專利名稱：垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片安裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，尤指一種能有效提高垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)效率的葉片安裝方法。
背景技術(shù)：
為了更好的利用風(fēng)能，長(zhǎng)期以來，人們?cè)O(shè)計(jì)了多種結(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)旋轉(zhuǎn)軸在空間方向位置的不同，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)。
如圖1所示，一般而言，垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪采用具有一定翼形的直葉片1構(gòu)成，葉片的軸線和主軸，即垂直軸2平行。葉片的翼形可根據(jù)現(xiàn)有空氣動(dòng)力學(xué)原理設(shè)計(jì)得到。
對(duì)于現(xiàn)有升力型，葉片固定轉(zhuǎn)角的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)所公開使用的各種非對(duì)稱翼型，尤其是帶彎度翼型(camber airfoil)的凸表面11和凹表面12。傳統(tǒng)的方法都將凹表面12面向垂直軸2安裝，如圖2所示，但實(shí)際上正是由于此種不正確的安裝方法，直接導(dǎo)致了垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)能利用率低下。通過大量實(shí)驗(yàn)研究，我們發(fā)現(xiàn)對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中采用的此種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片安裝方法，不能在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中得到應(yīng)用，缺乏工業(yè)實(shí)用性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，即解決現(xiàn)有垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片安裝方法的缺陷，提出一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片安裝方法。
根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)，葉片弦線和風(fēng)輪回轉(zhuǎn)圓的切線之間的夾角為葉片轉(zhuǎn)角，如圖3所示，設(shè)葉片順時(shí)針方向轉(zhuǎn)角為正值，逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)角為負(fù)值。
本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片安裝方法，以支持翼連接垂直軸，葉片安裝于支持翼上，其特征在于所述葉片的翼型是帶彎度的非對(duì)稱翼型；葉片的凸表面面向垂直軸安裝。
上述葉片的轉(zhuǎn)角為0～15度。
上述葉片更佳的轉(zhuǎn)角為0～12度。
上述安裝的葉片適用環(huán)境風(fēng)速為5～25米/秒。
上述安裝的葉片較佳的適用環(huán)境風(fēng)速為6～13米/秒。
上述葉片的表面可由凸表面和平表面組成。
上述葉片的表面也可由凸表面和凹表面組成。
發(fā)明人通過大量對(duì)比風(fēng)洞試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在使用相同的葉片、相同葉片數(shù)量和相同葉片固定安裝角的情況下，將帶彎度翼型葉片凸表面11面向垂直軸2安裝；較佳的方式是將葉片的轉(zhuǎn)角設(shè)置在一個(gè)很小的范圍內(nèi)，從而使得本發(fā)明具有實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步，并適用于工業(yè)實(shí)際生產(chǎn)之中。
本發(fā)明將在下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式
進(jìn)行描述。


圖1是垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片安裝示意圖。
圖2是現(xiàn)有的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片安裝示意圖。
圖3是本發(fā)明垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片安裝示意圖。
圖4是本發(fā)明實(shí)施例2的風(fēng)速與在葉片不同轉(zhuǎn)角時(shí)輸出功率對(duì)應(yīng)關(guān)系圖。
具體實(shí)施例方式
通過下面給出的本發(fā)明的具體實(shí)施例可以進(jìn)一步清楚地了解本發(fā)明，但它們不是對(duì)本發(fā)明的限定。
實(shí)施例1以標(biāo)準(zhǔn)葉片翼型GOE573、GOE630、GOE364、GOE436、GOE118、GOE147采用本發(fā)明的安裝方法為例，分別以支持翼連接垂直軸，葉片安裝于支持翼上，將葉片的凸表面面向垂直軸安裝，設(shè)置葉片轉(zhuǎn)角為12度。
在風(fēng)速為10米/秒的條件下，以30度為一個(gè)單元，分別間隔測(cè)試單個(gè)葉片在圓周上不同位置時(shí)的受力情況，以順時(shí)針方向取正值，以逆時(shí)針方向取負(fù)值，得到如下數(shù)據(jù)單位(牛頓)。

而當(dāng)將凹表面向面向垂直軸安裝，測(cè)試的其它條件不變，風(fēng)輪無法轉(zhuǎn)動(dòng)，無法測(cè)量其驅(qū)動(dòng)力矩的大小。
實(shí)施例2選取實(shí)施例1中Goe 364型葉片，風(fēng)輪直徑選用1.36米，葉片長(zhǎng)度1米，分別設(shè)置如下固定的葉片轉(zhuǎn)角(單位度)，對(duì)應(yīng)不同風(fēng)速(單位米/秒)，測(cè)得發(fā)電機(jī)的輸出功率(單位瓦)，如下表所示。
由上表和圖4可知，在葉片轉(zhuǎn)角為2～12度范圍內(nèi)，風(fēng)速在6～13米/秒范圍內(nèi)，輸出功率為9～360瓦，具有較理想的輸出功率。
實(shí)施例3選取實(shí)施例1中的Goe364型葉片，選用與實(shí)施例2中相同直徑的風(fēng)輪，相同長(zhǎng)度的葉片和固定的葉片轉(zhuǎn)角，在相同的風(fēng)力條件下，僅將凹表面12面向垂直軸2安裝葉片，其它實(shí)驗(yàn)條件均與實(shí)施例2相同，對(duì)其風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行測(cè)試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，風(fēng)輪無法轉(zhuǎn)動(dòng)，即發(fā)電機(jī)根本不輸出功率，缺乏工業(yè)實(shí)用性。
綜上，在自然環(huán)境中，風(fēng)速以6～13米/秒是風(fēng)能應(yīng)用較理想的風(fēng)速范圍，由此可見本發(fā)明具有工業(yè)實(shí)用性和創(chuàng)造性。
盡管對(duì)本發(fā)明已經(jīng)作了詳細(xì)的說明并引證了一些具體實(shí)施例，但對(duì)本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員來說，只要不離開本發(fā)明人的設(shè)計(jì)思路和范圍也可作各種變化和修正是顯然的。
權(quán)利要求
1.一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片安裝方法，以支持翼連接垂直軸，葉片安裝于支持翼上，其特征在于所述葉片的翼型是帶彎度的非對(duì)稱翼型；葉片的凸表面面向垂直軸安裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉片安裝方法，其特征在于所述葉片轉(zhuǎn)角范圍為0～15度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉片安裝方法，其特征在于所述葉片轉(zhuǎn)角范圍為0～12度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉片安裝方法，其特征在于所述安裝的葉片適用環(huán)境風(fēng)速為5～25米/秒。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉片安裝方法，其特征在于所述安裝的葉片適用環(huán)境風(fēng)速為6～13米/秒。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉片安裝方法，其特征在于所述的葉片的表面由凸表面和平表面組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉片安裝方法，其特征在于所述的葉片的表面由凸表面和凹表面組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，尤指一種能有效提高垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)效率的葉片安裝方法。以支持翼連接垂直軸，葉片安裝于支持翼上，所述葉片的翼型是帶彎度的非對(duì)稱翼型；葉片的凸表面面向垂直軸安裝。本發(fā)明具有實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步，并適用于工業(yè)實(shí)際生產(chǎn)之中。
文檔編號(hào)F03D3/06GK1831330SQ20061002520
公開日2006年9月13日 申請(qǐng)日期2006年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月29日
發(fā)明者嚴(yán)強(qiáng) 申請(qǐng)人:嚴(yán)強(qiáng)