[发明专利]一种合成射流喷气式垂直轴风力机叶片

说明书

一种合成射流喷气式垂直轴风力机叶片，叶片弦长方向上依次设有进气缝隙、进气通道、空气射流动力腔及排气通道；进气缝隙位于叶片前缘侧，进气通道一端与进气缝隙相通，进气通道另一端与空气射流动力腔相通，排气通道一端与空气射流动力腔相通，排气通道另一端位于叶片尾缘侧且与大气相通；进气通道内设有进气活门，排气通道内设有排气活门，空气射流动力腔内设有空气射流动力机构，空气射流动力机构包括两片压电陶瓷片和两片振动膜片，两片振动膜片平行设置，进气通道与排气通道通过振动膜片间隙相连通，振动膜片两侧腔体空间互不导通；两片压电陶瓷片分别固设在两片振动膜片中心；叶片内部设有供电电源，压电陶瓷片与供电电源进行电连接。

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，特别是涉及一种合成射流喷气式垂直轴风力机叶片。

背景技术

随着世界经济的高速发展，能源的需求也在不断增加，尤其是进入21世纪以来，煤炭、石油的价格持续上涨，消耗急剧增加，传统能源已经远远不能满足当今社会的发展需要。而风能、太阳能、水能等可再生能源开始走进人们的视野，其中风能则以储量大、分布广、开发门槛低、利用率高的特点，成为了目前世界能源结构中的重要组成部分。

风能是因空气流做功而提供给人类的一种可利用的能量，空气流速越高则动能越大，风能的大小决定于风速和空气的密度，而全球的风能约为2.74×10⁹MW，其中可利用的风能约为2×10⁷MW，这比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。

目前，垂直轴风力机有三种利用风能的形式，包括升力型垂直轴风力机、阻力型垂直轴风力机和升阻混合型垂直轴风力机，其中升力型垂直轴风力机是目前应用比较广的，因为可以有更高的风能利用系数，但是作为升力型垂直轴风力机，由于叶片周期性运动，叶片只有在与来流呈正攻角的范围内才能做正功，才能为叶轮提供旋转动力，但在叶片圆周运动中叶片正攻角的范围是很小的，所能提供的升力有限，启动性能较差，因此升力型垂直轴风力机的发电效率较低。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种合成射流喷气式垂直轴风力机叶片，能够有效提高升力型垂直轴风力机的启动性能和发电效率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种合成射流喷气式垂直轴风力机叶片，在叶片的弦长方向上，依次设置有进气缝隙、进气通道、空气射流动力腔及排气通道；所述进气缝隙位于叶片的前缘侧，进气缝隙采用锥形结构，进气缝隙的大口端与大气相通，进气缝隙的小口端与进气通道一端相通，在进气缝隙小口端与进气通道连通处安装有进气活门，进气通道另一端与空气射流动力腔相连通；所述排气通道一端与空气射流动力腔相通，排气通道另一端位于叶片的尾缘侧且与大气相通，在排气通道内部安装有排气活门；在所述空气射流动力腔内设置有空气射流动力机构。

所述空气射流动力机构包括第一压电陶瓷片、第二压电陶瓷片、第一振动膜片及第二振动膜片；所述第一振动膜片和第二振动膜片对称固装在空气射流动力腔内，第一振动膜片与第二振动膜片相平行，第一振动膜片两侧的腔体空间互不导通，第二振动膜片两侧的腔体空间互不导通；所述进气通道通过第一振动膜片与第二振动膜片之间的间隙空间与排气通道相连通；所述第一压电陶瓷片固定粘贴在第一振动膜片的中心，所述第二压电陶瓷片固定粘贴在第二振动膜片的中心，第一压电陶瓷片与第二压电陶瓷片正对设置；在叶片内部内置有供电电源，第一压电陶瓷片和第二压电陶瓷片与供电电源进行电连接。

本发明的有益效果：

本发明的合成射流喷气式垂直轴风力机叶片，能够提供用于加速风轮转动的推力，当升力型垂直轴风力机采用了本发明的叶片后，能够有效提高升力型垂直轴风力机的启动性能和发电效率。

附图说明

图1为本发明的一种合成射流喷气式垂直轴风力机叶片的结构示意图；

图2为图1中A-A剖视图(初始状态)；