[发明专利]一种高效利用风能的多翼集流叶片

权利要求书

1.一种高效利用风能的多翼集流叶片，其特征是它包括至少两个翼和至少一个相邻翼之间形成的域，通过对每个所述翼和所述域的形状设计，使相邻的所述翼对流过其间所述域的流体产生一种集流效应，所述域是其前面相邻翼的后凹面与后面相邻翼的前凸面之间形成的空间，并且所述相邻翼的后凹面、前凸面是朝向上偏前方向；通过设置所述相邻翼之间的相对方位以增强所述集流效应，增大流过所述域的流体的动能而提高所述域后面相邻翼的升力，从而提高由所述翼和所述域组成的整体多翼叶片的风能利用系数。

2.根据权利要求1所述的多翼集流叶片，其特征是所述的翼为n个，由n个翼ni(n≥2、i=1,2,……,n)和n-1个由翼ni与翼nj之间的域fij(j=i+1≤n、i=1,2,……,n-1)构成多翼叶片Gn，通过所述n个翼ni和所述n-1个翼ni与翼nj之间的所述域fij的形状设计、以及所述n-1个翼ni与翼nj之间相对方位的设置，所述域fij是翼ni的后凹面与翼nj的前凸面之间形成的空间，并且所述相邻翼的后凹面、前凸面是朝向上偏前方向；使所述翼ni将通过所述域fij的流体聚集流向所述翼nj上表面的切线方向，给所述翼nj上表面的边界层提供更大的流体动能，来减小层流分离而使所述翼nj的升力增大，从而提高了所述多翼叶片Gn的风能利用系数Cp；通过调制所述翼ni与所述翼nj之间的相对方位，控制所述翼nj的升力值，进而控制所述多翼叶片Gn的功率。

3.根据权利要求1所述的多翼集流叶片，其特征是所述的翼为n个，排头的翼n1界定为集流翼C，其余的翼ni(i=2,……,n)构成子叶片Dm(m=n-1)，集流域F是集流翼C与子叶片Dm之间的域，它由集流翼C的下表面和子叶片Dm前缘上部之间的空间形成，由集流翼C、集流域F和子叶片Dm(m=n-1)构成多翼叶片Gndm，其中所述子叶片Dm由m个翼mi(m=n-1≥1、i=1,2,……,m)和m-1个翼mi与翼mj之间的域fij(j=i+1≤m、i=1,2,……,m-1)构成，通过所述集流翼C形状设计、m个所述翼mi形状设计和所述集流域F和m-1个翼mi与翼mj之间的所述域fij的形状设计，以及所述集流翼C与翼m1之间的相对方位、翼mi与翼mj之间的相对方位设置，所述域fij是所述翼mi的后凹面与所述翼mj的前凸面之间形成的空间，并且所述相邻翼的后凹面、前凸面是朝向上偏前方向，使集流翼C将通过集流域F的流体聚集流向翼m1上表面的切线方向、翼mi将通过域fij的流体聚集流向翼mj上表面的切线方向，给翼mj上表面的边界层提供更大的流体动能，来减小层流分离而使翼mj的升力增大，从而提高了叶片Gndm的风能利用系数Cp；通过调制集流翼C相对于翼m1所处的方位、翼mi相对于翼mj所处的方位，控制翼mj的升力值，进而控制叶片Gndm的功率。

4.根据权利要求2或3所述的多翼集流叶片，其特征是以某种单翼A的形状作为所述多翼叶片Gn或Gndm的外轮廓。

5.根据权利要求3所述的多翼集流叶片，其特征是以某种单翼B的形状作为所述多翼叶片Gndm中的子叶片Dm的外轮廓。

6.根据权利要求2或4所述的多翼集流叶片，其特征是所述多翼叶片Gn中的所述n个翼的取值范围为2≤n≤30。

7.根据权利要求6所述的多翼集流叶片，其特征是所述多翼叶片Gn中的所述n个翼的取值范围为2≤n≤5。

8.根据权利要求3至5任一所述的多翼集流叶片，其特征是所述多翼叶片Gndm中的所述n个翼的取值范围为2≤n≤5、1≤m≤4。

9.根据权利要求3至5任一所述的多翼集流叶片，其特征是所述多翼叶片Gndm中的所述n个翼的取值范围为6≤n≤15、5≤m≤14。

10.根据权利要求3至5任一所述的多翼集流叶片，其特征是所述多翼叶片Gndm中的所述n个翼的取值范围为16≤n≤30、15≤m≤29。