一种变截面垂直轴风力发电机叶片的制作方法

本实用新型涉及一种风力发电机叶片，尤其涉及一种变截面垂直轴风力发电机叶片以及叶片截面的翼型C形状，属于风力发电的技术领域。

背景技术：

目前，垂直轴风力发电机普遍存在发电效率较低，旋转时容易产生摇摆和震动，启动风速高，风力发电机机械结构复杂等缺陷，同时由于普遍采用的叶片是等截面叶片，从而造成叶片结构力学性能较差，容易断裂而发生事故，另外所采用的翼型形状多数为现有的飞机翼型形状，效率较低，不适合风力发电机使用，已经不能满足人们的要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种变截面垂直轴风力发电机叶片，提高了叶片的结构力学性能，结实耐用，延长了使用寿命，并设计了一种适合垂直轴风力发电机叶片使用的翼型形状，提高了发电效率，降低了起动风速，解决了现有技术存在的缺憾。

本实用新型采用如下技术方案实现：

一种变截面垂直轴风力发电机的叶片，其特征在于，包括呈“S”型弯曲的叶片1和用于固定叶片1的旋转轴3，所述叶片1之间相互等距间隔且沿竖直圆周排列2个以上，所述旋转轴3的两端分别设置有上连接部件2和下连接部件5，所述上连接部件2和下连接部件5分别与叶片1固定连接，上连接部件2、下连接部件5和旋转轴3构成的固定结构与叶片1相垂直，在所述下连接部件5上方安装有发电机4。

进一步的，在所述旋转轴3的下端安装有底座6。

进一步的，叶片在以旋转轴3为中心轴的旋转圆周上均匀分布着2个或2个以上叶片1。

本实用新型的有益技术效果是：垂直轴风力发电机风叶以及采用上述结构的垂直轴风力发电机风叶制成的叶片，沿旋转中心垂直轴线方向，风叶在360°圆周上均匀分布二片以上，各方向来风时，风叶的受风面均能产生旋转扭矩，因此，叶片可以在低风速下沿着旋转中心垂直轴旋转。由于叶片底部尺寸较大，顶部尺寸较小，因此底部重量较重，叶片的重心在下部，使叶片能够平稳的旋转。

附图说明

图1是本实用新型风力发电机叶片的结构示意图。

图2是绘制叶片的俯视图。

图3是绘制叶片的剖视图。

图4是绘制叶片的立体图。

图5是绘制的翼型C的坐标数据

图6是翼型C在坐标系中的的形状图

具体实施方式

通过下面对实施例的描述，将更加有助于公众理解本实用新型，但不能也不应当将申请人所给出的具体的实施例视为对本实用新型技术方案的限制，任何对部件或技术特征的定义进行改变和/或对整体结构作形式的而非实质的变换都应视为本实用新型的技术方案所限定的保护范围。

如图1所示的变截面垂直轴风力发电机叶片，包括呈“S”型弯曲的叶片1和用于固定叶片1的旋转轴3，叶片1的数量为两片或两片以上，叶片1之间相互间隔排列，旋转轴3的两端分别设置有上连接部件2和下连接部件5，上连接部件2和下连接部件5分别与叶片1固定连接，固定连接的位置是叶片上连接位置7和叶片下连接位置8，上连接部件2、下连接部件5和旋转轴3构成的固定结构与叶片1相垂直，叶片与连接部件的连接处为一平面结构，在该平面的另外一侧的平面与这个平面平行，叶片安装平面上有穿螺栓的孔，这些孔与叶片安装平面垂直。在下连接部件5上方安装有发电机4，在旋转轴3的下端安装有底座6。在本实施例中叶片的横截面为翼型C，且翼型C的弦的长度随着曲线距离旋转中心垂直轴线的水平距离的增加而按照一定的比例减小，反之则增大，底部翼型C弦的长度大于顶部翼型C弦的长度，翼型C的中点与旋转中心的垂直轴线的距离跟随预先设定的曲线而变化，该曲线为近似“S”型，当然在其他实施例中也可以是其他曲线形式。

制作该翼型C截面叶片的方法是：风叶在任意水平截面上的翼型C的弦的中点与旋转中心垂直轴线相交的直线与翼型C的弦呈一个固定相等的角度，并且风叶在任意水平截面上的翼型C的中心点都在围绕以旋转中心垂直轴线为中心的圆上，叶片底部翼型C弦的中心点与旋转中心垂直轴线的距离小于顶部翼型C弦的中心点与旋转中心垂直轴线的距离。本实施例解决了现有技术中垂直轴风力发电机普遍存在的发电效率较低，旋转时容易产生摇摆和震动，启动风速高，风力发电机机械结构复杂等缺陷，叶片为变截面叶片，解决了目前普遍采用等截面叶片结构力学性能较差，容易断裂而发生事故的问题。上述风叶可以采用各种高效率翼型C并采用下述方法进行制作：如图2至图4所示，在一平面上先设计好旋转中心垂直轴线B，再设计一条近似S型的曲线A，三等分旋转中心垂直轴线，并在这三个等分线上做三个垂直于这个平面的平面，在这三个平面上沿着预先设计的曲线A画出翼型C，并且翼型C的弦的中心点穿过曲线A，并且翼型C的弦的中心点与旋转中心垂直轴线的连线与翼型C的弦成一个固定的角度，且都相等，下部的翼型C的弦的长度大于上面的翼型C弦的长度，最上面的最小。将三个翼型C沿曲线放样便得到所设计的叶片形状。所述翼型C的形状按照图5坐标画出后根据不同截面的弦的长度放大相应的倍数得到的，坐标位置如图6所示。

当然，本实用新型还可以有其他多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可以根据本实用新型做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。