叶片3的垂直轴风力机，包括主轴1、多个连杆2、多个叶片3和扰流板4，主轴1沿竖直方向设置，多个叶片3沿主轴1周向均匀分布，叶片3竖直方向延伸，叶片3在水平面内的投影呈两侧凸起的流线形状，且前端的投影边缘为圆弧状，后端的投影边缘为锐角状，多个连杆2沿主轴1周向均匀分布，连杆2沿主轴1径向延伸，一端与叶片3连接，另一端与主轴1连接，叶片3上设有沿竖直方向设置的多个通槽5，通槽5沿主轴1径向延伸，通槽5设在叶片3的前端，扰流板4呈v字形，且关于叶片3前端端点和后端端点连线所在的竖面对称，扰流板4v口朝后设在通槽5内。通槽5内设有转轴6，转轴6竖直延伸地设置在叶片3前端端点和后端端点连线所在的竖面内，转轴6上转动安装扰流板4。当叶片3吸力面与压力面互换时，扰流板4受到压力面气流压力转动，驱动吸力面一侧扰流板4的通槽5伸出一段预设长度，并将压力面一侧的扰流板4收进通槽5内，实现扰流器始终保持伸出在叶片3的吸力面一侧以在吸力面一侧产生涡流，降低吸力面表面压力，从而提高叶片3升力。
18.在本实施例中，查取翼型手册，选取对称翼型0018为实验翼型，扰流器安装在通槽5内距叶片3前端竖向边缘的距离为的叶片3前端端点和后端端点连线长度的百分之十。通槽5的宽度为叶片3前端端点和后端端点连线长度的百分之二，通槽5的长度为叶片3前端端点和后端端点连线长度的百分之三。扰流器伸出叶片3吸力面的长度不大于叶片3前端端点和后端端点连线长度的百分之一。多个通槽5相邻两个之间的间距大小为叶片3高度大小的
10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％位置处。
19.结合上述实施例，本实用新型的使用原理和工作过程如下：当叶片3吸力面与压力面互换时，扰流板4受到压力面气流压力转动，驱动吸力面一侧扰流板4的通槽5伸出一段预设长度，并将压力面一侧的扰流板4收进通槽5内，实现扰流器始终保持伸出在叶片3的吸力面一侧以在吸力面一侧产生涡流，降低吸力面表面压力，延迟叶片3的气流分离，从而提高叶片3升力。当叶片3吸力面与压力面再次互换时重复上述过程。
20.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种装有自由扰流式叶片的垂直轴风力机，其特征在于：包括主轴、多个连杆、多个叶片和扰流板；主轴沿竖直方向设置；多个叶片沿主轴周向均匀分布；叶片竖直方向延伸；叶片在水平面内的投影呈两侧凸起的流线形状，且前端的投影边缘为圆弧状，后端的投影边缘为锐角状；多个连杆沿主轴周向均匀分布；连杆沿主轴径向延伸，一端与叶片连接，另一端与主轴连接；叶片上设有沿竖直方向设置的多个通槽；通槽沿主轴径向延伸；通槽设在叶片的前端；扰流板呈v字形，且关于叶片前端端点和后端端点连线所在的竖面对称；扰流板v口朝后且可转动地设在通槽内。2.根据权利要求1所述的一种装有自由扰流式叶片的垂直轴风力机，其特征在于：通槽内设有转轴；转轴竖直延伸地设置在叶片前端端点和后端端点连线所在的竖面内；转轴上转动安装扰流板。3.根据权利要求2所述的一种装有自由扰流式叶片的垂直轴风力机，其特征在于：扰流器安装在通槽内距叶片前端竖向边缘的距离为的叶片前端端点和后端端点连线长度的百分之十。4.根据权利要求3所述的一种装有自由扰流式叶片的垂直轴风力机，其特征在于：通槽的宽度为叶片前端端点和后端端点连线长度的百分之二；通槽的长度为叶片前端端点和后端端点连线长度的百分之三。5.根据权利要求3所述的一种装有自由扰流式叶片的垂直轴风力机，其特征在于：扰流器伸出叶片吸力面的长度不大于叶片前端端点和后端端点连线长度的百分之一。6.根据权利要求4所述的一种装有自由扰流式叶片的垂直轴风力机，其特征在于：多个通槽相邻两个之间的间距大小为叶片高度大小的百分之十。

技术总结
本实用新型涉及风能发电技术领域，具体涉及一种装有自由扰流式叶片的垂直轴风力机。包括主轴、多个连杆、多个叶片和扰流板，叶片上设有沿竖直方向设置的多个通槽，扰流板呈V字形，且关于叶片前端端点和后端端点连线所在的竖面对称且可转动地设在通槽内，当叶片吸力面与压力面互换时，扰流板受到压力面气流压力转动，驱动吸力面一侧扰流板的通槽伸出一段预设长度，并将压力面一侧的扰流板收进通槽内，实现扰流器始终保持伸出在叶片的吸力面一侧以在吸力面一侧产生涡流，降低吸力面表面压力，延迟叶片表面的气流分离，从而提高叶片升力，从而提高风能利用率。从而提高风能利用率。从而提高风能利用率。


技术研发人员：许安成 任永吉 陶芳燕
受保护的技术使用者：洛阳纳盟新能源原动设备制造有限公司
技术研发日：2022.02.23
技术公布日：2022/11/14