升力与阻力结合型垂直轴风力机.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103321859A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103321859103321859A(43)申请公布日2013.09.25(21)申请号201310222528.9(22)申请日2013.06.06(71)申请人山东科技大学地址266590山东省青岛市经济技术开发区前湾港路579号(72)发明人王吉岱孙爱芹张晓琳徐鑫闫磊王海洋王静(74)专利代理机构济南舜源专利事务所有限公司37205代理人王连君(51)Int.Cl.F03D11/02(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图4页附图4页(54)发明名称升力与阻力结合型垂直轴风力机(57)摘要本发明公开了一种升力与阻力结合型垂直轴风力机，其包括有阻力型叶轮、升力型叶轮、中心转轴、行星动力耦合部分、耦合部分支持平台、垂直轴发电机。本发明通过采用行星动力耦合装置将升力型叶轮和阻力型叶轮的运动进行有机的耦合，避免了风力机正常运行时两种叶轮的运动的互相干扰，提高了风力机的风能利用率；在此基础上，升力型叶轮和阻力型叶轮采用上、下布置安装的方式，两叶轮处于不同高度上，避免了外叶轮对内叶轮造成的影响，使阻力型叶轮的起动性能得到充分的发挥，从而使得升力与阻力结合型垂直轴风力机具有良好的起动性能。CN103321859ACN1032859ACN103321859A权利要求书1/1页1.一种升力与阻力结合型垂直轴风力机，包括有阻力型叶轮（1）、升力型叶轮（2）、行星动力耦合部分（3）、耦合部分支持平台（5）、中心转轴（111）和垂直轴发电机（4），其中，阻力型叶轮（1）与升力型叶轮（2）分别安装于所述中心转轴（111）的不同高度位置，上述阻力型叶轮（1）位于升力型叶轮（2）上方，垂直轴发电机（4）固定在耦合部分支持平台（5）上；其特征在于，所述行星动力耦合部分主要由连接轴（31）、套筒（32）、行星差动轮系、大轴承座（33）和联轴器（39）组成，所述阻力型叶轮的中心转轴（111）通过连接轴（31）、联轴器（39）与所述动力耦合部分（3）的行星差动轮系的太阳轮（34）相连，所述升力型叶轮的旋转连接法兰（24）通过连接套筒（32）与所述动力耦合部分的行星差动轮系的齿圈（35）相连，所述动力耦合部分的行星差动轮系的行星架（36）通过联轴器与发电机主轴（37）相连。2.根据权利要求1所述的升力与阻力结合型垂直轴风力机，其特征在于，所述阻力型叶轮的叶片（16）的上边缘、下边缘分别与第一叶片转轴（14）和第二叶片转轴（17）固定连接，所述第一叶片转轴（14）和第二叶片转轴（17）的另一端分别通过所述上支撑臂（11）和下支撑臂（110）上的带座轴承形成可转动连接，所述上支撑臂（11）和下支撑臂（110）分别通过第一法兰（12）和第二法兰（19）固定在所述中心转轴（111）上；所述升力型叶轮的叶片（21）通过支撑臂连接件（22）、上支撑臂（23）、下支撑臂（25）与旋转连接法兰（24）相连接。3.根据权利要求2所述的升力与阻力结合型垂直轴风力机，其特征在于，所述第一叶片转轴（14）和第二叶片转轴（17）的另一端分别通过所述上支撑臂（11）和下支撑臂（110）上的带座外球面轴承形成可转动连接。4.根据权利要求1-3任一所述的升力与阻力结合型垂直轴风力机，其特征在于，所述升力型叶轮（2）和所述阻力型叶轮（1）的重量通过角接触轴承传递到大轴承座（33）上，然后再通过支撑架（38）传递到耦合部分的支撑平台（5）上。5.根据权利要求4所述的升力与阻力结合型垂直轴风力机，其特征在于，所述支撑架（38）材质为铝型材。2CN103321859A说明书1/4页升力与阻力结合型垂直轴风力机技术领域[0001]本发明涉及一种垂直轴风力机，尤其涉及一种升力与阻力结合型垂直轴风力机。背景技术[0002]现有的垂直轴风力机主要有升力型、阻力型和升阻复合型三类。其中，升力型垂直轴风力机具有较高的风能利用率，但其起动力矩小、起动性能差；阻力型垂直轴风力机具有较好的起动性能，但其风能利用率低；升力与阻力结合型垂直轴风力机能够发挥各自优势，克服两者缺点，使风力机同时具有较好的起动性能和较高风能利用率，而其升力叶片与阻力叶片的结合方式是升力与阻力结合型垂直轴风力机研究设计的关键，对开展升力与阻力结合型垂直轴风力机的研究设计具有重要的理论意义和应用价值。[0003]目前，升力与阻力结合型垂直轴风力机的主要结构形式是在升力型风力机的转轴上加装阻力式叶片，如加装双S式风轮或风杯式风轮的达里厄风力机。该种升力与阻力结合型垂直轴风力机虽然解决了风力机的自起动问题，但也带来了一些新的问题：由于升力型风力机与阻力型风力机正常运行时叶尖速比的差异，升力叶片