一种新型升阻混合型垂直轴风力机.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105840420A(43)申请公布日2016.08.10(21)申请号201610172145.9F03D80/00(2016.01)(22)申请日2016.03.24(71)申请人河海大学地址210098江苏省南京市鼓楼区西康路1号(72)发明人丁文祥蔡新高强顾荣蓉张羽张远王辰宇杨杰朱凤霞(74)专利代理机构南京纵横知识产权代理有限公司32224代理人董建林(51)Int.Cl.F03D3/06(2006.01)F03D3/02(2006.01)F03D9/25(2016.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种新型升阻混合型垂直轴风力机(57)摘要本发明公开了一种新型升阻混合型垂直轴风力机，其特征是，包括一组S型风轮和一组H型风轮，所述S型风轮设置于H型风轮上方，所述S型风轮包括两个叶片和底盘，S型风轮的底盘与H型风轮的立轴刚性连接，所述两个叶片开口相对且中心对称组成S型，所述底盘设置有轨道槽，叶片的底部分别连接有滑块，滑块在轨道槽中带动叶片沿着轨道方向滑动，所述叶片还连接有配重装置；本发明所述一种新型升阻混合型垂直轴风力机通过当风力机转速达到H型风轮单独运转所对应的额定转速时，S型风轮的两个半圆形叶片处于闭合状态，尽可能地减缓了S型风轮对整机气动性能的阻碍影响，使整机保持较高的输出功率和风能利用率。CN105840420ACN105840420A权利要求书1/1页1.一种新型升阻混合型垂直轴风力机，其特征是，包括一组S型风轮和一组H型风轮，所述S型风轮设置于H型风轮上方，所述S型风轮和H型风轮带动立轴旋转将转矩输送至基座内部的发电机中，所述S型风轮包括两个叶片和底盘，S型风轮的底盘与H型风轮的立轴刚性连接，所述两个叶片开口相对且中心对称组成S型，所述底盘设置有轨道槽，叶片的底部分别连接有滑块，滑块在轨道槽中带动叶片沿着轨道方向滑动，所述叶片还连接有配重装置。2.根据权利要求1所述的一种新型升阻混合型垂直轴风力机，其特征是，所述配重装置包括支撑架、平衡杆和质量块，支撑架设置于底盘上方，所述叶片外部刚性连接平衡杆，平衡杆穿过支撑架与质量块刚性连接。3.根据权利要求2所述的一种新型升阻混合型垂直轴风力机，其特征是，质量块的重量大于叶片的重量。4.根据权利要求3所述的一种新型升阻混合型垂直轴风力机，其特征是，所述底盘上间隔设置有两个长轨道槽和两个短轨道槽，每个叶片的底部分别连接两个滑块，两个滑块分别与长轨道槽和短轨道槽卡扣，所述滑块与长轨道槽的端部之间连接有弹簧。5.根据权利要求4所述的一种新型升阻混合型垂直轴风力机，其特征是，叶片为半圆形，叶片上端封闭。6.根据权利要求5所述的一种新型升阻混合型垂直轴风力机，其特征是，两个滑块对称设置于每个叶片底部，且两个滑块的距离小于叶片的直径，所述滑块的横截面为“山”型，“山”型滑块与轨道槽互相卡扣。7.根据权利要求1所述的一种新型升阻混合型垂直轴风力机，其特征是，所述S型风轮的底盘设置有支撑杆，所述支撑杆为三根，且均匀设置于底盘外周。8.根据权利要求1所述的一种新型升阻混合型垂直轴风力机，其特征是，所述S型风轮静止时，两个叶片在旋转中心处部分重叠，两个叶片间重叠宽度与叶片直径长度的比值为0.2～0.3。9.根据权利要求1所述的一种新型升阻混合型垂直轴风力机，其特征是，所述H型风轮的直叶片的数量为3~5个。10.根据权利要求6所述的一种新型升阻混合型垂直轴风力机，其特征是，所述H型风轮单独运转时的额定转速为ω1，通过调整质量块质量和弹簧刚度，使得当S型风轮转速达到ω1时，两个半圆形叶片闭合成为一个圆柱体。2CN105840420A说明书1/4页一种新型升阻混合型垂直轴风力机技术领域[0001]本发明属于风力发电领域，具体涉及一种升阻混合型垂直轴风力机。背景技术[0002]实现将风能转化为电能的装置是风力机，按照风轮结构及其旋转轴相对于气流的位置可以分为水平轴风力机和垂直轴风力机。实践表明，与水平轴风力机相比，垂直轴风力机单位千瓦的投资成本可下降50%左右，具有受风多向性，结构简单；地面安装，便于维修、检测和控制；受力稳定、寿命长；具有环保与对自然环境影响小等优势，比水平轴风力机适应范围广。因此，发展垂直轴风力机可有效降低风电成本，对风电行业的发展具有重大意义。[0003]垂直轴风力机主要分为两种形式：阻力型和升力型。阻力型垂直轴风力机是利用气流对叶片前后表面的压强差来驱动叶轮，其优点是在低风速下启动性能好，但能达到的最大风能利用系数较低，其叶尖速比一般不能大于1，典型代表机型为Savonius型风力机。[0004]升力型垂直轴风力机则通过引入升力型翼型作为叶片截面，利用风作用在叶片上的升力产生