專利名稱：一種風力發電機槳葉的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及風力發電技術領域，尤其涉及一種風力發電機阻力型槳葉。
背景技術：
目前，風力發電機的槳葉設計成翼型、螺旋線型、彎曲板狀等形狀，槳葉在迎風方向設立，氣流作用于葉面。由于葉面具有一定斜度而使氣流的作用力分解為正向的壓力和 側向的推力，該側向推力表現為槳葉轉動的推動力，帶動槳葉旋轉。風力發電機的槳葉結構 直接關系到發電效率和成本，而現有的風力發電機槳葉的風阻大，風能利用率低，難以提高 風力發電機的效率。
實用新型內容本實用新型實施例提出一種風力發電機槳葉，采用旋轉型整流罩結構，可以減小 風阻，提高風力發電效率。本實用新型實施例提供一種風力發電機槳葉，所述槳葉通過安裝桿固定在垂直軸 風力發電機的葉輪輪轂上；所述槳葉采用旋轉型整流罩結構，其頂角為迎風角，頂角方向與 葉輪槳葉的旋轉圓弧方向同向。所述槳葉的靠近葉輪旋轉中心的一側為內側，與內側相對的遠離旋轉中心的一側 為外側，所述槳葉從內側往外側呈逐漸加厚的形狀。所述槳葉的與頂角相對的底面為不規則橢圓形，其長軸方向指向旋轉中心；并且， 在長軸方向上，靠近旋轉中心一端的弧線半徑小于遠離旋轉中心一端的弧線半徑。所述槳葉的上曲面的弧度大于下曲面的弧度，下曲面設計為向外凸出、平直或向 內凹進的結構。實施本實用新型實施例，具有如下有益效果本實用新型提供的風力發電機槳葉，該槳葉通過安裝桿固定在葉輪的輪轂上，可 應用到垂直軸風力發電機中。所述槳葉采用旋轉型整流罩結構，頂角為迎風角，并且槳葉從 距旋轉中心近端的內側往外側呈逐漸加厚的形狀，具有整流罩的功效，可以減小風阻，提高 風力發電效率。
圖1是本實用新型提供的風力發電機的葉輪的結構示意圖；圖2是本實用新型提供的風力發電機槳葉的結構示意圖；圖3是本實用新型提供的槳葉沿圖1所示的A-A方向的剖面圖；圖4是本實用新型提供的槳葉的不規則橢圓形底面的示意圖；圖5是本實用新型提供的槳葉的水平截面曲線的示意圖；圖6是本實用新型提供的槳葉的水平截面形狀隨著旋轉半徑大小變化的示意圖。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。參見圖1，本實用新型提供的風力發電機的葉輪的結構示意圖。本實用新型提供的槳葉為阻力型槳葉，可應用到垂直軸風力發電機中，該風力發 電機的葉輪包括槳葉1、安裝桿2和輪轂3。其中，槳葉1與安裝桿2的一端相連接，安裝 桿2的另一端固定在輪轂3上。如圖1所示，0點為葉輪的旋轉中心，R為葉輪槳葉的旋轉半徑，圖1虛線所示的圓 周為葉輪槳葉的旋轉圓弧。槳葉1采用旋轉型整流罩結構，其頂角Al為迎風角，頂角Al的 方向指向葉輪槳葉的旋轉圓弧方向。參見圖2，是本實用新型提供的風力發電機槳葉的結構示意圖；具體的，圖1所示的槳葉1上的靠近葉輪旋轉中心0的一側為內側(即圖2所示 的L4側)，與內側相對的遠離旋轉中心0的一側為外側(即圖2所示的L3側)，槳葉1從 內側往外側呈逐漸加厚的形狀，以使迎風的內側一邊到背風的另一邊具有與整流罩相同的 功效。該旋轉型整流罩槳葉1的上曲面Sl的弧度大于下曲面S2的弧度，下曲面S2可以 設計為向外凸出、平直或向內凹進的結構。槳葉1的與頂角Al相對的底面(即圖2中所示的曲線Li、L2所圍成的面)為不 規則橢圓形，其長軸方向指向旋轉中心。并且，在長軸方向上，靠近旋轉中心一端的弧線半 徑小于遠離旋轉中心一端的弧線半徑。進一步的，如圖3所示，是本實用新型提供的槳葉沿圖1所示的A-A方向的剖面 圖。槳葉1沿A-A方向的剖面形狀同樣具有整流罩的流線形狀，以減小風阻，提高發電效率。參見圖4，是本實用新型提供的槳葉的不規則橢圓形底面的示意圖。旋轉型整流罩槳葉的底面由圓形變化為不規則橢圓形，其短軸為C，長軸為D，長 軸方向指向葉輪槳葉的旋轉中心。優選的，短軸C與長軸D之比在1 1. 1到1 4之間。并且，在不規則橢圓形底面上，近旋轉中心的一端小、遠旋轉中心的一端大，SP如 圖4所示，在長軸方向上，靠近旋轉中心一端的弧線半徑r2小于遠離旋轉中心一端的弧線 半徑rl (即rl > r2)，這也進一步反映了槳葉是從內側往外側呈逐漸加厚的形狀，底面為槳 葉安裝受風最大面。旋轉型整流罩槳葉1的上曲面Sl的弧度大于下曲面S2的弧度，如圖4所示，以底 面曲線Li、L2為來講，表現為Ll弧度> L2弧度。旋轉型整流罩槳葉1的下曲面S2可以設計為向外凸出、平直或向內凹進的結構， 如圖4(a)、(b)、(c)所示，表現為底面曲線L2為向外凸出的曲線、直線或向內凹進的曲線。參見圖5，是本實用新型提供的槳葉的水平截面曲線的示意圖。圖5所示的槳葉水平截面，是槳葉的沿頂角到底面長軸的水平截面。其中，L3是 距旋轉中心遠端的水平截面邊緣曲線(同圖2所示的L3)，L4是距旋轉中心近端的水平截 面邊緣曲線(同圖2所示的L4)。其中，L3為向外凸出的曲線，弧度隨旋轉半徑而變；如圖 5(a)、(b)、(c)所示，曲線L4可以設計為向外凸出的曲線、直線或向內凹進的曲線。進一步的，如圖5所示，D為槳葉的不規則橢圓底面的長軸直徑，H為槳葉的頂角到底面的長度，優選的，H與D的長度比在1 1到1 3之間，或者H與D的長度比在1 1 到3 1之間，D的長度在0.1米到5米之間。需要說明的是，上述實施例僅以圖1所示的三槳葉結構的垂直軸風力發電機葉輪 為例進行說明，本實用新型的葉輪還可以根據旋轉半徑R的大小設計為四槳葉、五槳葉、六 槳葉等結構，其中，葉輪所采用的槳葉數量隨著旋轉半徑R的增大而增多。進一步的，本實用新型提供的槳葉，其形狀還隨著葉輪旋轉半徑的大小而變化。如 圖6所示，是本實用新型提供的槳葉的水平截面形狀隨著旋轉半徑大小變化的示意圖。圖 6(a)為直線型整流罩槳葉，其旋轉半徑為Rl ；圖6(b)為旋轉型整流罩槳葉，其旋轉半徑為 R2 ；圖6(c)為旋轉型整流罩槳葉，其旋轉半徑為R3 ；其中，Rl > R2 > R3。本實用新型提供的風力發電機槳葉，該槳葉通過安裝桿固定在葉輪的輪轂上，可 應用到垂直軸風力發電機中。所述槳葉采用旋轉型整流罩結構，頂角為迎風角，并且槳葉從 距旋轉中心近端的內側往外側呈逐漸加厚的形狀，具有整流罩的功效，可以減小風阻，提高 風力發電效率。以上所述是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術 人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤 飾也視為本實用新型的保護范圍。
權利要求一種風力發電機槳葉，其特征在于，所述槳葉通過安裝桿固定在垂直軸風力發電機的葉輪輪轂上；所述槳葉采用旋轉型整流罩結構，其頂角為迎風角，頂角方向與葉輪槳葉的旋轉圓弧方向同向。
2.如權利要求1所述的風力發電機槳葉，其特征在于，所述槳葉的靠近葉輪旋轉中心 的一側為內側，與內側相對的遠離旋轉中心的一側為外側，所述槳葉從內側往外側呈逐漸 加厚的形狀。
3.如權利要求2所述的風力發電機槳葉，其特征在于，所述槳葉的與頂角相對的底面 為不規則橢圓形，其長軸方向指向旋轉中心；并且，在長軸方向上，靠近旋轉中心一端的弧 線半徑小于遠離旋轉中心一端的弧線半徑。
4.如權利要求3所述的風力發電機槳葉，其特征在于，所述槳葉的上曲面的弧度大于 下曲面的弧度。
5.如權利要求4所述的風力發電機槳葉，其特征在于，所述槳葉的下曲面設計為向外 凸出、平直或向內凹進的結構。
6.如權利要求5所述的風力發電機槳葉，其特征在于，在槳葉的沿頂角到底面長軸的 水平截面上，距旋轉中心遠端的截面邊緣曲線為向外凸出的曲線。
7.如權利要求6所述的風力發電機槳葉，其特征在于，在槳葉的沿頂角到底面長軸的 水平截面上，距旋轉中心近端的截面邊緣曲線為向外凸出的曲線、直線或向內凹進的曲線。
8.如權利要求7所述的風力發電機槳葉，其特征在于，所述槳葉的頂角到底面的長度， 與所述底面的長軸直徑的長度比在1 1到1 3之間，或者所述長度比在1 1到3 1 之間。
9.如權利要求8所述的風力發電機槳葉，其特征在于，所述底面長軸直徑的長度在0.1 米到5米之間。
10.如權利要求9所述的風力發電機槳葉，其特征在于，所述槳葉的不規則橢圓形底面 的短軸與長軸之比在1 1. 1到1 4之間。
專利摘要本實用新型公開了一種風力發電機槳葉，所述槳葉通過安裝桿固定在垂直軸風力發電機的葉輪輪轂上；所述槳葉采用旋轉型整流罩結構，其頂角為迎風角，頂角方向與葉輪槳葉的旋轉圓弧方向同向。所述槳葉從距旋轉中心近端的內側往外側呈逐漸加厚的形狀。本實用新型提供的風力發電機槳葉，采用旋轉型整流罩結構，可以減小風阻，提高風力發電效率。
文檔編號F03D3/06GK201593480SQ201020026409
公開日2010年9月29日 申請日期2010年1月11日 優先權日2010年1月11日
發明者伍建軍, 徐平 申請人:徐平;伍建軍