[发明专利]一种包含叶齿的S型垂直轴风力机风轮

摘要

本发明涉及一种垂直轴S型风力机的专用风轮。目前的垂直轴S型风力机气动效率较低，与风能极限利用效率0.593有很大差距。为了解决以上问题，本发明提供了一种包含叶齿的S型垂直轴风力机风轮，包括两个完全相同、以风轮旋转中心对称布置的叶片，其特征在于每个叶片由叶片内侧区域(1)、叶段(2)、叶孔(3)和叶齿(4)组成，所述叶孔(3)和叶齿(4)为多个，所述外侧区域(1)被叶孔(3)隔断成多个叶段(2)，叶段(2)和叶孔(3)交替布置，所述叶孔(3)和叶齿(4)的数量相同。发明提供的包含叶齿的S型垂直轴风力机风轮的风能利用效率更高，仅通过简单改进就能大幅提升性能，更加适合推广使用。

主权项

一种包含叶齿的S型垂直轴风力机风轮，包括两个完全相同、以风轮旋转中心对称布置的叶片，其特征在于：每个叶片由叶片内侧区域(1)、叶段(2)、叶孔(3)和叶齿(4)组成，所述内侧区域(1)被叶孔(3)隔断成多个叶段(2)，叶段(2)和叶孔(3)交替布置，所述叶孔(3)和叶齿(4)的数量相同；所述的叶孔(3)为4个；所述的叶孔(3)宽度相同，用角度计量，以叶片圆心为基准，叶孔宽度为4°；每个叶段(2)的宽度相同，每个叶段宽度θL用角度计量，以叶片圆心为基准，由下式求得：式中，n为叶孔数量；θK为叶孔宽度；所述叶齿(4)宽度用角度计量，以叶片圆心为基准，为2°,每个叶片上的叶齿与叶孔数量相同；所述叶齿(4)紧贴并对齐在每个叶段(2)的最下端内壁面上，以风轮弦线(5)竖直放置为参考系和风轮上叶片为说明对象，按从上到下计，最后一个叶段(2)上没有叶齿(4)附着；所述叶齿(4)外形带有三角特征，叶齿(4)与叶片紧贴的曲边保持与附着壁面相同曲率，叶齿(4)向着风轮中心倾斜，叶齿(4)其余两边为直边，由两条辅助线确定，一条辅助线是叶齿曲边的下边界点与风轮旋转中心的连线，称为倾斜线(6)；另一条辅助线由相邻叶孔的下边界点与叶片圆心相连，称为气流遮蔽线(7)；两条辅助线存在交点，称为齿高点；所述叶齿(4)的其余两边直边分别是曲边的上下两个边界点与齿高点连接形成，叶齿(4)大小各不相同，都采用此方法逐个生成，基本规律是由上到下尺寸逐渐减小；所述两个叶片交叉重叠部分的弦向距离为单个叶片弦长的15％。