[实用新型]垂直轴风力发动机的三戟消涡风轮

说明书

技术领域

本实用新型属于风力发动机技术领域，涉及一种垂直轴风力发动机的三戟消涡式风能传递风轮。

背景技术

风能是一种清洁、安全、再生绿色能源，已逐渐成为世界各国大力开发利用的一种新能源。风力发动机可分为水平轴风力发动机和垂直抽风力发动机两大类，而垂直轴风轮又可以分为升力型风轮和阻力型风轮。申请号为200610017530的中国实用新型专利申请公布说明书中公开了一种垂直轴风力发动机的三叶风能传递腔式风轮，该风轮属于阻力型风轮，结构如图7所示，是由三个侧面的S形圆弧柱面叶片板22和上、下盖板21连接而成，风轮中部为叶片板22和盖板21围合而成的三叶闭合腔，为了使叶轮的叶片板21具有较大的迎风阻力面，该风轮的每个叶片板22的最外端均具有一段延伸出三叶闭合腔之外的圆弧柱面板形的风叶23，该段外伸的风叶23的弧面所对的圆心角为40°，由于三叶闭合腔各侧面的叶片板1上均开设有气流通道，因此叶轮的三叶闭合腔具有空气流道，该风轮弥补了传统的萨布纽斯式风轮起动力矩大的不足，提高了风能利用的功率系数；然而，外伸出三叶闭合腔之外的风叶23在风叶22的凹面腔迎风时，会使风轮的接受风能的凹面腔内产生涡流，而降低进入三叶闭合传腔的风能大小，使风轮的功率降低；同时，该段外伸的风叶23的圆弧段柱面板增加了风轮的制造成本和组装难度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种垂直轴风力发动机的三戟消涡风轮，和三叶风能传递腔式风轮相比具有较低的涡流损失和更高的功率系数。

本实用新型的技术方案是，一种垂直轴风力发动机的三戟消涡风轮，是由三个侧面的风叶板和顶、底面的三戟形盖板围合而成三叶闭合腔结构，所述风叶板是由两段弧顶朝向相反的圆弧柱面板平滑连接构成的S形圆弧柱面板，其中一段圆弧柱面板上沿高度方向均布气流长孔，各风叶板的两外端分别设有可相互对接的对接圆弧柱面；风轮的顶、底面的三戟形盖板的各戟臂的两侧边的弧形分别与风叶板的两段圆弧柱面板的弧形吻合对应，戟臂形盖板的各戟臂的头部外缘面形成为圈弧曲面和风叶板的对接圆弧柱面对应。

所述的构成风叶板的两段圆弧柱面板的弧面的弧长不等，气流长孔处于较大弧长的圆弧柱面板上。

所述的两段圆弧柱面板的弧面所对的圆心角为分别为47°和97°，气流长孔所占据弧面所对的圆心角为60°，气流长孔外缘以外与对接圆弧柱面之间的弧面所对圆心角为1.5°。

所述风轮顶、底面的三戟形盖板各由三块戟形盖板对接而成，各戟形盖板两侧边为弧形并分别与风叶板的两段圆弧柱面板吻合对应，戟形盖板的头部的外缘面形成为圈弧曲面和风叶板的对接圆弧柱面对应，戟形盖板的根部对称设置有两块径向板及连接于两径向板之间的弧面环柱，各戟形盖板的弧面环柱对接成供风轮转轴插入的装配孔。

所述各戟形盖板的两侧边上还设有与风叶板在吻接处固连的上、下侧板。

所述各气流长孔之间还设有与气流长孔并列的集流峰。

本实用新型的风轮的顶、底面的三戟形盖板的各戟臂的两侧边的弧形分别与风叶板的两段圆弧柱面板的弧形吻合对应，戟臂形盖板的各戟臂的头部外缘面形成为圈弧曲面和风叶板边缘的对接圆弧柱面对应，因此本实用新型风轮的侧面的三块风叶板是以吻合配合的方式贴附固定于顶、底三戟形盖板上，这样就形成了物理属性为阻力型风轮的三块风叶板和一个具有气流通道的三戟形闭合腔；本实用新型与三叶风能传递腔式风轮(中国专利申请号200610017530)相对比，没有设置外伸出三戟形闭合腔的风叶，使本实用新型的三戟消涡风轮在风叶板的凹面腔正面迎风时，风能直接进入三戟形闭合传递腔，而不会形成原有三叶风轮的外伸风叶所造成的涡流，从而消除了风能的涡流损失，进一步增大了风轮的驱动力矩，实现风轮高速旋转，提高了风轮将风能转换为机械能的效率，因此本实用新型克服了原有三叶风轮以外伸风叶提高迎风面的技术偏见，不但提高了风轮的效率，而且降低了风轮的制造成本和制造难度。

另外本实用新型的风轮如果按适当比例缩小，亦可作为高速旋转陀螺儿童玩具来使用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意俯视图；

图2为风叶板的结构示意图；

图3是图2的仰视图

图4为三戟形盖板的结构示意图；

图5是图4的F-F剖视图；

图6为三戟形盖板和旋转轴的装配结构示意图；

图7是现有的垂直轴风力发动机的三叶风能传递腔式风轮的示意图。

具体实施方式