CN201599139U - 升阻力混合型垂直轴风力机 - Google Patents

升阻力混合型垂直轴风力机 Download PDF

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CN201599139U CN2009202610285U CN200920261028U CN201599139U CN 201599139 U CN201599139 U CN 201599139U CN 2009202610285 U CN2009202610285 U CN 2009202610285U CN 200920261028 U CN200920261028 U CN 200920261028U CN 201599139 U CN201599139 U CN 201599139U
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Abstract

本实用新型提供了一种升阻力混合型垂直轴风力机,所述风力机包括立杆、发电机、轮毂、连杆、内风轮和外风轮,所述内风轮和外风轮分别与所述轮毂固定连接,所述内风轮包括上内风轮和下内风轮,所述上内风轮安装在所述外风轮之上,所述下内风轮安装在所述外风轮之下。采用本实用新型提供的升阻力混合型垂直轴风力机,由于内外风轮不处于同一高度,避免了外风轮对内风轮造成的影响,使得内风轮的启动性能得到充分发挥,从而提高了风力机的性能。

Description

升阻力混合型垂直轴风力机
技术领域
[0001] 本实用新型涉及风能利用装置,更具体地说,涉及一种升阻力混合型垂直轴风力 机。
背景技术
[0002] 现有的垂直轴风力机可分为阻力型和升力型两大类。阻力型垂直轴风力机(例如S型)利用风作用在叶片上的阻力差产生的转矩使风力机转动,这种风力机具有在低风速 下启动性能好的优点,但是其能达到的最大功率系数较低。升力型垂直轴风力机(例如H 型)利用风作用在叶片上的升力产生的转矩使风力机转动,这种风力机能达到较高的功率 系数,但是在低风速下不能启动。
[0003] 升阻力混合型风力机则将以上两种类型的优点结合起来,这种风力机的内风轮采 用阻力型叶片,而外风轮采用升力型叶片,且外风轮相对内风轮是固定的,启动时内外风轮 一起绕垂直轴转动。当风速较低时,风力机由阻力型内风轮产生的转矩启动。当风力机启 动后,输出功率则主要由升力型外风轮产生。升阻力混合型风力机同时具备了阻力型风力 机的启动性能好和升力型风力机的功率系数高的优点。
[0004] 目前的升阻力混合型风力机通常将内风轮安装在外风轮的内侧,内外风轮处于同 一高度。当外风轮的叶片数量较多或者叶片弦长较大时,外风轮就会使内风轮的迎风面减 小。在某些风向时,由于外风轮的阻挡,使风无法经过内风轮,因而内风轮的启动性能也不 能发挥,风力机则在低风速下无法实现自启动,造成风力机的性能低下。
实用新型内容
[0005] 基于此,有必要提供一种性能更好的升阻力混合型垂直轴风力机。
[0006] 所述升阻力混合型垂直轴风力机,包括立杆、发电机、轮毂、连杆、内风轮和外风 轮,所述内风轮和外风轮分别与所述轮毂固定连接,所述内风轮包括上内风轮和下内风轮, 所述上内风轮安装在所述外风轮之上,所述下内风轮安装在所述外风轮之下。
[0007] 优选地,所述外风轮为H型风轮结构。
[0008] 进一步优选地,所述外风轮的叶片为升力型翼型叶片,所述外风轮的叶片通过连 杆与轮毂固定连接。
[0009] 进一步优选地,所述翼型叶片为NACA-0018翼型叶片。
[0010] 优选地,所述内风轮为S型风轮结构。
[0011] 优选地,所述上内风轮和下内风轮分别采用半圆柱型叶片,所述上内风轮的叶片 与下内风轮的叶片轴线错开。
[0012] 进一步优选地,所述上内风轮的叶片与下内风轮的叶片之间的方位角相差90度。
[0013] 优选地,所述发电机安装在立杆上,位于所述下内风轮之下。
[0014] 上述升阻力混合型垂直轴风力机,由于内风轮分为两个部分,即上内风轮和下内 风轮,上内风轮和下内风轮分别安装在外风轮的上下两端,这样,内外风轮则不处于同一高度,避免了外风轮对内风轮造成的影响,使得内风轮的启动性能得到充分发挥,从而提高了风力机的性能。
附图说明
[0015] 图1是一个实施例中升阻力混合型垂直轴风力机的结构示意图;
[0016] 图2是一个实施例中升阻力混合型垂直轴风力机的俯视图;
[0017] 图3是一个实施例中内风轮的俯视图。
具体实施方式
[0018] 如图1所示,升阻力混合型垂直轴风力机包括立杆1、发电机2、轮毂3、外风轮4、 上内风轮5、下内风轮6和连杆7。其中,上内风轮5安装在外风轮4之上,下内风轮6安装 在外风轮4之下。这样,外风轮4和内风轮则不处于同一高度,避免了外风轮4对内风轮造 成的影响,提高了风力机的性能。
[0019] 在一个实施例中,发电机2安装在立杆1上,并位于下内风轮6之下。
[0020] 如图1和图2所示,在一个实施例中,外风轮4采用H型风轮结构,由多个叶片41 组成,外风轮4的叶片41采用升力型翼型叶片,例如,可采用NACA-0018翼型叶片。外风轮 4的叶片41为直叶片,其横截面为机翼翼型,叶片41通过连杆7与轮毂3固定连接。
[0021] 如图2和图3所示,在一个实施例中,上内风轮5下内风轮6采用S型风轮结构, 上内风轮5的叶片51和下内风轮6的叶片61都采用半圆柱型叶片,且上内风轮5的叶片 51与下内风轮6的叶片61轴线错开。除了风作用在内风轮叶片凹面与凸面的力不同而产 生的转矩外,两个内风轮还受到气流被叶片偏转180度后形成的空气动力转矩。在一个优 选实施例中,上内风轮5的叶片51与下内风轮6的叶片61之间的方位角相差90度。这 样,可以保证气流不论从什么方向来,内风轮都可以产生正转矩使风力机启动,进一步提高 了风力机的性能。当风力机启动后,外风轮4的升力型叶片即可达到较高的功率系数和风 能利用率,此时风力机的功率主要由外风轮4产生。
[0022] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本 实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型 的保护范围之内。

Claims (8)

  1. 一种升阻力混合型垂直轴风力机,包括立杆、发电机、轮毂、连杆、内风轮和外风轮,所述内风轮和外风轮分别与所述轮毂固定连接,其特征在于,所述内风轮包括上内风轮和下内风轮,所述上内风轮安装在所述外风轮之上,所述下内风轮安装在所述外风轮之下。
  2. 2.根据权利要求1所述的升阻力混合型垂直轴风力机,其特征在于,所述外风轮为H型 风轮结构。
  3. 3.根据权利要求2所述的升阻力混合型垂直轴风力机,其特征在于,所述外风轮的叶 片为升力型翼型叶片,所述外风轮的叶片通过连杆与轮毂固定连接。
  4. 4.根据权利要求3所述的升阻力混合型垂直轴风力机,其特征在于,所述翼型叶片为 NACA-OO18翼型叶片。
  5. 5.根据权利要求1所述的升阻力混合型垂直轴风力机,其特征在于,所述内风轮为S型 风轮结构。
  6. 6.根据权利要求5所述的升阻力混合型垂直轴风力机,其特征在于,所述上内风轮和 下内风轮分别采用半圆柱型叶片,所述上内风轮的叶片与下内风轮的叶片轴线错开。
  7. 7.根据权利要求6所述的升阻力混合型垂直轴风力机,其特征在于,所述上内风轮的 叶片与下内风轮的叶片之间的方位角相差90度。
  8. 8.根据权利要求1所述的升阻力混合型垂直轴风力机,其特征在于,所述发电机安装 在立杆上,位于所述下内风轮之下。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102261308A (zh) * 2011-04-08 2011-11-30 沈世德 阻力和升力叶片集成转子垂直轴风力发电机
CN102536643A (zh) * 2012-01-16 2012-07-04 哈尔滨工程大学 一种垂直轴风力机
CN105927473A (zh) * 2016-06-09 2016-09-07 西华大学 一种可调桨垂直轴风力机风轮

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