垂直軸風(fēng)力機(jī)葉片使用導(dǎo)流條技術(shù)提高風(fēng)能利用的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]發(fā)明涉及一種提高風(fēng)能利用的方法，尤其是一種垂直軸風(fēng)力機(jī)葉片使用導(dǎo)流條技術(shù)提高風(fēng)能利用的方法，屬于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著環(huán)境和能源問題日益突出，可再生能源的開發(fā)和利用得到世界各國的重視。風(fēng)能在可再生能源的利用中占有很大的比例，風(fēng)力發(fā)電作為對風(fēng)能利用的主要形式受到越來越多的重視?，F(xiàn)代用于并網(wǎng)運(yùn)行的大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，大多為水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，并且技術(shù)已經(jīng)很成熟。風(fēng)能的最早利用形式是垂直軸風(fēng)車，但是垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)出現(xiàn)較晚，主要是由于人們普遍認(rèn)為垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)能利用率低于水平軸，因而導(dǎo)致垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)長期得不到重視。隨著升力型風(fēng)輪技術(shù)的發(fā)展，使得垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)能利用率不再低于水平軸，并且與水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)相比，其具有維護(hù)方便，葉片設(shè)計(jì)制造簡單，造價(jià)低，不需要對風(fēng)裝置等優(yōu)點(diǎn)。
[0003]目前垂直軸風(fēng)力機(jī)按葉輪工作方式有三種形式:一)升力型風(fēng)機(jī)，主要靠葉片產(chǎn)生的升力帶動(dòng)葉輪做工。但由于葉片處于不同攻角時(shí)升力的大小區(qū)別很大，而且升力分解的與風(fēng)向垂直的用來驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)做功。平行的分力相反阻礙風(fēng)機(jī)做功。因此靠升力啟動(dòng)風(fēng)機(jī)有些困難，必須達(dá)到一定風(fēng)速，克服了阻力才能旋轉(zhuǎn)。
[0004]二)阻力型風(fēng)機(jī)，主要依靠阻力來工作的風(fēng)力機(jī)稱為阻力型風(fēng)力機(jī)。阻力型風(fēng)機(jī)在低風(fēng)速下易起動(dòng)，但旋轉(zhuǎn)速度不高，風(fēng)輪的尖速比較小，不能到達(dá)風(fēng)能的高度利用。這類風(fēng)機(jī)輸出的扭矩很大，常被用于提水、碾米、拉等動(dòng)力。
[0005]三)升阻混合型，由于前兩種風(fēng)機(jī)各有優(yōu)缺點(diǎn)，因此派生出了混合型風(fēng)機(jī)，即解決了升力型風(fēng)機(jī)起動(dòng)問題，又解決了阻力型風(fēng)機(jī)不能高速運(yùn)轉(zhuǎn)問題。但目前升阻混合型阻力和升力分開，沒有很好的結(jié)合，勢必造成互相影響的結(jié)果，導(dǎo)致其綜合性能不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種垂直軸風(fēng)力機(jī)葉片使用導(dǎo)流條技術(shù)提尚風(fēng)能利用的方法。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:垂直軸風(fēng)力機(jī)葉片使用導(dǎo)流條技術(shù)提高風(fēng)能利用的方法，在垂直軸風(fēng)力機(jī)葉片上，沿葉片展向20%、40%、60%、80%各安裝一個(gè)導(dǎo)流條。導(dǎo)流條高度為3%葉片弦長，厚度為1%葉片弦長。導(dǎo)流條從葉片前緣延伸到尾緣，導(dǎo)流條前緣首點(diǎn)位置到尾緣末點(diǎn)位置偏移距離為6%葉片弦長。
[0008]本發(fā)明效果和益處是:本發(fā)明采用葉片導(dǎo)流條技術(shù)控制風(fēng)力機(jī)葉片氣流的流經(jīng)路徑，改變氣流的進(jìn)入和離開葉片的角度，增加了葉片的升力，同時(shí)增大葉片切向力。具有降低風(fēng)機(jī)起動(dòng)風(fēng)速，提高風(fēng)能利用系數(shù)等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明導(dǎo)流條的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2是圖1的俯視圖。
[0011]圖3是垂直軸風(fēng)力機(jī)葉片的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖4是圖3的俯視圖。
[0013]圖5是垂直軸風(fēng)機(jī)框架的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
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[0014]實(shí)施例
[0015]如圖1-圖4所示:垂直軸風(fēng)力機(jī)葉片使用導(dǎo)流條技術(shù)提高風(fēng)能利用的方法，在垂直軸風(fēng)力機(jī)葉片I上，沿葉片I展向20%、40%、60%、80%各安裝一個(gè)導(dǎo)流條2。選取對稱翼型0018為實(shí)驗(yàn)翼型，弦長100_。葉片I采用木質(zhì)制成，為防止葉片I旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度不夠。在葉片I內(nèi)部設(shè)計(jì)預(yù)埋金屬鋼構(gòu)件，每片葉I片預(yù)埋3個(gè)，并且每片葉片I鋼件位置一樣，以免風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)不平衡。葉片I加導(dǎo)流條2保證不要改變翼型原有的氣動(dòng)外形。導(dǎo)流條2高度為3mm，厚度為1mm，偏移距離S為6mm，導(dǎo)流條2從A點(diǎn)到B點(diǎn)任意圓弧過渡黏貼到葉片I上。把做好的葉片組裝成實(shí)驗(yàn)框架，套在旋轉(zhuǎn)軸上，最后連接外部實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
[0016]如圖5所示:風(fēng)機(jī)安裝軸7與風(fēng)機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置固定座相連，使用連軸器與測量風(fēng)機(jī)參數(shù)扭矩儀連接。風(fēng)機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置采用4片葉片，周向均勻布置，葉片I上有與連接桿4連接的螺栓孔，使用螺栓3與連接桿4相連，連接桿通過螺栓與安裝盤5相連接，組成一個(gè)風(fēng)機(jī)框架。風(fēng)機(jī)框架的安裝盤內(nèi)有通孔，套在旋轉(zhuǎn)軸7上，使用頂絲與軸固定。
[0017]工作原理
[0018]垂直軸升力型風(fēng)力機(jī)葉片工作時(shí)，依靠葉片本身的升力在旋轉(zhuǎn)圓周切向力分力來產(chǎn)生動(dòng)力，而葉片在旋轉(zhuǎn)過程中，葉片的與來流的攻角在不斷變化。隨著攻角的增大，葉片吸力面氣流分離逐漸加劇，升力逐漸降低，切向分力也隨之減小，葉片的做功能力也隨之下降。為了保證有足夠的切向力和足夠大的升阻比，采用在葉片迎風(fēng)面即葉片吸力面安裝導(dǎo)流條，使氣流在葉片上的流經(jīng)路徑得以改變，從而氣流的進(jìn)出角發(fā)生改變，氣流的動(dòng)量發(fā)生了變化，從而給導(dǎo)流條反向作用力，增加了切向力，從而提高了葉片的做功能力。同時(shí)也改變了風(fēng)機(jī)的起動(dòng)性能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.垂直軸風(fēng)力機(jī)葉片使用導(dǎo)流條技術(shù)提高風(fēng)能利用的方法，其特征在于:在垂直軸風(fēng)力機(jī)葉片上，沿葉片展向20%、40%、60%、80%各安裝一個(gè)導(dǎo)流條。2.如權(quán)利要求1所述的垂直軸風(fēng)力機(jī)葉片使用導(dǎo)流條技術(shù)提高風(fēng)能利用的方法，其特征在于:所述導(dǎo)流條高度為3%葉片弦長，厚度為1%葉片弦長。3.如權(quán)利要求1所述的垂直軸風(fēng)力機(jī)葉片使用導(dǎo)流條技術(shù)提高風(fēng)能利用的方法，其特征在于:所述導(dǎo)流條從葉片前緣延伸到尾緣，導(dǎo)流條前緣首點(diǎn)位置到尾緣末點(diǎn)位置偏移距離為6%葉片弦長。
【專利摘要】垂直軸風(fēng)力機(jī)葉片使用導(dǎo)流條技術(shù)提高風(fēng)能利用的方法，在垂直軸風(fēng)力機(jī)葉片上，沿葉片展向20％、40％、60％、80％各安裝一個(gè)導(dǎo)流條。導(dǎo)流條高度為3％葉片弦長，厚度為1％葉片弦長。導(dǎo)流條從葉片前緣延伸到尾緣，導(dǎo)流條前緣首點(diǎn)位置到尾緣末點(diǎn)位置偏移距離為6％葉片弦長。本發(fā)明效果和益處是：本發(fā)明采用葉片導(dǎo)流條技術(shù)控制風(fēng)力機(jī)葉片氣流的流經(jīng)路徑，改變氣流的進(jìn)入和離開葉片的角度，增加了葉片的升力，同時(shí)增大葉片切向力。具有降低風(fēng)機(jī)起動(dòng)風(fēng)速，提高風(fēng)能利用系數(shù)等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】F03D3/06
【公開號(hào)】CN105041563
【申請?zhí)枴緾N201510338206
【發(fā)明人】李國文, 齊亞丹
【申請人】沈陽航空航天大學(xué)
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年6月15日