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

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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
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
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。
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。
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
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。
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。
优选地，所述外风轮为H型风轮结构。
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。
进一步优选地，所述翼型叶片为NACA-0018翼型叶片。
优选地，所述内风轮为S型风轮结构。
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。
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。
优选地，所述发电机安装在立杆上，位于所述下内风轮之下。
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
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；
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；
图3是一个实施例中内风轮的俯视图。
具体实施方式
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。
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。
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。
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。
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.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.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.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-0018翼型叶片。
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.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.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.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 (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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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
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CN110296041A (zh) * 2018-03-22 2019-10-01 梁北岳 轴柱结构一轴多机气动减速单臂升阻结合垂直轴风力机

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