[发明专利]一种垂直轴风力机

说明书

本发明属于风力发电技术领域，特别涉及到一种垂直轴风力机，包括风力机本体，所述风力机本体包括垂直轴和安装在垂直轴上的叶片，所述风力机本体的叶片处外围套有一圆环形管道，所述圆环形管道与垂直轴同轴；所述圆环形管道外侧均匀设有若干个进风口，每个进风口处均设有一个用于将风引向进风口的挡板；所述圆环形管道内侧均匀设有多个出风口，所述圆环形管道内部每个出风口处均设有一个隔板，所述隔板用于将风引向出风口。本发明通过圆环形管道将水平流动的自然风场改变为环形流动风场，风速可以大幅提高，提高垂直轴风力机的风能利用系数，使得垂直轴风力机的旋转速度可以大于风速。

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，特别涉及到一种垂直轴风力机。

背景技术

现在常见的风力机是水平轴三叶片的风机，水平风垂直穿过叶片旋转平面，属于升力型风机。这种风机叶片细长，达到几十米甚至上百米，重量也较大，给加工、运输和安装带来极大困难。历史上也出现过各种各样的垂直轴风机。阻力型垂直轴风力机具有启动性能良好、不需要对风系统特点，但是风能利用系数较低。近年来国内外学者对风力机外围的聚风装置做了大量的研究，以期提高阻力型垂直轴风力机的功率系数。这些装置主要分为遮蔽式、遮引式和导叶式三类。虽然遮蔽式、 遮引式的聚风装置提高了阻力型垂直轴风力机的功率系数， 但导致垂直轴风力机失去了不受风向控制的优点，导叶式聚风装置则保留了这个优点，但是提高效果有限。这些聚风装置都只是局部改变风的流场，因而功率系数提升不大，难以与水平轴升力型风力机竞争。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种垂直轴风力机，用于解决现有技术中功率系数提升不大的技术问题。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

一种垂直轴风力机，包括风力机本体，所述风力机本体包括垂直轴1和安装在垂直轴1上的叶片6，其特征在于：所述风力机本体的叶片6处外围套有一圆环形管道3，所述圆环形管道3与垂直轴1同轴；所述圆环形管道3外侧均匀设有若干个进风口8，每个进风口8处均设有一个用于将风引向进风口8的挡板4；所述圆环形管道3内侧均匀设有多个出风口9，所述圆环形管道3内部每个出风口9处均设有一个隔板5，所述隔板5用于将风引向出风口9。

进一步地，所述挡板4的截面为C字型，每个挡板4均与圆环形管道3相切。

进一步地，所述圆环形管道3的上部和下部均设有水平布置的圆环形的导流板7，两块导流板7与圆环形管道3构成的环形槽朝向圆环形管道3的内侧。

进一步地，所述圆环形管道3采用钢管弯曲成型，或者采用虾米弯拼焊成型。

进一步地，所述圆环形管道3的外壁涂有防腐层，内壁抛光。

进一步地，所述进风口8设有十二个，所述出风口9设有三个，所述进风口8面积的三倍大于出风口9的面积；其中三个隔板5将整个圆环形管道3分成三个通道，每四个进风口8对应于一个出风口9，有效进风口8为三个。

进一步地，所述叶片6的中线与圆环形管道3的轴线位于同一水平面，所述叶片6的高度为圆环形管道3直径的1/2至2/3倍。

进一步地，所述出风口9的高度与叶片6的高度相等，且上下端分别齐平；所述出风口9的宽度为40°圆心角对应的弧长。

进一步地，所述垂直轴1通过轮毂2与叶片6连接，叶片6的径向尺寸与轮毂2的半径相等，所述叶片6与圆环形管道3的间隙为5mm。

进一步地，所述叶片6包括截面为V型的迎风面板61和被风面板62，所述迎风面板61与被风面板62周围通过连接板63连接，所述迎风面板61和被风面板62还设有加强筋64。