一種h型垂直軸風(fēng)力機(jī)葉輪的多系統(tǒng)組合結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種H型垂直軸風(fēng)力機(jī)葉輪的多系統(tǒng)組合結(jié)構(gòu)，本發(fā)明涉及到H型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)，其目的是在達(dá)到H型垂直軸風(fēng)力機(jī)較高效率的同時(shí)實(shí)現(xiàn)低風(fēng)速啟動(dòng)，在同一根風(fēng)輪主軸串聯(lián)固定安裝兩個(gè)或兩個(gè)以上的葉輪,且風(fēng)輪之間在軸向上的間隔距離（H）為1m~3m，所串聯(lián)的葉輪具有相同的葉片數(shù),串聯(lián)葉輪的結(jié)構(gòu)均為H型，串聯(lián)葉輪分別采用對(duì)稱翼型和非對(duì)稱翼型的組合形式。串聯(lián)風(fēng)輪的幾何參數(shù)不同，每個(gè)葉輪都是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，且發(fā)揮各自的優(yōu)勢。
【專利說明】一種H型垂直軸風(fēng)力機(jī)葉輪的多系統(tǒng)組合結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到H型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著風(fēng)電的不斷開發(fā)利用，垂直軸風(fēng)力機(jī)已經(jīng)受到了社會(huì)的關(guān)注和市場的青睞，其最具有代表性的就是H型垂直軸風(fēng)力機(jī)，且大型化，高性能將是H型垂直軸風(fēng)力機(jī)未來的發(fā)展方向；圖1、圖2為目前H型垂直軸風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪的結(jié)構(gòu)形式，即一根軸上固定安裝一個(gè)葉輪，在專利名稱為一種具有多層風(fēng)輪的垂直軸風(fēng)力機(jī)的專利中，是采用了結(jié)構(gòu)相同的葉輪在主軸上交錯(cuò)安裝。對(duì)于目前存在的H型垂直軸風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪的結(jié)構(gòu)形式來講，不能同時(shí)發(fā)揮不同翼型，不同風(fēng)輪實(shí)度，以及不同高度位置的風(fēng)速特點(diǎn)優(yōu)勢，體現(xiàn)在整體風(fēng)力機(jī)上就是在低風(fēng)速下不能啟動(dòng)，輸出的效率也不高，或者是啟動(dòng)性能和高效性不能同時(shí)滿足，這在大型的H型垂直軸風(fēng)力機(jī)上顯的更為突出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是在達(dá)到H型垂直軸風(fēng)力機(jī)較高效率的同時(shí)實(shí)現(xiàn)低風(fēng)速啟動(dòng)。
[0004]本發(fā)明是一種H型垂直軸風(fēng)力機(jī)葉輪的多系統(tǒng)組合結(jié)構(gòu)，同一根主軸上固定安裝兩個(gè)或兩個(gè)以上的葉輪，兩個(gè)或兩個(gè)以上的葉輪串聯(lián)安裝；串聯(lián)葉輪的結(jié)構(gòu)形式均為H型，且串聯(lián)葉輪之間在軸向上的間隔距離H為lnT3m ;串聯(lián)葉輪分別使用對(duì)稱翼型和非對(duì)稱翼型的組合形式，同一個(gè)葉輪使用的翼型是相同的。
[0005]本發(fā)明達(dá)到的有益效果:1、在同一臺(tái)H型垂直軸風(fēng)力機(jī)上，同時(shí)發(fā)揮了對(duì)稱翼型和非對(duì)稱翼型各自的優(yōu)勢；2、在同一臺(tái)H型垂直軸風(fēng)力機(jī)上，不同實(shí)度的葉輪相結(jié)合，有助于實(shí)現(xiàn)效率最大化；3、在大型化的H型垂直軸風(fēng)力機(jī)上，可根據(jù)不同高度風(fēng)速的特點(diǎn)設(shè)計(jì)葉輪；4、在同一臺(tái)H型垂直軸風(fēng)力機(jī)上，每個(gè)葉輪都是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，且能夠發(fā)揮各自系統(tǒng)優(yōu)勢，最終將各個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)勢體現(xiàn)在整臺(tái)風(fēng)力機(jī)上。
[0006]【專利附圖】

【附圖說明】
圖1為目前采用較多的H型垂直軸風(fēng)力機(jī)葉輪結(jié)構(gòu)的主視圖(以4葉片為例)，圖2是圖1所示結(jié)構(gòu)的俯視圖，圖3為本發(fā)明H型垂直軸風(fēng)力機(jī)葉輪多系統(tǒng)組合形式的主視圖(以2個(gè)葉輪，每個(gè)葉輪4個(gè)葉片為例)，圖4為本發(fā)明H型垂直軸風(fēng)力機(jī)葉輪多系統(tǒng)組合形式的俯視圖，圖5為H型垂直軸風(fēng)力機(jī)在不同方位角下的攻角變化規(guī)律圖。
【具體實(shí)施方式】
[0007]如圖3所示，本發(fā)明是一種H型垂直軸風(fēng)力機(jī)葉輪的多系統(tǒng)組合結(jié)構(gòu)，同一根主軸上固定安裝兩個(gè)或兩個(gè)以上的葉輪，兩個(gè)或兩個(gè)以上的葉輪串聯(lián)安裝；串聯(lián)葉輪的結(jié)構(gòu)形式均為H型，且串聯(lián)葉輪之間在軸向上的間隔距離H為lnT3m ;串聯(lián)葉輪分別使用對(duì)稱翼型和非對(duì)稱翼型的組合形式，同一個(gè)葉輪使用的翼型是相同的。
[0008]所述同一根主軸上串聯(lián)固定安裝兩個(gè)葉輪，葉輪之間在軸向的間隔距離H為Im?3m。
[0009]所述同一根主軸上串聯(lián)固定安裝兩個(gè)以上的葉輪，葉輪之間在軸向上的間隔距離H為Im?3m。
[0010]如圖4所示，所述串聯(lián)葉輪的葉片第一安裝角度α 1=2度，第二安裝角度α 2=4度。
[0011]所述串聯(lián)葉輪的葉片數(shù)目相同。
[0012]通過下面本發(fā)明的具體實(shí)例可以進(jìn)一步清楚的了解本發(fā)明，但它們不是對(duì)本發(fā)明的限制。
[0013]如圖3所示，葉片4使用的是NACA0018翼型，弦長為0.15m，第一安裝角度Cti為
2。，并通過連接件5進(jìn)行固定連接；葉片6使用的是Goe63翼型，弦長為0.34m,第二安裝角度％為4。，并通過連接件7進(jìn)行固定連接，在主軸2上串聯(lián)固定安裝兩個(gè)結(jié)構(gòu)不同的葉輪I和葉輪3。其中葉輪I直徑1.2m,高度為1.2m,其中葉輪3直徑lm，高度為lm，兩個(gè)葉輪的安裝角度相差45度，即如圖4所示葉片1-1，1-2，1-3，1-4表示風(fēng)輪3的4個(gè)葉片，葉片2-1，2-2，2-3，2-4表示風(fēng)輪I的4個(gè)葉片，對(duì)應(yīng)葉片之間的夾角如1_1和2_1，1-2和2-2，1-3和2-3，1-4和2-4均為45°，風(fēng)輪順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，來流為沿X軸正方向的均勻來流。
[0014]以圖4所示位置作為分析參考。葉輪3的安裝相當(dāng)于增加了整個(gè)風(fēng)力機(jī)葉輪的葉片數(shù)，根據(jù)圖5不同方位角與攻角的關(guān)系圖可知，這減少了整個(gè)風(fēng)輪的啟動(dòng)死點(diǎn)，同時(shí)葉片6使用的是升阻比較大的有彎度翼型，這些對(duì)H型垂直軸風(fēng)力機(jī)的自啟動(dòng)是有利的。
[0015]針對(duì)于整個(gè)風(fēng)輪來講，在葉輪總高相等的情況下，圖3中風(fēng)輪I的存在，相當(dāng)于在整個(gè)風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)圓周上布局了更多的葉片，具體到每一個(gè)風(fēng)輪上，又不改變其流場的結(jié)構(gòu)，這樣的結(jié)構(gòu)可以保證在風(fēng)輪的一個(gè)周期的運(yùn)動(dòng)過程中總是有葉片處在較好的利用風(fēng)能的位置，有利于提高風(fēng)能利用率。
[0016]以上的實(shí)施方式，可體現(xiàn)出H型垂直軸風(fēng)力機(jī)葉輪多系統(tǒng)組合形式的特點(diǎn)和組合方式。
【權(quán)利要求】
1.一種H型垂直軸風(fēng)力機(jī)葉輪的多系統(tǒng)組合結(jié)構(gòu)，同一根主軸上固定安裝兩個(gè)或兩個(gè)以上的葉輪，其特征在于:兩個(gè)或兩個(gè)以上的葉輪串聯(lián)安裝；串聯(lián)葉輪的結(jié)構(gòu)形式均為H型，且串聯(lián)葉輪之間在軸向上的間隔距離(H)為lnT3m ;串聯(lián)葉輪分別使用對(duì)稱翼型和非對(duì)稱翼型的組合形式，同一個(gè)葉輪使用的翼型是相同的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的所述的H型垂直軸風(fēng)力機(jī)葉輪的多系統(tǒng)組合結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述同一根主軸上串聯(lián)固定安裝兩個(gè)葉輪，葉輪之間在軸向的間隔距離(H)為lnT3m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的H型垂直軸風(fēng)力機(jī)葉輪的多系統(tǒng)組合結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述同一根主軸上串聯(lián)固定安裝兩個(gè)以上的葉輪，葉輪之間在軸向上的間隔距離(H)為Im?3m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的H型垂直軸風(fēng)力機(jī)葉輪的多系統(tǒng)組合結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述串聯(lián)葉輪的葉片第一安裝角度(α I) =2度，第二安裝角度(α 2) =4度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的H型垂直軸風(fēng)力機(jī)葉輪的多系統(tǒng)組合結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述串聯(lián)葉輪的葉片數(shù)目相同。
【文檔編號(hào)】F03D3/02GK103629045SQ201310673902
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】楊從新, 李壽圖 申請(qǐng)人:蘭州理工大學(xué)