带有分层错位组合式叶片的垂直轴风力机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及带有分层错位组合式叶片的垂直轴风力机。
【背景技术】
[0002]目前，国内外在大型风力发电机方面的研宄大多集中在水平轴机型上，水平轴风力发电机设计理论已趋成熟，而垂直轴风力机技术研发水平相对滞后，理论正在研宄中，还不成熟，人们普遍认为垂直轴风力发电机的风能利用率低于水平轴的，但是垂直轴风力发电机与水平轴的相比有特殊的优点:无需对风装置能适应四面来风；叶片承受风压小，可以做轻叶片；发电机可以置于低空，减轻塔杆重量等。研宄垂直轴风机起动技术也是当前的热门课题。
[0003]垂直轴风力机从达里厄实用新型升力型叶片以来，一直未能广泛应用的一个主要原因是难以自起动，现有的解决垂直轴风力机起动困难的方法是增加阻力叶片实现自起动。
【实用新型内容】
[0004]为解决现有技术存在的不足，本实用新型公开了带有分层错位组合式叶片的垂直轴风力机，本实用新型是针对垂直轴风力机的缺点，以克服垂直轴风力机难以起动的技术问题，并具有方便利用高空风能，占地面积小，分层后叶片小容易制造和便于运输等优点。
[0005]为实现上述目的，本实用新型的具体方案如下:
[0006]带有分层错位组合式叶片的垂直轴风力机，包括中间回转轴、支承平台及至少两层结构相同的叶片装置，所述中间回转轴固定在支承平台上，所述叶片装置包括多个叶片，每个叶片均与中间回转轴相连，上、下相邻两层叶片装置中的叶片位置错开布置。
[0007]所述叶片均与中间回转轴之间通过桁架连接。
[0008]所述叶片为H型叶片。
[0009]所述中间回转轴将各层叶片连在一起，共用一个发电机。
[0010]所述每一层叶片装置中的叶片均匀分布。
[0011]所述各层结构相同的叶片装置中的叶片在水平面上的投影是等分的。
[0012]叶片与中心回转轴之间通过桁架连接，在确保结构安全的基础上可以采用轮臂结构。
[0013]本实用新型采用两个或多个风力机分层叠装在一起，风力机上、下相邻的两层叶片错开位置布置，本实用新型采用H型叶片，效率更高。本实用新型是叶片分层叠加，通过中间回转轴把各层叶片连在一起，发电机共用。在每一层上叶片均匀分布，各层中的叶片在水平面上的投影是等分的，见图2俯视图。
[0014]从竖直截面上看，本实用新型的相邻不同层的风力机叶片由于布置上的错位，在风机旋转一周过程中，相当于叶片变稠，实度变大。垂直轴风力机与水平轴风力机不同的是，水平轴的叶片在一周的旋转中角度不变，而垂直轴固定浆距的叶片在一周的旋转过程中叶片攻角在变化，风力机在一周中叶片的位置不同，接收风能的能力就不同，为了克服这个问题，很多专家学者研宄设计叶片的不同形状，叶片由于形状的不规则，致使生产制造困难，尽管如此，垂直轴风力机的起动一直是个未得到很好解决的问题。
[0015]本实用新型的核心是风力机分层和上、下相邻的两层风力机的叶片错开位置布置。一周内风轮所受风的合力均匀，没有旋转死点，并且可以运用易于生产制造的H-型风力机叶片。并可实现低风速起动。
[0016]本实用新型的有益效果:
[0017]本实用新型采用风力机分层和叶片错位布置的结构，具体具有以下优点:
[0018](I)采用分层和叶片错位结构利于起动，起动风速降低。
[0019](2)分层后的叶片由于尺寸减小，还能克服现有大型风电机组叶片太大制造困难、成本高、难运输的缺点。
[0020](3)应用H-型风力机叶片，形状简洁，容易生产。
[0021](4)本实用新型的垂直轴风力机由于分层的叠装，不用增大叶片就可以利用高空的风能。
[0022](5)由于受地面影响，高空风与低空风风速不同，在一定范围内，离地面越高风速越大，为了减轻叶片重量同时又保证强度和刚度等要求，不同层用不同强度的叶片，上层叶片做结实，下层叶片根据计算结果强度和刚度略低，实现低造价，经济性好。
[0023]在垂直轴风力发电机组中，H型叶片为不变截面，造价低，经济性好，简洁高效。
【附图说明】
[0024]图1本实用新型的整体结构示意图；
[0025]图2本实用新型的叶片俯视结构图；
[0026]图中，1、上叶片，2、下叶片，3、中间回转轴，4、支承平台。
【具体实施方式】
:
[0027]下面结合附图对本实用新型进行详细说明:
[0028]如图1-2所示，带有分层错位组合式叶片的垂直轴风力机，包括中间回转轴3、支承平台4及至少两层结构相同的叶片装置，中间回转轴固定在支承平台上，叶片装置包括多个叶片，每个叶片均与中间回转轴相连，上、下相邻两层叶片装置中的叶片位置错开布置。
[0029]如图1所示，带有分层错位组合式叶片的垂直轴风力机包括两层结构相同的叶片装置，为上叶片I及下叶片2。
[0030]叶片均与中间回转轴3之间通过桁架连接。叶片为H型叶片。中间回转轴3将各层叶片连在一起，共用一个发电机。每一层叶片装置中的叶片均匀分布。各层结构相同的叶片装置中的叶片在水平面上的投影是等分的。
[0031]叶片与中心回转轴3之间通过桁架连接，在确保结构安全的基础上可以采用轮臂结构。
[0032]本实用新型采用两个或多个风力机分层叠装在一起，风力机上、下相邻的两层叶片错开位置布置，本实用新型采用H型叶片，效率更高。本实用新型是叶片分层叠加，通过中间回转轴把各层叶片连在一起，发电机共用。在每一层上叶片均匀分布，各层中的叶片在水平面上的投影是等分的，见图2俯视图。
[0033]从竖直截面上看，本实用新型的相邻不同层的风力机叶片由于布置上的错位，在风机旋转一周过程中，相当于叶片变稠，实度变大。垂直轴风力机与水平轴风力机不同的是，水平轴的叶片在一周的旋转中角度不变，而垂直轴固定浆距的叶片在一周的旋转过程中叶片攻角在变化，风力机在一周中叶片的位置不同，接收风能的能力就不同，为了克服这个问题，很多专家学者研宄设计叶片的不同形状，叶片由于形状的不规则，致使生产制造困难，尽管如此，垂直轴风力机的起动一直是个未得到很好解决的问题。
[0034]本实用新型的核心是风力机分层和上、下相邻的两层风力机的叶片错开位置布置。一周内风轮所受风的合力均匀，没有旋转死点，并且可以运用易于生产制造的H-型风力机叶片。并可实现低风速起动。
[0035]上述虽然结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
【主权项】
1.带有分层错位组合式叶片的垂直轴风力机，其特征是，包括中间回转轴、支承平台及至少两层结构相同的叶片装置，所述中间回转轴固定在支承平台上，所述叶片装置包括多个叶片，每个叶片均与中间回转轴相连，上、下相邻两层叶片装置中的叶片位置错开布置。
2.如权利要求1所述的带有分层错位组合式叶片的垂直轴风力机，其特征是，所述叶片均与中间回转轴之间通过桁架连接。
3.如权利要求1或2所述的带有分层错位组合式叶片的垂直轴风力机，其特征是，所述叶片为H型叶片。
4.如权利要求1所述的带有分层错位组合式叶片的垂直轴风力机，其特征是，所述中间回转轴将各层叶片连在一起，共用一个发电机。
5.如权利要求1所述的带有分层错位组合式叶片的垂直轴风力机，其特征是，每一层叶片装置中的叶片均匀分布。
6.如权利要求1所述的带有分层错位组合式叶片的垂直轴风力机，其特征是，各层结构相同的叶片装置中的叶片在水平面上的投影是等分的。
【专利摘要】本实用新型公开了带有分层错位组合式叶片的垂直轴风力机，包括中间回转轴、支承平台及至少两层结构相同的叶片装置，所述中间回转轴固定在支承平台上，所述叶片装置包括多个叶片，每个叶片均与中间回转轴相连，上、下相邻两层叶片装置中的叶片位置错开布置。本实用新型采用分层和叶片错位结构利于起动，起动风速降低。
【IPC分类】F03D3-06, F03D11-00
【公开号】CN204327398
【申请号】CN201420796832
【发明人】刘淑琴, 边忠国, 钱宝锟
【申请人】山东大学
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年12月15日