一种新型升阻组合φ-S型垂直轴风力的制造方法
【专利摘要】根据本发明的一个方面，提供了一种升阻组合Φ-S型垂直轴风力机，其特征在于包括：一个Φ型升力风力机，设置在所述Φ型升力风力机的中央位置的一个垂直轴螺旋叶片S型阻力风力机，所述Φ型升力风力机与所述垂直轴螺旋叶片S型阻力风力机同轴。本发明的有益效果包括，风力机在较低风速下便能启动，而且不受来流风向的影响，从而提高了垂直轴风力机的风能利用效率，更适合风速较低而且风向不定性较大地区的居民使用。
【专利说明】—种新型升阻组合Φ-S型垂直轴风力机
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种新型升阻组合Φ-s型垂直轴风力机，其中螺旋叶片S型阻力风力机和Φ型升力风力机被组合在一起，从而使风力机在低速风速便能够启动，且不受来流风向的影响，进而提高了风力机风能利用效率。
【背景技术】
[0002]众所周知，能源是国民经济发展的命脉。随着越来越严重的环境污染问题的出现和化石然料有限储量减少的双重危机的日益加深，人类对可再生能源的开发和利用变得无比迫切，在众多可开发利用的可再生能源(即新能源，主要有风能、太阳能、生物质能、潮汐能等)中，风能以其储量大、分布广泛和开发技术相对成熟而成为目前世界能源结构中的一个重要组成部分，欧洲风能协会和国际绿色和平组织于本世纪初就做出大胆预测，预计到2020年全球电力供应的12%将来自风能。
[0003]Φ型升力风力机是典型的升力型垂直轴风力机，上世纪30年度最早出现在法国，其叶片横截面为翼型，这就使得这种风力机在合适的风速下能有一个较好的风能捕捉能力，因而倍受人们的青睐，但是这种风力机在启动风速比较大，在较低风速下就比较难启动，而且当来流风向在某些情况下，风力机就很难启动，也就是这种风力机对风向的依赖性比较高，这就影响了这种垂直轴风力机在风速较低和风向变化较大地区的使用。
【发明内容】
[0004]传统的φ型升力风力机启动风速比较大，在较低风速下就比较难启动，而且启动对风向的依赖性也比较大，影响了这种垂直轴风力机在风速较低和风向变化较大地区的使用。为此，本发明通过为升阻组合的方式，降低这种风力机的启动力矩，从而扩大它的应用范围。
[0005]根据本发明的一个方面，在垂直轴Φ型升力风力机中央加一个垂直轴螺旋叶片S型阻力风力机，通过这种方式就把升力型和阻力型风力机结合在一起了，这种结合的优点是当风速较低的时候，中央的S型阻力风力机便可启动，进而带动Φ型升力风力机转动，而且螺旋叶片S型阻力风力机的启动不受风向的限制，起到了一个辅助启动的作用，这样便解决了现有技术的上述问题；而且，当风速较高时，Φ型风力机便可自主转动捕捉风能。
[0006]根据本发明的一个方面，提供了一种升阻组合Φ-S型垂直轴风力机，其特征在于包括:
[0007]一个Φ型升力风力机，
[0008]设置在所述Φ型升力风力机的中央位置的一个垂直轴螺旋叶片S型阻力风力机，所述Φ型升力风力机与所述垂直轴螺旋叶片S型阻力风力机同轴。
[0009]本发明的有益效果包括，风力机在较低风速下便能启动，而且不受来流风向的影响，从而提高了垂直轴风力机的风能利用效率，更适合风速较低而且风向不定性较大地区的居民使用。【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是根据本发明的一个实施例的新型升阻组合Φ-s型垂直轴风力机的总体示意图。
[0011]图2是图1所示实施例的新型升阻组合Φ-s型垂直轴风力机的俯视图。
[0012]图3是图1所示实施例的新型升阻组合Φ-S型垂直轴风力机的前视图。
[0013]附图标记说明:
[0014]I: φ型风力机2:S型风力机
[0015]3:塔架4:底座。
【具体实施方式】
[0016]参见图1，根据本发明的一个实施例的一种新型升阻组合Φ-S型垂直轴风力机包括在传统的Φ型升力风力机(I)的中央加置一个垂直轴螺旋叶片S型阻力风力机(2)。所述Φ型升力风力机(I)与所述垂直轴螺旋叶片S型阻力风力机(2)同轴。
[0017]所述的Φ型升力风力机(I)具有翼型叶片，该翼型叶片为翼型沿着抛物线拉伸而成。
[0018]例如，在本发明的一个实施例中，螺旋叶片S型阻力风力机(2)的高度为1.48m，旋转直径为0.66m，螺旋角度为 180°，Φ型升力风力机(I)的旋转直径为2.64m。
[0019]参见图2，根据本发明的一个实施例的一种新型升阻组合Φ-S型垂直轴风力机的中央S型阻力风力机(2)的旋转直径约为Φ型升力风力机(I)的最大旋转直径的四分之一。在一个具体实施例中，Φ型升力风力机(2)有三个叶片，以使风力机具有好的风能捕捉能力。
[0020]在图1和3所示的实施例除了 Φ型升力风力机(I)和螺旋叶片S型阻力风力机
(2)，还包括塔架(3)和底座(4)。
[0021]在风速较低的时候，中央的S型阻力风力机(2)便可启动，进而带动Φ型升力风力机(I)转动，这就解决了传统Φ型风力机低风速难以启动的问题；而且螺旋叶片S型阻力风力机(2)的启动不受风向的限制，起到了一个辅助启动的作用，从而使本发明的升阻组合Φ-S型垂直轴风力机的启动不受风向的限制；当风速较高的时候Φ型升力风力机(I)便可自主转动捕捉风能，因此这种新型升阻组合φ-s型垂直轴风力机应用范围比较广。
【权利要求】
1.一种升阻组合φ-s型垂直轴风力机，其特征在于包括: 一个Φ型升力风力机(1)， 设置在所述Φ型升力风力机(I)的中央位置的一个垂直轴螺旋叶片S型阻力风力机(2)，所述Φ型升力风力机(I)与所述垂直轴螺旋叶片S型阻力风力机(2)同轴。
2.根据权利要求1所述的升阻组合Φ-S型垂直轴风力机，其特征在于所述S型阻力风力机(2)具有螺旋形叶片。
3.根据权利要求1所述的升阻组合Φ-S型垂直轴风力机，其特征在于所述Φ型升力风力机(I)包括翼型叶片，该翼型叶片为翼型沿着抛物线拉伸而成。
4.根据权利要求1、2或3所述的升阻组合Φ-S型垂直轴风力机，其特征在于 S型阻力风力机(2)的旋转直径约为Φ型升力风力机(I)的最大旋转直径的四分之一。
5.根据权利要求1、2或3所述的升阻组合Φ-S型垂直轴风力机，其特征在于进一步包括: 塔架(3)， 底座(4)。
6.根据权利要求1、2或3所述的升阻组合Φ-S型垂直轴风力机，其特征在于 在风速较低的时候，中央的S型阻力风力机(2)便可启动，进而带动Φ型升力风力机(I)转动，S型阻力风力机2从而起了一个辅助启动的作用，而所述升阻组合Φ-S型垂直轴风力机的启动不受风向的限制； 当风速较高的时候Φ型风力机(I)可自主转动捕捉风能。
【文档编号】F03D3/00GK103670912SQ201210335395
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月11日 优先权日:2012年9月11日
【发明者】刘沛清, 任水利, 张纯, 屈秋林, 郭昊 申请人:北京航空航天大学