[实用新型]垂直轴风力发电机混合动力型叶片

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电机技术领域，尤其涉及一种垂直轴风力发电机混合动 力型叶片。

背景技术

风力发电机通常分为两类：一是水平轴风力发电机，风轮的旋转轴与风向 平行；二是垂直轴风力发电机，风轮的旋转轴垂直于地面或者气流的方向。叶 片是风力发电机中最基础和最关键的部件，目前国内垂直轴风力发电机叶片的 设计，普遍采用的叶片有升力型叶片和阻力型叶片。阻力型叶片垂直轴风力发 电机主要是利用空气流过叶片产生的阻力作为驱动力，而升力型则是利用空气 流过叶片产生的升力作为驱动力的。升力型叶片拥有良好的高转速扭矩输出， 叶片在旋转过程中，随着转速的增加阻力急剧减小，升力反而会增大,但启动相 对困难，启动扭矩小；而阻力型叶片拥有良好的启动扭矩，但高转速并没有理 想的扭矩输出，并且到一定转速后风能利用率极低。此外，有些垂直轴风力发 电机单机拥有升力型和阻力型两套叶片，虽然同时拥有了阻力型叶片和升力型 叶片的优势，却增加了一倍的生产成本，又增加了风力发电机组整机的重量， 增大了整机的机械阻力。

而且，国内很多的垂直轴风力发电机叶片采用整体的拉伸型材以及焊接制 作，重量重的同时，使风轮支杆、发电机与风轮连接部件、风力发电机整机与 风机塔杆、风机塔杆的强度都要加强，而焊接的存在也使叶片的质量产生了隐 患；另有一些的垂直轴风力发电机叶片采用复合材料制作，复合材料制作的叶 片，虽然重量减轻了，却在强度和韧性上有了很大的减弱，经常有撕裂、折断 等情况发生。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种垂直轴风力发电机混合动力型叶片，在运行中 既拥有升力型叶片良好的启动扭矩，又拥有阻力型叶片良好的叶尖速比；型材 和板材结合，大大减少了耗材，减轻了叶片整体重量，同时铆接技术的利用， 增加了叶片整体的质量、安全和寿命。

本实用新型解决技术问题采用如下技术方案：一种垂直轴风力发电机混合 动力叶片，包括前弧、内弧板、外弧板和叶片封盖，所述前弧内设置有加强竖 筋和加强筋，所述内弧板采用半机翼型内弧，所述外弧板采用机翼型外弧，所 述外弧板尾部与内弧板尾部之间设置有进气口，所述叶片封盖设置在叶片两端， 将叶片的两端开口封住。

优选地，所述叶片封盖的前部对应叶片前弧，叶片封盖的后部对应外弧板 和内弧板；叶片封盖的前部和后部均设置有上下折弯边，叶片封盖的前部上折 弯边和前部下折弯边将叶片的前弧封口处铆接外包，叶片封盖的后部上折弯边 和后部下折弯边分别叶片的外弧板和内弧板铆接内置。

优选地，所述加强筋上设置有前部折弯边、后部上折弯边和后部下折弯边， 所述前部折弯边对应叶片的前弧，与叶片前弧铆接，所述后部上折弯边与外弧 板铆接，所述后部下折弯边与内弧板铆接。

优选地，所述外弧板尾部为半弧形折弯收尾。

优选地，所述外弧板的径向首尾直线长度大于内弧板的径向首尾直线长度。

优选地，所述叶片的前弧、外弧板和加强竖筋采用铝合金拉伸型材制作而 成；所述叶片的内弧板、叶片封盖和加强筋采用铝合金板材制作而成。

优选地，所述加强筋和叶片封盖采用模具冲压成型制成。

本实用新型具有如下有益效果：本发明提供的垂直轴风力发电机混合动力 型叶片将升力型叶片和阻力型叶片的优势相融合，并设计于同一个叶片上。既 拥有了升力型叶片的高叶尖速比，满足垂直轴风力发电机在中高转速时的转速 与扭矩的要求；又拥有阻力型叶片的低转速高扭矩输出，满足了垂直轴风力发 电机超低风速启动和低转速时的转速与扭矩的要求；同时两种优势设计于同一 叶片，叶片采用耐腐蚀铝合金拉伸型材与板材相结合，抛弃焊接，改用铆接技 术，结构简单、重量轻、耗材少，对垂直轴风力发电机的设计难度要求大大降 低，减少了垂直轴风力发电机整机的机械阻力，降低了垂直轴风力发电机的成 本，增加了叶片的使用寿命。

附图说明

图1为本发明垂直轴风力发电机混合动力型叶片的结构示意图；

图2为本发明垂直轴风力发电机混合动力型叶片的径向截面示意图；

图3为本发明垂直轴风力发电机混合动力型叶片的加强筋结构示意图；

图4为为本发明垂直轴风力发电机混合动力型叶片的叶片封盖结构示意 图。