專利名稱：一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)葉的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種風(fēng)葉，尤其涉及一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)葉。
背景技術(shù)：
目前垂直軸風(fēng)力發(fā)電機葉片基本形式有四種:S型、#型、H直翼型、旋轉(zhuǎn)翼型。這些形式的葉片普遍存在著葉片和旋轉(zhuǎn)軸之間連接裝置繁瑣、葉片安裝復(fù)雜、外形不夠流暢美觀、風(fēng)能利用率低等不足。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種安裝葉片方便簡單、外形流暢并能夠提高風(fēng)能利用率的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)葉，解決現(xiàn)有技術(shù)存在的缺憾。本實用新型采用如下技術(shù)方案實現(xiàn):一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)葉，該風(fēng)葉由相互形成攻角的葉片實體上部和葉片實體下部構(gòu)成，其特征在于，所述葉片實體上部的尾端和/或葉片實體下部的尾端設(shè)置有向葉片旋轉(zhuǎn)中心方向延伸的翼端小翼。進一步的，所述翼端小翼設(shè)置在葉片實體上部遠離葉片實體下部的尾端，所述翼端小翼為流線形，翼端小翼的前緣為圓弧狀，后緣為圓角尖端，前緣和后緣之間平滑過渡，后緣與葉片實體的尾端相連，翼端小翼的最大延伸長度小于葉片長度的10%，大于葉片實體上部的頂端翼型最大厚度的2倍，前緣面積大于后緣面積。進一步的，所述葉片實體上部和葉片實體下部分別設(shè)置有上連接平面和下連接臂，所述上連接平面上設(shè)置有連接螺栓，所述下連接臂上設(shè)置有連接孔，風(fēng)葉通過上連接平面和下連接臂與發(fā)電機的轉(zhuǎn)子相連用于傳遞風(fēng)動力。進一步的，所述上連接平面安裝在葉片實體上部的中間，所述下連接臂安裝在葉片實體下部遠離葉片實體上部的一端。進一步的，所述葉片實體下部的放樣翼型的弦長從上至下是逐漸縮小的，葉片尾端的末端收縮成流線形，葉片尾端與發(fā)電機相鄰的部位與發(fā)電機的轉(zhuǎn)子外形相吻合。進一步的，所述葉片實體下部的放樣翼型的弦長從上到下由長變短，并且葉片實體下部的放樣翼型的旋轉(zhuǎn)半徑從上到下由長變短并與發(fā)電機轉(zhuǎn)子相連接。進一步的，所述葉片實體上部的放樣翼型的弦長隨著葉片旋轉(zhuǎn)半徑減少而變長，隨著葉片旋轉(zhuǎn)半徑的增加而變短。進一步的，所述的葉片實體上部和葉片實體下部為一個完整的葉片，并且該葉片的旋轉(zhuǎn)半徑從上到下是由長變短的變化趨勢，所述葉片實體上部的放樣翼型的旋轉(zhuǎn)半徑是相等的或是從上至下由短變長。本實用新型具備的有益技術(shù)效果是:葉片實體上部和葉片實體下部分別安裝有上連接平面和下連接臂，安裝簡便；葉片實體上部還設(shè)置有翼端小翼，減少了葉片頂端翼尖渦阻力的影響，增加了風(fēng)輪出力，使葉片實體上部產(chǎn)生的氣動扭矩相對增加，發(fā)電機轉(zhuǎn)速上升，進而輸出電力增加，達到了提高風(fēng)能利用率的目的，并且葉片整體外形美觀流暢。而且提高了風(fēng)輪的風(fēng)能利用率。

圖1是垂直風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)葉的等軸測圖。圖2是圖1中翼端小翼的局部放大圖。圖3是圖1中連接臂和葉片實體下部的連接臂和葉片尾端的局部放大圖。圖4是垂直風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)葉的主視圖.[0019]圖5是垂直風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)葉的后視圖。圖6是垂直風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)葉的左視圖。圖7是葉片氣動翼型的截面圖。圖8是垂直風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)葉的裝配結(jié)構(gòu)示意圖。圖9是垂直風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)葉的氣動外形幾何放樣方法示意圖。
具體實施方式
通過下面對實施例的描述，將更加有助于公眾理解本實用新型，但不能也不應(yīng)當將申請人所給出的具體的實施例視為對本實用新型技術(shù)方案的限制，任何對部件或技術(shù)特征的定義進行改變和/或?qū)φw結(jié)構(gòu)作形式的而非實質(zhì)的變換都應(yīng)視為本實用新型的技術(shù)方案所限定的保護范圍。如圖1至圖9所示，本實施例中的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)葉由相互形成攻角的葉片實體上部和葉片實體下部構(gòu) 成，葉片實體上部4的尾端和/或葉片實體下部5的尾端設(shè)置有向葉片旋轉(zhuǎn)中心方向延伸的翼端小翼I。翼端小翼I為流線形,翼端小翼I的前緣為圓弧狀，后緣為圓角尖端，前緣和后緣之間平滑過渡，后緣與葉片實體上部4相連，翼端小翼I的最大延伸長度小于葉片長度的10%，大于葉片實體上部4的頂端翼型最大厚度的2倍，前緣面積大于后緣面積。葉片實體上部4和葉片實體下部6分別設(shè)置有上連接平面5和下連接臂8，所述上連接平面5設(shè)置有連接螺栓2和連接螺栓3，下連接臂8上開有連接孔7和連接孔10，上連接平面5和下連接臂8通過插入螺栓與發(fā)電機的轉(zhuǎn)子相連用于傳遞風(fēng)動力。上連接平面5安裝在葉片實體上部4的中間，下連接臂8安裝在葉片實體下部6遠離葉片實體上部4的一端，下連接臂8的下端是葉片尾端9。當風(fēng)力作用在風(fēng)力發(fā)電機的葉片上時，翼端小翼I具有減少葉片實體上部4的上端的翼尖渦的作用，從而減少阻力。葉片實體上部4產(chǎn)生的氣動扭矩相對增加，發(fā)電機轉(zhuǎn)速上升，進而輸出電力增加，提高了葉片實體上部4的風(fēng)能利用率。上連接平面5和連接螺栓2及連接螺栓3的位置，以及連接孔7和連接孔10在下連接臂8的位置都是預(yù)先設(shè)計好的，共同用來保證葉片實體上部4和葉片實體下部6的攻角為一定角度，當風(fēng)力作用在葉片實體上部4和葉片實體下部6時,可以產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩,從而使發(fā)電機輸出最大電力。葉片實體下部6的放樣翼型的弦長從上至下是逐漸縮小的，葉片尾端9的末端收縮成流線型，葉片尾端9與發(fā)電機相鄰的部位與發(fā)電機的轉(zhuǎn)子外形相吻合。葉片實體下部6的放樣翼型的弦長從上到下由長變短。并且葉片實體下部6的放樣翼型的旋轉(zhuǎn)半徑從上到下由長變短并與發(fā)電機轉(zhuǎn)子相連接。葉片實體上部4的放樣翼型的弦長隨著葉片旋轉(zhuǎn)半徑減少而變長，隨著葉片旋轉(zhuǎn)半徑的增加而變短。葉片實體上部4和葉片實體下部6為一個完整的葉片，并且該葉片的旋轉(zhuǎn)半徑從上到下是由長變短的變化趨勢，葉片實體上部4的放樣翼型的旋轉(zhuǎn)半徑是相等的或是從上至下由短變長。葉片實體上部4和葉片實體下部6由下端至上端的截面是變截面或者等截面扭曲變化的，并且在與水平面平行的任意截面都是翼型，在這個任意截面上，這些翼型的弦的中點在一個圓上，這些翼型弦的中點與這個圓的圓心的連線的夾角Φ都是96°。葉片實體上部4是由一種氣動翼型通過旋轉(zhuǎn)放樣得到的，放樣方法可見專利《一種垂直軸變槳距風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)葉》(專利號:201120047812.3)。葉片實體下部6是由一種或兩種以上的氣動翼型放樣得到的。葉片實體上部4和葉片實體下部6由下端至上端是變截面扭曲變化的，在與水平面平行的任意截面都是翼型，并且這些翼型的弦的中點在一個圓上，這些翼型弦的中點與這個圓的圓心的連線的夾角Φ都是96°，如圖9所示。翼型是用來保證葉片實體上部4和葉片實體下部6具有優(yōu)良的氣動性能，即在風(fēng)力的作用下，繞葉片實體上部4和葉片實體下部6共同的中心轉(zhuǎn)軸以最大轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)。這里提到的葉片氣動翼型可以是飛機翼的截面翼型例如NACA0018，NACA0015，NACA0012，NACA4412等等，也可以是通過實驗得到的風(fēng)力機葉片專用翼型。當然，本實用新型還可以有其他多種實施例，在不背離本實用新型精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)本實用新型做出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本實用新型所附的權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)葉，該風(fēng)葉由相互形成攻角的葉片實體上部和葉片實體下部構(gòu)成，其特征在于，所述葉片實體上部的尾端和/或葉片實體下部的尾端設(shè)置有向葉片旋轉(zhuǎn)中心方向延伸的翼端小翼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)葉，其特征在于，所述翼端小翼設(shè)置在葉片實體上部遠離葉片實體下部的尾端，所述翼端小翼為流線形，翼端小翼的前緣為圓弧狀，后緣為圓角尖端，前緣和后緣之間平滑過渡，后緣與葉片實體的尾端相連，翼端小翼的最大延伸長度小于葉片長度的10%，大于葉片實體上部的頂端翼型最大厚度的2倍，前緣面積大于后緣面積。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)葉，其特征在于，所述葉片實體上部和葉片實體下部分別設(shè)置有上連接平面和下連接臂，所述上連接平面上設(shè)置有連接螺栓，所述下連接臂上設(shè)置有連接孔，風(fēng)葉通過上連接平面和下連接臂與發(fā)電機的轉(zhuǎn)子相連用于傳遞風(fēng)動力。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)葉，其特征在于，所述上連接平面安裝在葉片實體上部的中間，所述下連接臂安裝在葉片實體下部遠離葉片實體上部的一端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)葉，其特征在于，所述葉片實體下部的放樣翼型的弦長從上至下是逐漸縮小的，葉片尾端的末端收縮成流線形，葉片尾端與發(fā)電機相鄰的部位與發(fā)電機的轉(zhuǎn)子外形相吻合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)葉，其特征在于，所述葉片實體下部的放樣翼型的弦長從上到下由長變短，并且葉片實體下部的放樣翼型的旋轉(zhuǎn)半徑從上到下由長變短并與發(fā)電機轉(zhuǎn)子相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)葉，其特征在于，所述葉片實體上部的放樣翼型的弦長隨著葉片旋轉(zhuǎn)半徑減少而變長，隨著葉片旋轉(zhuǎn)半徑的增加而變短。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)葉，其特征在于，所述的葉片實體上部和葉片實體下部為一個完整的葉片，并且該葉片的旋轉(zhuǎn)半徑從上到下是由長變短的變化趨勢，所述葉片實體上部的放樣翼型的旋轉(zhuǎn)半徑是相等的或是從上至下由短變長。
專利摘要本實用新型公開了一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)葉，該風(fēng)葉由相互形成攻角的葉片實體上部和葉片實體下部構(gòu)成，葉片實體上部的尾端和/或葉片實體下部的尾端設(shè)置有向葉片旋轉(zhuǎn)中心方向延伸的翼端小翼，翼端小翼設(shè)置在葉片實體上部遠離葉片實體下部的尾端，翼端小翼為流線形，前緣為圓弧狀，后緣為圓角尖端，前緣和后緣之間平滑過渡，后緣與葉片實體的尾端相連，最大延伸長度小于葉片長度的10％，大于葉片實體上部的頂端翼型最大厚度的2倍，前緣面積大于后緣面積。翼端小翼減少了葉片頂端翼尖渦阻力的影響，增加了風(fēng)輪出力，使葉片實體上部產(chǎn)生的氣動扭矩相對增加，發(fā)電機轉(zhuǎn)速上升，進而輸出電力增加，達到了提高風(fēng)能利用率的目的，并且葉片整體外形美觀流暢。
文檔編號F03D3/06GK202991343SQ20122063366
公開日2013年6月12日 申請日期2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月27日
發(fā)明者宋奕彤 申請人:宋奕彤