一種阻力型與升力型互補的垂直軸風力發(fā)電機的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及風力機技術(shù)領(lǐng)域，公開了涉及一種阻力型與升力型互補的垂直軸風力發(fā)電機。其中，一種阻力型與升力型互補的風力發(fā)電機組，包括多個升力型葉片，每一個所述升力型葉片通過支架連接同一主軸，并且發(fā)電機通過減震墊安裝在所述主軸上，還包括：多個阻力型葉片，每一個所述阻力型葉片通過一個支撐桿連接所述主軸，所述多個阻力型葉片與所述多個升力型葉片在俯視投影方向間隔均勻排布，所述多個阻力型葉片的逆風面排布方向與所述多個升力型葉片的前緣排布方向一致。該阻力型與升力型互補的垂直軸風力發(fā)電機克服了現(xiàn)有技術(shù)中垂直軸風力機的起動困難、成本高、可靠性低、控制復雜的問題。
【專利說明】
一種阻力型與升力型互補的垂直軸風力發(fā)電機
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及風力機技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種阻力型與升力型互補的垂直軸風力發(fā)電機。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的升力型垂直軸風力發(fā)電機主要是利用空氣流在升力型葉片上產(chǎn)生的升力做功，升力型垂直軸風力發(fā)電機具有較高的葉尖速比和風能轉(zhuǎn)化率，但是其轉(zhuǎn)矩較小難以自行起動。目前市場上普遍使用電機輔助起動(包含發(fā)電機逆向改為電動機使用)、s輪輔助起動等方式來輔助升力型垂直軸風力發(fā)電機起動，這也使得垂直軸風力發(fā)電機成本高、可靠性低、控制復雜，阻礙了垂直軸風力發(fā)電機的普及推廣。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型實施例公開了一種阻力型與升力型互補的垂直軸風力發(fā)電機，克服了現(xiàn)有技術(shù)中垂直軸風力機的起動困難、成本高、可靠性低、控制復雜的問題。
[0004]其中，一種阻力型與升力型互補的風力發(fā)電機組，包括多個升力型葉片，每一個所述升力型葉片通過支架連接同一主軸，并且發(fā)電機通過減震墊安裝在所述主軸上，還包括:多個阻力型葉片，每一個所述阻力型葉片通過一個支撐桿連接所述主軸，所述多個阻力型葉片與所述多個升力型葉片在俯視投影方向間隔均勻排布，所述多個阻力型葉片的逆風面排布方向與所述多個升力型葉片的前緣排布方向一致。
[0005]優(yōu)選地，所述多個阻力型葉片和所述多個升力型葉片的數(shù)量均為三個，并且在俯視投影方向上相鄰的支架和支撐桿之間的投影夾角為60°或者重疊排布。
[0006]優(yōu)選地，所有的所述支架在長度方向上的軸心線與所有的所述支撐桿在長度方向上的軸心線位于位于相互平行的水平面上或者位于同一個水平面上。
[0007]優(yōu)選地，所有的所述支架在長度方向上的軸心線位于第一水平面上，所有的所述支撐桿在長度方向上的軸心線位于第二水平面上;所述第一水平面與所述第二水平面相互平行或重疊。
[0008]優(yōu)選地，所述阻力型葉片的順風面為凹面的碗狀外形，所述阻力型葉片的逆風面為凸面的碗狀外形。
[0009]本實用新型中，所述的阻力型葉片在順風與逆風方向具有不同的外形，氣流在兩個方向上作用于葉片的阻力就有懸殊的差別，因而能使風輪順利轉(zhuǎn)動。
[0010]本實用新型中，所述阻力型葉片與升力型葉片，其葉尖速比與最大直徑有如下比例:Φρ?/ Φ升=(?/?-) Χ(0.9-1.1)，式中:?--阻力型葉片葉尖速比--升力型葉片葉尖速比；Φ?——阻力型葉片葉最大旋轉(zhuǎn)直徑；Φ升——升力型葉片葉最大旋轉(zhuǎn)直徑；其中，葉尖速比=旋轉(zhuǎn)最大直徑處線速度/風速。
[0011]本實用新型實施例公開了一種阻力型與升力型互補的垂直軸風力發(fā)電機，通過在傳統(tǒng)的升力型垂直軸風力發(fā)電機中增加阻力型葉片，利用阻力型葉片具有較大的起動力矩以及升力型葉片具有轉(zhuǎn)速高風能轉(zhuǎn)換效率高的特點，進行優(yōu)化組合，簡化結(jié)構(gòu)、降低成本，有效解決了垂直軸風力發(fā)電機普遍存在的起動困難的問題。同時，可以省去使用電機輔助起動(包含發(fā)電機逆向改為電動機使用)、s輪輔助起動等方式來輔助升力型垂直軸風力發(fā)電機起動、可靠性高、控制簡單，有利于垂直軸風力發(fā)電機的普及推廣。
【附圖說明】
[0012]為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0013]圖1為本實用新型實施例一提供的一種阻力型與升力型互補的垂直軸風力發(fā)電機的主視圖；
[0014]圖2為本實用新型實施例一提供的一種阻力型與升力型互補的垂直軸風力發(fā)電機的俯視圖；
[0015]圖3為本實用新型實施例二提供的一種阻力型與升力型互補的垂直軸風力發(fā)電機的主視圖；
[0016]圖4為本實用新型實施例二提供的一種阻力型與升力型互補的垂直軸風力發(fā)電機的俯視圖；
[0017]圖5為本實用新型實施例三提供的一種阻力型與升力型互補的垂直軸風力發(fā)電機的主視圖；
[0018]圖6為本實用新型實施例三提供的一種阻力型與升力型互補的垂直軸風力發(fā)電機的俯視圖；
[0019]圖7為本實用新型實施例四提供的一種阻力型與升力型互補的垂直軸風力發(fā)電機的主視圖；
[0020]圖8為本實用新型實施例四提供的一種阻力型與升力型互補的垂直軸風力發(fā)電機的俯視圖。
【具體實施方式】
[0021]為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0022]本實用新型實施例公開了一種阻力型與升力型互補的垂直軸風力發(fā)電機，克服了現(xiàn)有技術(shù)中垂直軸風力機的起動困難、成本高、可靠性低、控制復雜的問題。有利于垂直軸風力發(fā)電機的普及推廣。以下進行詳細說明。
[0023]實施例一
[0024]請參閱圖1?圖2，圖1為本實用新型提供的一種阻力型與升力型互補的垂直軸風力發(fā)電機的主視圖；圖2為本實用新型實施例一提供的一種阻力型與升力型互補的垂直軸風力發(fā)電機的俯視圖。如圖1?圖2所示，該阻力型與升力型互補的垂直軸風力發(fā)電機，風輪外形呈H型，其中包括:
[0025]多個升力型葉片I，每一個所述升力型葉片I通過支架2連接同一主軸3，并且發(fā)電機4通過減震墊5安裝在所述主軸3上，還包括:多個阻力型葉片6，每一個所述阻力型葉片6通過一個支撐桿7連接所述主軸3，所述多個阻力型葉片6與所述多個升力型葉片I在俯視投影方向間隔均勻排布，所述多個阻力型葉片的逆風面排布方向與所述多個升力型葉片的前緣排布方向一致。
[0026]在一個實施例中，如圖1?圖2所示，所述多個阻力型葉片6和所述多個升力型葉片I的數(shù)量可以均為三個，并且在俯視投影方向上相鄰的支架2和支撐桿7之間的投影夾角為60。。
[0027]在一個實施例中，所有的所述支架2在長度方向上的軸心線與所有的所述支撐桿7在長度方向上的軸心線位于同一個水平面上。
[0028]在一個實施例中，所有的所述支架2在長度方向上的軸心線位于第一水平面上，所有的所述支撐桿7在長度方向上的軸心線位于第二水平面上;所述第一水平面與所述第二水平面不重疊。
[0029]如圖1?圖2所示，所述阻力型葉片6的順風面為凹面的碗狀外形，所述阻力型葉片6的逆風面為凸面的碗狀外形。
[0030]如圖1?圖2所示，當主軸3轉(zhuǎn)動時，可以驅(qū)動發(fā)電機4的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生電流。
[0031]實施例二
[0032]請參閱圖3?圖4，圖3為本實用新型提供的一種阻力型與升力型互補的垂直軸風力發(fā)電機的主視圖；圖4為本實用新型實施例二提供的一種阻力型與升力型互補的垂直軸風力發(fā)電機的俯視圖。如圖3?圖4所示，該阻力型與升力型互補的垂直軸風力發(fā)電機，風輪外形呈H型，其中包括:
[0033]多個升力型葉片I，每一個所述升力型葉片I通過支架2連接同一主軸3，并且發(fā)電機4通過減震墊5安裝在所述主軸3上，還包括:多個阻力型葉片6，每一個所述阻力型葉片6通過一個支撐桿7連接所述主軸3，所述多個阻力型葉片6與所述多個升力型葉片I的數(shù)量相等，并且每一個支架2分別與一個支撐桿7重疊，在俯視投影方向上所述多個阻力型葉片6的逆風面排布方向與所述多個升力型葉片I的前緣排布方向一致。
[0034]在一個實施例中，如圖3?圖4所示，所述多個阻力型葉片6和所述多個升力型葉片I的數(shù)量可以均為三個。
[0035]如圖3?圖4所示，所述阻力型葉片6的順風面為凹面的碗狀外形，所述阻力型葉片6的逆風面為凸面的碗狀外形。
[0036]如圖3?圖4所示，當主軸3轉(zhuǎn)動時，可以驅(qū)動發(fā)電機4的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，，從而產(chǎn)生電流。
[0037]實施例三
[0038]請參閱圖5?圖6，圖5為本實用新型提供的一種阻力型與升力型互補的垂直軸風力發(fā)電機的主視圖；圖6為本實用新型實施例三提供的一種阻力型與升力型互補的垂直軸風力發(fā)電機的俯視圖。如圖5?圖6所示，該阻力型與升力型互補的垂直軸風力發(fā)電機，風輪外形呈雙支桿的H型，包括:
[0039]多個升力型葉片I，每一個所述升力型葉片I通過平行的兩個支架2連接同一主軸3，所述主軸3為轉(zhuǎn)動軸，所述主軸3的下端以可轉(zhuǎn)動方式連接發(fā)電機4，所述發(fā)電機4通過減震墊5安裝在支柱A上，還包括:多個阻力型葉片6，每一個所述阻力型葉片6通過一個支撐桿7連接所述主軸3，所述多個阻力型葉片6與所述多個升力型葉片I的數(shù)量相等，所述多個阻力型葉片6與所述多個升力型葉片I在俯視投影方向間隔均勻排布，所述多個阻力型葉片的逆風面排布方向，與所述多個升力型葉片的前緣排布方向一致。
[0040]在一個實施例中，如圖5?圖6所示，所述多個阻力型葉片6和所述多個升力型葉片I的數(shù)量可以均為三個。
[0041]如圖5?圖6所示，所述阻力型葉片6的順風面為凹面的碗狀外形，所述阻力型葉片6的逆風面為凸面的碗狀外形。
[0042]如圖5?圖6所示，所有的所述支撐桿7在長度方向上的軸心線位于同一水平面上。
[0043]如圖5?圖6所示，當主軸3轉(zhuǎn)動時，可以驅(qū)動發(fā)電機4的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，，從而產(chǎn)生電流。
[0044]實施例四
[0045]請參閱圖7?圖8，圖7為本實用新型提供的一種阻力型與升力型互補的垂直軸風力發(fā)電機的主視圖；圖8為本實用新型實施例四提供的一種阻力型與升力型互補的垂直軸風力發(fā)電機的俯視圖。如圖7?圖8所示，該阻力型與升力型互補的垂直軸風力發(fā)電機，風輪外形呈Φ形，其中包括:
[0046]多個升力型葉片I，并且每一個所述升力型葉片I的兩端分別固定連接同一主軸3，所述主軸3為轉(zhuǎn)動軸，并且所述主軸3的下端固定連接于連接發(fā)電機4的轉(zhuǎn)子，所述發(fā)電機4通過減震墊5安裝在支柱A上，還包括:多個阻力型葉片6，每一個所述阻力型葉片6通過一個支撐桿7連接所述主軸3，所述多個阻力型葉片的逆風面排布方向與所述多個升力型葉片的前緣排布方向一致。
[0047]在一個實施例中，如圖7?圖8所示，所述多個阻力型葉片6的數(shù)量可以為六個，并且三個一組，所述多個升力型葉片I的數(shù)量可以為三個。
[0048]在一個實施例中，如圖7?圖8所示，所述的每組的支撐桿7在長度方向上的軸心線位于同一個水平面上，各組的旋轉(zhuǎn)平面相互平行，。
[0049]在一個實施例中，如圖7?圖8所示，所述阻力型葉片6的順風面為凹面的碗狀外形，所述阻力型葉片6的逆風面為凸面的碗狀外形；在俯視圖方向上，各組的阻力型葉片間隔排布。
[0050]本實用新型中，所述的阻力型葉片6在順風與逆風方向具有不同的外形，氣流在兩個方向上作用于葉片的阻力就有懸殊的差別，因而能使風輪順利轉(zhuǎn)動。
[0051]在圖1?圖8所示的阻力型與升力型互補的垂直軸風力發(fā)電機中，所述阻力型葉片6與升力型葉片I，其葉尖速比與最大直徑有如下比例:Φη/Φ升=(?/?) X (0.9-1.1)，式中:?--阻力型葉片葉尖速比--升力型葉片葉尖速比；Φ阻--阻力型葉片葉最大旋轉(zhuǎn)直徑；Φ升一一升力型葉片葉最大旋轉(zhuǎn)直徑;其中，葉尖速比=旋轉(zhuǎn)最大直徑處線速度/風速。
[0052]本實用新型實施例公開了一種阻力型與升力型互補的垂直軸風力發(fā)電機，通過在傳統(tǒng)的升力型垂直軸風力發(fā)電機中增加阻力型葉片，利用阻力型葉片具有較大的起動力矩以及升力型葉片具有轉(zhuǎn)速高風能轉(zhuǎn)換效率高的特點，進行優(yōu)化組合，簡化結(jié)構(gòu)、降低成本，有效解決了垂直軸風力發(fā)電機普遍存在的起動困難的問題。同時，可以省去使用電機輔助起動(包含發(fā)電機逆向改為電動機使用)、s輪輔助起動等方式來輔助升力型垂直軸風力發(fā)電機起動、可靠性高、控制簡單，有利于垂直軸風力發(fā)電機的普及推廣。
[0053]本實用新型所述的垂直軸風力機包含但不限于H型、Φ型及升阻力組合形式的風力發(fā)電機。
[0054]以上對本實用新型所提供的一種阻力型與升力型互補的垂直軸風力發(fā)電機進行了詳細介紹，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實用新型實施例的思想，在【具體實施方式】及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應理解為對本實用新型的限制。
【主權(quán)項】
1.一種阻力型與升力型互補的垂直軸風力發(fā)電機，包括多個升力型葉片，每一個所述升力型葉片通過支架連接同一主軸，并且發(fā)電機通過減震墊安裝在所述主軸上，其特征在于，還包括:多個阻力型葉片，每一個所述阻力型葉片通過一個支撐桿連接所述主軸，所述多個阻力型葉片與所述多個升力型葉片在俯視投影方向間隔均勻排布，所述多個阻力型葉片的逆風面排布方向與所述多個升力型葉片的前緣排布方向一致； 所述阻力型葉片的順風面為凹面的碗狀外形，所述阻力型葉片的逆風面為凸面的碗狀外形;其中:Φ阻/Φ升=(W^ff) X (0.9-1.1),?--阻力型葉片葉尖速比;蝴--升力型葉片葉尖速比；Φ阻——阻力型葉片最大旋轉(zhuǎn)直徑；Φ升——升力型葉片最大旋轉(zhuǎn)直徑;其中，葉尖速比=旋轉(zhuǎn)最大直徑處線速度/風速。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻力型與升力型互補的垂直軸風力發(fā)電機，其特征在于，所述多個阻力型葉片和所述多個升力型葉片的數(shù)量均為三個，并且在俯視投影方向上相鄰的支架和支撐桿之間的投影夾角為60°或者重疊排布。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的阻力型與升力型互補的垂直軸風力發(fā)電機，其特征在于，所有的所述支架在長度方向上的軸心線與所有的所述支撐桿在長度方向上的軸心線位于相互平行的水平面上或者位于同一個水平面上。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的阻力型與升力型互補的垂直軸風力發(fā)電機，其特征在于，所有的所述支架在長度方向上的軸心線位于第一水平面上，所有的所述支撐桿在長度方向上的軸心線位于第二水平面上;所述第一水平面與所述第二水平面相互平行或重疊。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的阻力型與升力型互補的垂直軸風力發(fā)電機，其特征在于，所述阻力型葉片為一組或多組，且各組旋轉(zhuǎn)平面相互平行。
【文檔編號】F03D9/25GK205478096SQ201620097620
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年1月30日
【發(fā)明人】吳燕生, 丑帥軍, 黃耀, 劉湘威
【申請人】福建省華為能源科技有限公司