本發(fā)明涉及一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機，尤其是一種基于仿生學(xué)的垂直軸風(fēng)力機。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，人類對于能源的需求逐年上升。而目前我國主要使用的依舊是傳統(tǒng)的化石能源，化石能源的利用所帶來的環(huán)境問題也越來越嚴(yán)重，同時化石能源也在不斷減少。因此，清潔的可再生能源則成為我國日后發(fā)展的關(guān)鍵。

風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視，世界上許多國家對風(fēng)能的開發(fā)和利用采取了激勵機制，以減緩本國的環(huán)境污染問題。在我國，風(fēng)能是我國能源戰(zhàn)略中的關(guān)鍵一環(huán)，風(fēng)能的發(fā)展有利于解決我國的環(huán)境污染問題。我國的風(fēng)能資源十分豐富，在內(nèi)蒙古、甘肅以及東北三省等省份都存在的豐富的風(fēng)能資源，其可開發(fā)利用的風(fēng)能儲量約為２億ＫＷ，這些地區(qū)地形平坦、交通便利，有利于大規(guī)模開發(fā)風(fēng)電場。我國也早在上個世紀(jì)就開始使用風(fēng)能，近年來我國的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭也特別強勁，裝機容量已超過美國。目前所使用的風(fēng)力發(fā)電機主要分為水平軸風(fēng)力發(fā)電機和垂直軸風(fēng)力發(fā)電機兩種。在風(fēng)電場中，風(fēng)力機則是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的重要裝置。風(fēng)力機主要分為水平軸和垂直軸風(fēng)力機，相比于水平軸風(fēng)力發(fā)電機，垂直軸風(fēng)力發(fā)電機對來流方向沒有要求，不需要任何的導(dǎo)流裝置；它結(jié)構(gòu)簡單、易于安裝；小型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機還適用于多建筑地區(qū)，能夠有效利用建筑風(fēng)能，減少一次能源的消耗；同時，其最大的一個優(yōu)點即：與水平軸風(fēng)力發(fā)電機的成本相比，垂直軸風(fēng)力發(fā)電機的成本普遍較低。然而，垂直軸風(fēng)力發(fā)電機并沒有太好的自動啟動性能，同時輸出功率也相對較低。

針對上訴垂直軸風(fēng)力發(fā)電機的缺點，需要對垂直軸風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)進行改進創(chuàng)新，對葉型葉片進行改進，其翼型由葉片主體和小翼組成。葉片和小翼同時作用能有效提高垂直軸風(fēng)力發(fā)電機的自動啟動性能與輸出功率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決上述所存在的缺點，提供一種基于仿生學(xué)的垂直軸風(fēng)力機，從垂直軸風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)入手，考慮現(xiàn)代空氣動力學(xué)理論，采用加裝小翼的葉片，利用尾部小翼旋轉(zhuǎn)的空氣動力學(xué)效應(yīng)來提高垂直軸風(fēng)力發(fā)電機性能。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基于仿生學(xué)的垂直軸風(fēng)力機，包括風(fēng)力機底座、葉輪轉(zhuǎn)軸、葉輪轉(zhuǎn)臂、葉片，所述葉片尾部通過小翼轉(zhuǎn)軸安裝小翼，用于提高垂直軸風(fēng)力機自動啟動性能和功率輸出。

所述葉片尾端與小翼的轉(zhuǎn)動中心的距離h可調(diào)。

所述葉片通過葉輪轉(zhuǎn)臂與葉輪轉(zhuǎn)軸固定連接，葉輪轉(zhuǎn)軸安裝在風(fēng)力機底座上。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明在于對傳統(tǒng)NACA系列翼型進行改進，將普通翼型一分為二，包含，葉片和小翼，此葉片和小翼具有相對獨立的參數(shù)特征。當(dāng)風(fēng)吹向此風(fēng)力機，葉片和小翼同時受到空氣的作用，小翼的旋轉(zhuǎn)能夠增加風(fēng)力機的靜態(tài)扭矩，給風(fēng)力機帶來自動啟動性能上的提升；與此同時，其能夠提升風(fēng)力機的功率輸出。

本發(fā)明的安裝在垂直軸風(fēng)力機上，保證了垂直軸風(fēng)力機結(jié)構(gòu)簡單、易于安裝維護等其他優(yōu)點，同時又改善了垂直軸風(fēng)力機自動啟動性能的不足，提高了風(fēng)力機的功率輸出。

附圖說明

圖1 為本發(fā)明的基于仿生學(xué)的垂直軸風(fēng)力機的立體圖；

圖2為本發(fā)明的基于仿生學(xué)的垂直軸風(fēng)力機的俯視圖；

圖 3為翼型局部視圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步說明。

如圖1至圖3所示，本發(fā)明的基于仿生學(xué)的垂直軸風(fēng)力機，包括風(fēng)力機底座4、葉輪轉(zhuǎn)軸5、葉輪轉(zhuǎn)臂6、小翼轉(zhuǎn)軸3、葉片1和小翼2。葉片1通過葉輪轉(zhuǎn)臂6與葉輪轉(zhuǎn)軸5固定連接，葉輪轉(zhuǎn)軸5安裝在風(fēng)力機底座4上。葉片1尾部通過小翼轉(zhuǎn)軸3安裝小翼2，用于提高垂直軸風(fēng)力機自動啟動性能和功率輸出。

如圖3所示，葉片1尾端與小翼2的轉(zhuǎn)動中心的距離h可調(diào)。

本發(fā)明以NACA0015翼型為原型進行改進后的葉片（其小翼部分長度為總弦長的１/４長度）。將傳統(tǒng)NACA系列翼型一分為二，翼型前端作為葉片主體，翼型尾部作為小翼，重新組裝成新式翼型，兩者間的距離可以改變，合適的間距有利于風(fēng)力機輸出功率的增大，間距過大或是過小，其靜態(tài)扭矩會有所減小，相對自動啟動性能越差。但是，相比于傳統(tǒng)單葉片垂直軸風(fēng)力發(fā)電機，自動啟動性能還是有較大的提升。