[发明专利]一种高效垂直轴Savonius风力机

说明书

本发明公开了一种高效垂直轴Savonius风力机，包括风力机端板、风力机叶片与中心竖直的立轴，上下两块端板通过中心竖直的立轴对称设置，风力机叶片有两组，每组包括1片静叶片与4片动叶片，每组风力机叶片在动叶片首尾连接处设有支撑杆，每组风力机的静叶片、动叶片与支撑杆连成完整的半圆柱面；两片静叶片的首端以及最外层动叶片的尾端与转轴中心在同一条直线上，两片静叶片凹面相对，并有部分静叶片正对，任意一片动叶片在风的作用下以远离中心轴一端叶片上的旋转轴为中心，另一端的旋转导向轴在动叶片旋转导向轨中自由滑动，实现动叶片的自动开合。可以减小叶片凸面迎风时产生的阻力，提高风力机的效率。

技术领域

本发明属于垂直轴风力机领域，尤其涉及一种高效垂直轴Savonius风力机。

背景技术

随着全球变暖、环境污染等问题的日益严重，人们更加重视可再生能源的开发与利用。可再生能源的利用能够减少常规能源资源的开发和影响，促进社会的可持续发展。在众多可开发利用的可再生能源中，风能因其储量大、分布广泛和清洁，安全而备受关注。

风能是一种潜力很大的新能源，而且我国风能具有数量大，分布广泛，可再生，无污染等优势。Savonius风力机是一种典型的阻力型垂直轴风力机，它的优点是启动转矩较大、结构简单、成本低、优化设计方便等，但是在实际应用中也存在不可忽视的问题，其中比较突出的是转速和风能利用系数较低。

近年来，国内外研究人员致力于对Savonius风力机进行优化设计，旨在保证风力机稳定运行的同时，提高风力机的扭矩性能与效率。但已有的部分优化方法并没有解决Savonius风力机因叶片凸面迎风时产生阻力矩而效率降低的问题。

一种高效垂直轴Savonius风力机着眼于目前垂直轴风力机技术存在的问题，从风力机叶片入手，参考百叶窗式叶片，设计新型的Savonius风力机叶片，旨在减轻风力机叶片凸面迎风时产生的阻力，提高风能利用效率和风力机性能。该设计结构简单，安装方便，有利于Savonius风力机在风能利用方面的市场推广。

发明内容

本发明根据现有技术的不足与缺陷，提出了一种高效垂直轴Savonius风力机，目的在于减弱了风力机叶片凸面迎风时产生的阻力，起到了提高风力机性能作用。

本发明采用的技术方案如下：

一种高效垂直轴Savonius风力机，包括风力机端板、风力机叶片与中心立轴，上下两块风力机端板为两块相同的圆板，在两风力机端板圆心之间设立竖直的中心立轴，所述风力机叶片有两组，两组风力机叶片围绕中心立轴设置于两风力机端板之间；每组包括一片静叶片与四片动叶片，每组风力机叶片在动叶片首尾连接处设有支撑杆，所述每组风力机的静叶片、动叶片与支撑杆连接形成完整的半圆柱面；两片静叶片的的首端以及最外层动叶片的尾端与端板圆心在同一条直线上，两片静叶片凹面相对，并有部分静叶片正对。

所述动叶片远离转轴中心的一端为半圆形，另一端为斜面形，所述斜面的角度为20°～30°；在动叶片上下水平面的两端加工出竖直的短立轴，动叶片半圆端的短立轴为旋转轴，斜面端的短立轴为旋转导向轴；在与旋转轴相对的安装位置设置轴承安装孔，配套装有旋转轴承；在旋转导向轴对应的风力机端板上设置动叶片旋转导向轨；所述动叶片旋转导向轨为70°的圆弧槽；

所述静叶片与动叶片相比结构基本相同，在两端无短立轴，并且较动叶片稍长，固定于上下端板上的静叶片安装槽内，位置固定不能转动。

所述支撑杆安装在两片动叶片的首尾连接处，一端为斜面形一端为内陷的半圆形，支撑杆的斜面角度设定与动叶片斜面相配合，支撑杆的内嵌圆弧面与动叶片的半圆形端面相配合；支撑杆通过销钉竖直固定在上下端板之间。

本发明的有益效果：