利用低速風能產生動力的風機翼片的製作方法

2023-06-06 23:26:21

專利名稱：利用低速風能產生動力的風機翼片的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種風機翼片，特別是垂直風機的翼片。
背景技術：
風機翼片翼型的設計是在流體力學的基礎上建立物理計算模型，由於流體力學公式非常複雜而無解析解，必須藉助計算機才能完成。目前，設計風機翼型的計算模型一般採用設計飛機翼型的計算模型，由於風機翼片相對風的運動是旋轉運動，而飛機機翼在飛行時相對風的運動是直線運動，故飛機機翼的計算模型不能設計出完全符合實際要求的風機翼型，特別是在垂直風機的情況時，風機翼片在旋轉過程中必須經歷逆向風流，因此設計出的風機翼型與符合實際要求的風機翼片有不小差距，它不能有效利用風能。所以現有技術的風機，一般風速達到8米/秒才能正常運行發電，而我國大量的風力資源為5米/秒，不能有效的進行利用。此外，針對風機運行建立物理計算模型，設計風機翼型，由於風機與風流的相互作用比飛機與氣流的相互作用還要複雜，故採用一個計算模型導致計算量極大地增加，甚至無法運算。為了能運算設計翼型而不得不過分簡化模型和降低近似度。這樣設計出的風機冀型與符合實際要求的風機翼片存在不小差異，仍然不能有效利用風能，特別是不能解決風速較低時的風能利用問題。

發明內容
本發明的目的在於避免現有技術的不足之處而提供一種利用低速風能產生動力的風機翼片，從而能利用較低風速時的風能。。
本發明的目的可以通過採用以下技術方案來實現一種利用低速風能產生動力的風機翼片，包括有翼體(y)，其主要特點是還包括有在翼體的橫截面，其翼頭(a)外輪廓曲線的形狀為流線型，其翼背(b)為凸起的流線型曲線；其翼尾(d)也為流線型；翼背(b)與翼尾(d)由凸起的流線型曲線與凹進的流線型曲線平滑相連，使其翼尾翹起；翼腹(c)與翼尾(d)為平滑連接到翼尾(d)的向下的凸起流線型曲線，翼腹(c)平滑連接到翼頭(a)，形成閉合的流線型曲線。
所述的利用低速風能產生動力的風機翼片還包括有所述的翼腹(c)凹進，翼腹(c)與翼尾(d)為由凹進的腹部光滑連接到翼尾(d)的向下的凸起流線型曲線，形成閉合的流線型曲線。
所述的利用低速風能產生動力的風機翼片的翼背(b)的最高點到翼頭(a)與翼尾(d)兩端之間最大距離連線的直線距離與翼頭(a)與翼尾(d)兩端之間最大距離與翼頭(a)與翼尾(d)兩端之間最大距離的尺寸比為0.11-0.42。
本發明的風機翼片所述的翼體(y)為柱形。所述的翼體(y)為C形。所述的翼體(y)還包括有與支架的連接件。
利用低速風能產生動力的風機翼片的材料為輕質金屬或合金、或為輕質複合材料、或為高分子發泡材料。
風機翼片的材料為輕質金屬或合金、輕質複合材料、高分子發泡材料。
本發明的有益效果是，結構簡單，設計合理，重量輕，成本低，提高效率。有足夠的強度，不易扭曲、變形，造型美觀、節約材料。
風機翼片是風機的風能接收器，屬功能器件，它的性能和功效是通過風翼的外廓形狀來實現的，這是流體力學的特性通過其功能器件體現的必然形式。本發明的風機翼片的設計將風機翼片分成若干段，分析風流經過風機翼片時在風機翼片兩邊產生壓差的風流型態，針對其特點建立每段的物理計算模型，特別是針對了垂直風機的逆向風流問題，通過運算設計出每段的翼型，然後合成出完整的風翼計算壓差。通過調整設制的參數使翼型變化，經多次運算，直到合成後的完整翼型能產生最大壓差的翼型為止。為此用這種方法設計的風機翼型更符合實際要求的風翼，能提高風能利用效率。
本發明設計的風機翼型，由於翼尾翹起所以減小了逆向風阻力、凹進翼體的翼腹和凸起的翼背增大了順向風升力，提高了風能特別是較低風速時風能的利用效率。在風速達到3米/秒能夠運行發電。
以下結合附圖所示之最佳實施例作進一步詳述

圖1為發明實施例1的翼體結構示意圖。
圖2為發明實施例1翼體橫截面的結構示意圖。
圖3為發明實施例2的翼體結構示意圖。
具體實施例方式實施例1見圖1、圖2，利用低速風能產生動力的風機翼片，有翼體y，在翼體y的橫截面，為了敘述方便，將翼體的外輪廓分為10點，其中1、5、6、9四個點是流線型凸曲線與流線型凹曲線連接的接合點，點1、2、3、4、5依次之間由流線型凸曲線光滑連接形成翼頭a和翼背b，其翼頭a外輪廓曲線的形狀為流線型，其翼背b為凸起的流線型曲線；點6、7、8、9依次之間由流線型凸曲線光滑連接形成翼尾d，其翼尾d也為流線型；點4、5、6之間翼背b與翼尾d由凸起的流線型曲線與凹進的流線型曲線平滑相連，使其翼尾翹起；點9、10、1依次之間由流線型凹曲線光滑連接形成翼腹，翼腹c凹進，翼腹c與翼尾d為由凹進的腹部光滑連接到翼尾d的向下的凸曲線，翼腹c平滑連接到翼頭a，形成閉合曲線。近似形成除去尾巴的鯨魚體型輪廓。翼背b的最高點到翼頭a與翼尾d兩端之間最大距離連線的直線距離與翼頭a與翼尾d兩端之間最大距離與翼頭a與翼尾d兩端之間最大距離的尺寸比為0.3。翼體y為柱形。這樣由點1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、1依次之間按上述的凸曲線和凹曲線位置光滑連接形成的閉合曲線形狀。風機翼片的材料為輕質金屬或合金、輕質複合材料、高分子發泡材料。在採用本實施例裡描述的翼片製作的風機在風速達到3米/秒時即可發電。
實施例2利用低速風能產生動力的風機翼片，有翼體y，翼體y為C形。其餘結構同實施例1。
權利要求
1.一種利用低速風能產生動力的風機翼片，包括有翼體(y)，其特徵是還包括有在翼體的橫截面，其翼頭(a)外輪廓曲線的形狀為流線型，其翼背(b)為凸起的流線型曲線；其翼尾(d)也為流線型；翼背(b)與翼尾(d)由凸起的流線型曲線與凹進的流線型曲線平滑相連，使其翼尾翹起；翼腹(c)與翼尾(d)為平滑連接到翼尾(d)的向下的凸起流線型曲線，翼腹(c)平滑連接到翼頭(a)，形成閉合的流線型曲線。
2.如權利要求1所述的利用低速風能產生動力的風機翼片，其特徵是所述的翼腹(c)凹進，翼腹(c)與翼尾(d)為由凹進的腹部光滑連接到翼尾(d)的向下的凸起流線型曲線，形成閉合的流線型曲線。
3.如權利要求1或2所述的利用低速風能產生動力的風機翼片，其特徵是所述的翼背(b)的最高點到翼頭(a)與翼尾(d)兩端之間最大距離連線的直線距離與翼頭(a)與翼尾(d)兩端之間最大距離的尺寸比為0.11-0.42。
4.如權利要求3所述的利用低速風能產生動力的風機翼片，其特徵所述的翼體為柱形。
5.如權利要求3所述的利用低速風能產生動力的風機翼片，其特徵是所述的翼體為C形。
6.如權利要求3所述的利用低速風能產生動力的風機翼片，其特徵是所述的翼體(y)還包括有與支架的連接件。
7.如權利要求1或2所述的利用低速風能產生動力的風機翼片，其特徵是風機翼片的材料為輕質金屬或合金、輕質複合材料、高分子發泡材料。
全文摘要
本發明涉及一種風機翼片，特別是垂直風機的翼片。一種利用低速風能產生動力的風機翼片，包括有翼體(y)，其主要特點是還包括有在翼體(y)的橫截面，其翼頭(a)外輪廓曲線的形狀為流線型，其翼背(b)為凸起的流線型曲線；其翼尾(d)也為流線型；翼背(b)與翼尾(d)由凸起的流線型曲線與凹進的流線型曲線平滑相連，使其翼尾翹起；翼腹(c)與翼尾(d)為平滑連接到翼尾(d)的向下的凸起流線型曲線，翼腹(c)平滑連接到翼頭(a)，形成閉合的流線型曲線。本發明設計的風機翼型，由於翼尾翹起所以減小了逆向風阻力、凹進翼體的翼腹和凸起的翼背增大了順向風升力，提高了風能特別是較低風速時風能的利用效率。在風速達到3米/秒能夠運行發電。
文檔編號F03D11/00GK1796773SQ20041007342
公開日2006年7月5日 申請日期2004年12月20日 優先權日2004年12月20日
發明者李鋒, 王樹全, 鄧劍波, 龐兵, 盧建軍 申請人:李鋒