[实用新型]一种提高风能利用率的垂直轴风力机

说明书

本实用新型涉及风能发电技术领域，具体涉及一种提高风能利用率的垂直轴风力机。包括转轴、叶片、调节结构和连杆，叶片通过连杆和转轴连接，调节结构包括进气槽、排气槽、低压槽和引射管。气流经过叶片前端时部分气流通过进气槽进入叶片内部，经过进气槽加速后，气流在排气槽内形成高速低压气流，从而使叶片后端表面的气流会被吸入低压槽内，并流过引射管后并入排气槽，合流后的气体从叶片后端喷出，一方面降低了叶片前端的风压，减小了叶片的外形阻力，另一方面通过低压槽和引射管的抽吸作用而抑制叶片吸力面边界层分离，从而提升了叶片的升力，实现了既提升叶片升力又减小叶片外形阻力以提高风力机风能利用率。

技术领域

本实用新型涉及风能发电技术领域，具体涉及一种提高风能利用率的垂直轴风力机。

背景技术

风是地球上的一种自然现象，它是由太阳辐射热引起的，是利用空气流做功而提供给人类的一种可利用的能量，属于可再生能源，从广义上讲，风能也属于太阳能的一种，风能大概占到达地球的太阳能总数的2％。虽然看起来不多，但这依然是一个不可小觑的数字，据科学家估算，全球的风能约为1300亿千瓦，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍，因此风能利用成了人类非常具有前景的研究题目之一。常用的风力机为升力型垂直轴风力机，以有更高的风能利用系数，而提高升力型风力机叶片做功能力常用的方法为通过提升叶片的升力与减小叶片的外形阻力来实现。而现有的垂直轴风力机的叶片，要么采用提升叶片的升力的方法，要么采用减小叶片的外形阻力的方法来提高风力机风能利用率，而无法做到同时既提升叶片升力又减小叶片外形阻力以提高风力机风能利用率。

实用新型内容

本实用新型提供一种提高风能利用率的垂直轴风力机，以解决无法做到同时既提升叶片升力又减小叶片外形阻力以提高风力机风能利用率的问题。

本实用新型的采用如下技术方案：一种提高风能利用率的垂直轴风力机，包括转轴、多个叶片、调节结构和连杆，转轴沿竖直方向设置，多个叶片沿转轴周向均匀分布，叶片为沿竖直方向延伸的柱状，叶片在水平面内的投影呈两侧凸起的水滴状，且前端的投影边缘为圆弧状，后端的投影边缘为锐角状，叶片靠近转轴的侧面为吸力面，远离转轴的另一侧面为压力面，连杆设有多个，沿转轴周向均匀分布，连杆沿转轴径向延伸，一端与叶片连接，另一端与转轴连接，调节结构设在叶片上，包括进气槽、排气槽、低压槽和引射管，进气槽设在前端，且在叶片竖直对称面上的投影为前大后小的漏斗状的集气曲线，排气槽沿进气槽轴线前后延伸，前端与进气槽的后端连通，后端贯穿叶片至叶片后端，低压槽设在吸力面的侧壁上，且低压槽设在靠近叶片后端处，引射管设在排气槽和低压槽之间，引射管上下延伸且下端向叶片后端倾斜，并将排气槽和低压槽连通，以在气流由进气槽前端进入叶片内部后，经过进气槽加速后，气流在排气槽内形成高速低压气流，从而使叶片后端表面的气流会被吸入低压槽内，并流过引射管后并入排气槽，合流后的气体从叶片后端喷出。

进一步地，低压槽上设有上盖，上盖上设有引气孔，引气孔轴线与吸力面垂直。

进一步地，调节结构设有多个，多个调节结构沿竖直方向均布在叶片上。

进一步地，低压槽设在距离叶片后端边缘预设距离处，预设距离为叶片前端至叶片后端的叶片弦长的30％处，引射管的轴线与水平面的夹角为四十五度。

进一步地，引射管的半径大小为叶片前端圆弧半径大小的二分之一。

进一步地，引气孔的直径大小为0.8mm。

本实用新型的有益效果是：叶片在风力作用下转动，气流经过叶片前端向叶片后端流动时，部分气流通过进气槽进入叶片内部，气流由进气槽前端进入叶片内部后，经过进气槽加速后，气流在排气槽内形成高速低压气流，从而使叶片后端表面的气流会被吸入低压槽内，并流过引射管后并入排气槽，合流后的气体从叶片后端喷出，一方面降低了叶片前端的风压，减小了叶片的外形阻力，另一方面通过低压槽和引射管的抽吸作用而抑制叶片吸力面边界层分离，从而提升了叶片的升力，实现了同时既提升叶片升力又减小叶片外形阻力以提高风力机风能利用率。