專利名稱：一種具有螺旋結構風葉陣列的垂直軸塔輪的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種風力發(fā)電裝置，尤其涉及一種具有螺旋結構風葉陣列的垂直 塔軸塔輪。
背景技術：
水平軸三葉式風輪是目前風力發(fā)電機的主流機型。該模式雖經(jīng)反復改進，但它的 風能利用系數(shù)最高只能達到30%，而年平均滿負荷發(fā)電小時只能達到2200-2600小時(全 年8760小時)，其利用率顯然很低。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種具有螺旋結構風葉陣列的垂直塔軸 塔輪，是高效捕獲風能性能的捕風裝置，有效提升系統(tǒng)的風能利用系數(shù)。本實用新型所要解決的技術問題是通過以下技術方案來實現(xiàn)的一種具有螺旋結構風葉陣列的垂直軸塔輪，其特征在于所述垂直軸塔輪包括垂 直塔軸和風葉盤；所述風葉盤為多層，等距平行設置在垂直塔軸上；所述每層風葉盤包括 若干個風葉，各層風葉盤的風葉之間上下連續(xù)傾斜連接；所述各層風葉盤直徑相同或自下 而上逐漸加大；所述最下層風葉盤的每個風葉下面均設有滾輪，同時行走在垂直塔軸底座 的環(huán)形軌道上，帶動各層風葉盤繞垂直塔軸同時旋轉(zhuǎn)。所述垂直塔軸為柱形或錐形塔管狀，垂直塔軸外部設有多層塔軸筒。所述每層的風葉盤均通過一個環(huán)形結構與同層塔軸筒壁連接整體同步旋轉(zhuǎn)。所述環(huán)形結構為珩架或網(wǎng)架結構，形成一個中部透空的整體結構。所述風葉盤的每個風葉均為折線狀或半圓弧狀，均沿水平方向一致傾斜15-65 度。所述每層風葉盤包括3-12個風葉，風葉沿垂直軸塔輪的環(huán)形結構邊緣等距分布， 垂直軸塔輪表面形成3-12條自下而上的螺旋流道。所述各層風葉盤的風葉與環(huán)形結構邊緣焊接、螺栓、鉚接或鏈接。所述垂直塔軸的頂部設有穹頂，穹頂與最上層風葉盤的風葉固定連接，穹頂也可 以與垂直塔軸同步旋轉(zhuǎn)。本實用新型具有如下優(yōu)點本實用新型為高效捕風裝置，該裝置用于風力發(fā)電機，可大幅度改善發(fā)電機的發(fā) 電性能和發(fā)電質(zhì)量。在其它需要動力輸出的場合后，該裝置也可被廣泛使用。本實用新型中，由于風葉向迎風方向的傾斜，這就會使推動風輪旋轉(zhuǎn)的阻力受風 和升力受風同時組合于迎風側；由于風葉向迎風方向的傾斜，這就會直接降低風葉背風方 向的受風強度。本實用新型中，由于各層風葉以上下連接的方式連續(xù)傾斜安裝，因此相關風葉便 會在風輪表面形成12條可供氣流上下流動的流道。由于風可在這些流道內(nèi)做上下長程運
3動，因此這些流道可有效延長風對風輪的作用時間。由于流道的傾斜，風輪各層的受風強度 每次都會經(jīng)歷由小而大、然后由大而小的變化。這種受力特性就會有效保證風輪受風時的 連續(xù)性和平滑性，從而有效抑制風輪受風時的振動，這對改善風電品質(zhì)和提升系統(tǒng)的安全 性十分有利。本實用新型中，由于風輪被風道圍成圓桶狀，在風吹過時，除40%以上的風能被風 輪作為動力直接吸收外，那些吹入風輪內(nèi)的風實際已經(jīng)被風輪圈禁。這些被圈禁的風由于 錐型塔管的導風作用必然會形成上升氣流。這些上升氣流就會向傾斜的流道施加作用力， 從而構成風輪對風能的二次利用和三次利用，有效提升系統(tǒng)的風能利用系數(shù)。本實用新型中，由于風輪各層直徑自下而上逐漸加大，這個處置可以有效響應風 切變規(guī)律在相同風速條件下，風輪直徑與風輪轉(zhuǎn)速呈反比。因此即使風輪上部所處風速較 高，但是由于風輪直徑也比較大，因此風輪上部的轉(zhuǎn)速也就比較低；風輪中下部所處風速較 低，但是風輪直徑較小，風輪的轉(zhuǎn)速也就比較高，因此，即使在同一時間內(nèi)風輪各層所經(jīng)歷 風速不同，但是風輪由上而下各層都以大致相同的速度旋轉(zhuǎn)，動態(tài)十分和諧，有效避免了能 量損失和噪音。

圖1為本實用新型的正視圖圖2-1為本實用新型半圓弧狀風葉的結構示意圖圖2-2為本實用新型的折線狀風葉的結構示意圖
具體實施方式
下面結合說明書附圖對本實用新型作進一步說明。如圖1所示，1-垂直塔軸、2-風葉盤、3-風葉、4-塔軸筒、5-垂直塔軸底座、6-穹 頂、7-環(huán)形結構。具體實施例一種具有螺旋結構風葉陣列的垂直軸塔輪，所述垂直軸塔輪包括垂 直塔軸1和風葉盤2 ；所述風葉盤為多層，等距平行設置在垂直塔軸1上；所述每層風葉盤 2包括若干個風葉3，各層風葉盤2的風葉3之間上下連續(xù)傾斜連接；所述各層風葉盤2直 徑相同或自下而上逐漸加大；所述最下層風葉盤2的每個風葉下面均設有滾輪，同時行走 在垂直塔軸底座5的環(huán)形軌道上，帶動各層風葉盤2繞垂直塔軸1同時旋轉(zhuǎn)。所述垂直塔軸1為柱形或錐形塔管狀，垂直塔軸1外部設有多層塔軸筒4。所述每層的風葉盤2均通過一個環(huán)形結構7與同層塔軸筒4的外壁連接整體同步 旋轉(zhuǎn)。所述環(huán)形結構7為珩架或網(wǎng)架結構，形成一個中部透空的整體結構。如圖2-1和圖2-2所示，所述風葉盤2的每個風葉3均為折線狀或半圓弧狀，均沿 水平方向一致傾斜15-65度。所述每層風葉盤2包括3-12個風葉3，風葉3沿垂直軸塔輪的環(huán)形結構7邊緣等 距分布，垂直軸塔輪表面形成3-12條自下而上的螺旋流道。所述各層風葉盤2的風葉3與環(huán)形結構7邊緣焊接、螺栓、鉚接或鏈接。所述垂直塔軸1的頂部設有穹頂6，穹頂6與最上層風葉盤2的風葉3固定連接，
4穹頂也可以與垂直塔軸2同步旋轉(zhuǎn)。本實用新型中，垂直塔軸外可以不設多層塔軸筒，而是固定結構，可以通過在垂直 塔軸的中部和底部設置環(huán)形軌道，來帶動各層風葉盤同時旋轉(zhuǎn)。本領域的技術人員在不脫離權利要求書確定的本實用新型的精神和范圍的條件 下，還可以對以上內(nèi)容進行各種各樣的修改。因此本實用新型的范圍并不僅限于以上的說 明，而是由權利要求書的范圍來確定的。
權利要求一種具有螺旋結構風葉陣列的垂直軸塔輪，其特征在于所述垂直軸塔輪包括垂直塔軸和風葉盤；所述風葉盤為多層，等距平行設置在垂直塔軸上；所述每層風葉盤包括若干個風葉，各層風葉盤的風葉之間上下連續(xù)傾斜連接；所述各層風葉盤直徑相同或自下而上逐漸加大；所述最下層風葉盤的每個風葉下面均設有滾輪，同時行走在垂直塔軸底座的環(huán)形軌道上，帶動各層風葉盤繞垂直塔軸同時旋轉(zhuǎn)。
2.如權利要求1所述的具有螺旋結構風葉陣列的垂直軸塔輪，其特征在于所述垂直 塔軸為柱形或錐形塔管狀，垂直塔軸外部設有多層塔軸筒。
3.如權利要求1或2所述的具有螺旋結構風葉陣列的垂直軸塔輪，其特征在于所述 每層的風葉盤均通過一個環(huán)形結構與同層塔軸筒壁連接整體同步旋轉(zhuǎn)。
4.如權利要求3所述的具有螺旋結構風葉陣列的垂直軸塔輪，其特征在于所述環(huán)形 結構為珩架或網(wǎng)架結構，形成一個中部透空的整體結構。
5.如權利要求1所述的具有螺旋結構風葉陣列的垂直軸塔輪，其特征在于所述風葉 盤的每個風葉均為折線狀或半圓弧狀，均沿水平方向一致傾斜15-65度。
6.如權利要求1或5所述的具有螺旋結構風葉陣列的垂直軸塔輪，其特征在于所述 每層風葉盤包括3-12個風葉，風葉沿垂直軸塔輪的環(huán)形結構邊緣等距分布，垂直軸塔輪表 面形成3-12條自下而上的螺旋流道。
7.如權利要求6所述的具有螺旋結構風葉陣列的垂直軸塔輪，其特征在于所述各層 風葉盤的風葉與環(huán)形結構邊緣焊接、螺栓、鉚接或鏈接。
8.如權利要求1所述的具有螺旋結構風葉陣列的垂直軸塔輪，其特征在于所述垂直 塔軸的頂部設有穹頂，穹頂與最上層風葉盤的風葉固定連接。
專利摘要本實用新型公開了一種具有螺旋結構風葉陣列的垂直軸塔輪，其特征在于所述垂直軸塔輪包括垂直塔軸和風葉盤；所述風葉盤為多層，等距平行設置在垂直塔軸上；所述每層風葉盤包括若干個風葉，各層風葉盤的風葉之間上下連續(xù)傾斜連接；所述各層風葉盤直徑自下而上逐漸加大；所述最下層風葉盤的每個風葉下面均設有滾輪，同時行走在垂直塔軸底座的環(huán)形軌道上，帶動各層風葉盤繞垂直塔軸同時旋轉(zhuǎn)。本實用新型為高效捕風裝置，該裝置用于風力發(fā)電機，可大幅度改善發(fā)電機的發(fā)電性能和發(fā)電質(zhì)量。
文檔編號F03D3/02GK201687649SQ20102017304
公開日2010年12月29日 申請日期2010年4月28日 優(yōu)先權日2010年4月28日
發(fā)明者伍康旺, 伍長序, 張德仰, 戴固生, 李明, 黃豐年 申請人:伍康旺;張德仰