[实用新型]波浪形尾缘叶片及H型立轴风力发电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种风力发电机，特别是一种改良叶片的H型立轴风力发电机。

背景技术

现代风力发电机主要有水平轴风力发电机和立轴风力发电机两种，水平轴风力发电机是主流机型。立轴风力发电机与水平轴风力发电机相比主要有下列潜在优势：(1)无需偏航装置，可以吸收任何方向来风的能量；(2)立轴风力发电机的发电系统和增速系统位于地面，在安装和维修上立轴风力发电机更具优势；(3)立轴风力发电机工作时产生的噪音低于同功率的水平轴风力发电机；(4)整体结构上，立轴风力发电机比水平轴风力发电机简单。因此，立轴风力发电机作为离网运行的风能转换设备，可广泛应用于通讯基站、边远山区农村以及城市风能利用。

立轴风力发电机又可分为两类型：一类是利用空气阻力做功(阻力型)，典型的结构是Savonius型风力发电机。它由两个轴线错开的半圆柱形叶片组成，启动转矩较大但转速慢，风能利用率较低，用于发电缺乏竞争力，多应用于带动水泵抽水等低转速的场合；另一类是利用叶片翼型的升力做功(升力型)，比较典型的是H型立轴风力发电机。升力型立轴风力发电机较阻力型风力发电机的风能利用率高，适合做发电设备。

由于风速、负载等因素发生变化，H型立轴风力发电机无法一直工作在设计工况，即最佳尖速比下。因此，要使风力发电机转化更多的风能，必须提高其在非最佳尖速比时的输出功率。探索新型H型立轴风力发电机叶片，对拓宽其工况范围和捕获更多风能具有重要意义。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题即在提供一种效率更高的波浪形尾缘叶片以及使用该波浪形尾缘叶片的H型立轴风力发电机。

本实用新型所采用的技术手段如下。

一种波浪形尾缘叶片，叶片具有叶片长度H和叶片弦长c，叶片一端为波浪结构，该叶片长度和叶片弦长满足如下关系：5<H/c<10。

该波浪结构为锯齿结构，该锯齿结构由若干齿排列组成；齿顶部与底部之间距离为h，相邻齿顶部之间距离为e，齿的宽度为w；其中，h＝αc，e＝w＝2βH；0.15≤α≤0.25；0005≤β≤0.01。

一种H型立轴风力发电机，其包含中心轴，中心轴顶端通过轮毂连接N个支撑臂，各个支撑臂之间夹角角度相同，支撑臂连接N个叶片； N为自然数且2≤N≤6；该叶片具有叶片长度H和叶片弦长c，叶片一端为波浪结构，该叶片长度和叶片弦长满足如下关系：5<H/c<10。该波浪结构为锯齿结构，该锯齿结构由若干齿排列组成；齿顶部与底部之间距离为h，相邻齿顶部之间距离为e，齿的宽度为w；其中，h＝αc，e＝w＝2 βH；0.15≤α≤0.25；0005≤β≤0.01。

本实用新型所产生的有益效果如下：与装有普通叶片的H型立轴风力发电机相比较，同等条件下，本实用新型没有改变叶片的翼型和增加叶片的制造成本，通过对叶片尾缘的改进，提高了H型立轴风力发电机在非设计工况下的气动性能，拓宽了该类型风力发电机的工况范围，使之能够捕获更多风能。

附图说明

图1为本实用新型的H型立轴风力发电机结构示意图。

图2为本实用新型尾缘的结构示意图。

图3是本实用新型的H型立轴风力发电和采用普通的H型立轴风力发电机功率曲线对比图。

图4是本实用新型的H型立轴风力发电和采用普通的H型立轴风力发电机功率曲线提供百分比对比图。

具体实施方式

如图1及图2所示，本实用新型公开了一种波浪形尾缘叶片，以及应用该尾缘叶片的H型立轴风力发电机。

本实用新型的H型立轴风力发电机，其包含中心轴1，中心轴1顶端通过轮毂2连接N个支撑臂3，各个支撑臂3之间夹角角度相同，支撑臂连接N个叶片；N为自然数且2≤N≤6；在本实施例中，N为2，夹角为180度呈一字型。如果N为4，夹角则为90度呈十字星，如果N 为5，夹角则为72度呈星型，可以依据实际需求进行设置。

该叶片具有叶片长度H和叶片弦长c，叶片一端为波浪结构，该叶片长度和叶片弦长满足如下关系：5<H/c<10。一般的，1m<H<20m， 0.1m<c<4m，可以依据需求选用。

在本实施例图2中，该波浪结构为锯齿结构，该锯齿结构由若干齿排列组成；齿顶部与底部之间距离为h，相邻齿顶部之间距离为e，齿的宽度为w；其中，h＝αc，e＝w＝2βH；0.15≤α≤0.25；0005≤β≤0.01。当然，除了这种锯齿结构，也可以采用非锯齿的圆滑波浪曲线结构。