降低了成本，提高了可靠性。
【附图说明】
[0032] 图1为本发明Darrieus-Savonius组合式垂直轴风力发电机的正视结构示意图。
[0033] 图2为本发明在Savonius型风机叶片展开状态下（低转速下）的俯视结构原理 图。
[0034] 图3为本发明在Savonius型风机叶片收起状态下（高转速下）的俯视结构原理 图。 阳035] 图4为本发明Savonius型风机叶片与被动活塞连接处的放大图。
[0036]图中，1、Savonius型风机叶片；2、风机筒；3、被动活塞；4、巫形Darrieus型风机 叶片；5、液压筒；6、第一较接轴；7、第二较接轴；8、主动活塞；9、弹黃；10、变速箱；11、发电 机；12、第Ξ较接轴；13、传动件；14、口结构。
【具体实施方式】
[0037] 下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
[0038] 参考图1至图4,新型Darrieus-Savonius组合式垂直轴风力发电机，包括巫形 Darrieus型风机叶片4、Savonius型风机叶片1、主动活塞8、被动活塞3、液压筒5、风机筒 2、弹黃9、变速箱10和发电机11，上述部件的连接关系如下：
[0039] 液压筒5与风机筒2为内外套嵌结构，同轴固定，顶部很底部分别通过顶盖和底盖 密封。液压筒5位于内侧，其内部为封闭空间。风机筒2位于外侧，主要起到支撑作用，用于 其他部件的安装，同时保护内部的液压筒5,避免液压筒5遭受损坏。液压筒5对应的顶盖 上设有用于主动活塞8活塞杆穿过的通孔。液压筒5侧壁设有若干向内凹陷的口结构14， 用于与被动活塞3密封配合。风机筒2对应的位置设有避让被动活塞3的避让孔。风机筒 2上同时固定有第一较接轴6,用于较接Savonius型风机叶片1。
[0040] 主动活塞8的活塞部分位于液压筒5内，在Φ形Darrieus型风机叶片4作用下 用于改变液压筒5内的液压油压力。主动活塞8的活塞杆穿过液压筒5顶盖，活塞杆顶端 同时固定有安装板，用于与Φ形Darrieus型风机叶片4顶端的固定。
[0041] 被动活塞3的活塞部分设置在液压筒5的口结构14内，被动活塞3的活塞杆端部 设有第二较接轴7。口结构14内端口处设有向内翻折的阻挡边，用于防止被动活塞3脱出 口结构内端口。
[0042] 发电机11通过传动轴与所述变速箱10同轴相连，所述变速箱10通过传动轴与所 述风机筒2同轴相连；Φ形Darrieus型风机叶片4与所述Savonius型风机叶片1同轴布 置，Φ形Darrieus型风机叶片4两端分别与主动活塞8上端和风机筒2下端相接，即Φ形 Darrieus型风机叶片4顶端与主动活塞8顶端固定，Φ形Darrieus型风机叶片4底端与 风机筒2底端固定。
[0043] Savonius型风机叶片1布置在Φ形Darrieus型风机叶片4与风机筒2和主动 活塞8的两个接点中间；Savonius型风机叶片1 一端上设有第一轴孔和第Ξ较接轴12， 第一轴孔与第一较接轴6同轴转动配合，实现Savonius型风机叶片1与风机筒2的轴接， Savonius型风机叶片1在外力作用下，可沿第一较接轴6转动。
[0044] 还设有一传动件13,传动件13的作用是将被动活塞3的直线位移传动给 Savonius型风机叶片1，进而转变为Savonius型风机叶片1的转动位移。传动件13可采 用板结构，该板结构两侧分别设有两个轴套，其中一侧的轴套与Savonius型风机叶片1的 第Ξ较接轴12轴接，另一侧的轴套与被动活塞3的活塞杆上设置的第二较接轴7轴接。
[0045] Savonius型风机叶片1通过第二较接轴7、传动件13、第Ξ较接轴12和被动活塞 3相连，Savonius型风机叶片1可W在被动活塞3引导下围绕固定在风机筒2上的第一较 接轴6转动；Savonius型风机叶片1为一段所对圆屯、角为120°圆弧，其直径与略大于所述 风机筒2直径。
[0046] Φ形Darrieus型风机叶片4为Ξ片，并沿圆周间隔120。均匀布置。Savonius型 风机叶片1为两片，且沿圆周间隔180°布置。
[0047] 液压筒5高一米，其中充满液压油。被动活塞3布置在液压筒5的中部。主动活 塞8的活塞杆上套设有弹黃9,弹黃9的上端与主动活塞8上的安装板底端相抵，弹黃9的 下端与风机筒2的顶盖顶面相抵。
[0048] 当风机转速较小时，弹黃9支撑主动活塞8处于高位，Savonius型风机叶片1处于 展开状态。当风机转速增大后，Φ形Darrieus型风机叶片4会受到水平向外的离屯、力作 用，该力经过Φ形Darrieus型风机叶片4传递会对主动活塞8施加竖直向下的作用力，迫 使主动活塞向8下移动。主动活塞8向下移动会挤压液压油，液压油将该压力传递给所述 被动活塞3,使所述被动活塞3向外移动。被动活塞3通过其活塞杆端部的第二较接轴7、 传动件13、第Ξ较接轴12推动Savonius型风机叶片1围绕固定在风机筒2上的第一较接 轴6转动，并逐渐合犹在风机筒2上。当Savonius型风机叶片1完全收起时，就只有Φ形 Darrieus型风机叶片4处于工作状态。当风机转速减小时，主动活塞8会在弹黃9作用下 向上移动，被动活塞3会在大气压力的作用下向内移动，使得Savonius型风机叶片1展开。
【主权项】
1. 一种Darrieus-Savonius组合式垂直轴风力发电机，包括同轴设置的Darrieus型风 机叶片、Savonius型风机叶片以及驱动机构，其特征在于，还包括传动机构；所述Darrieus 型风机叶片一端根据转速大小可进行轴向的伸缩；所述传动机构将Darrieus型风机叶片 的轴向伸缩位移转变为Savonius型风机叶片的转动位移。2.根据权利要求1所述的Darrieus-Savonius组合式垂直轴风力发电机，其特征在于， 所述Darrieus型风机叶片为Φ形Darrieus型风机叶片，所述传动机构包括： 液压筒； 设置在液压筒内的主动活塞和被动活塞； 所述主动活塞的活塞杆穿过液压筒与所述Darrieus型风机叶片一端固定，主动活塞 在所述Darrieus型风机叶片带动下进行轴向伸缩移动；所述被动活塞的活塞杆穿过液压 筒通过传动件与所述Savonius型风机叶片一端固定，Savonius型风机叶片在被动活塞作 用下进行周向转动； 所述Darrieus型风机叶片另一端与所述液压筒相对固定。3.根据权利要求2所述的Darrieus-Savonius组合式垂直轴风力发电机，其特征在于， 还包括同轴设置在液压筒外侧的风机筒，风机筒上设有用于铰接Savonius型风机叶片的 第一铰接轴。4.根据权利要求3所述的Darrieus-Savonius组合式垂直轴风力发电机，其特征在于， 所述主动活塞同轴设置在液压筒一端，其活塞杆端部安装有用于与Darrieus型风机叶片 一端固定的安装板；所述主动活塞的活塞杆上套设有复位弹簧，该复位弹簧一端与安装板 相抵，另一端与液压筒外端相抵。5.根据权利要求3所述的Darrieus-Savonius组合式垂直轴风力发电机，其特征在于， 所述液压筒上设有向内凹陷的口结构，所述被动活塞位于该口结构内，并与口结构内壁滑 动密封配合。6.根据权利要求3所述的Darrieus-Savonius组合式垂直轴风力发电机，其特征在于， 所述被动活塞的活塞杆上设有第二铰接轴；所述Savonius型风机叶片端部设有第三铰接 轴；所述传动件包括两个分别与第二铰接轴和第三铰接轴轴接的轴套以及将两个轴套相对 固定的连接件。7.根据权利要求3-6任一权利要求所述的Darrieus-Savonius组合式垂直轴风力发 电机，其特征在于，所述Savonius型风机叶片布置在风机筒中部，且沿周向均匀布置；所述 Darrieus型风机叶片沿风机筒周向均勾布置。8.根据权利要求3-6任一权利要求所述的Darrieus-Savonius组合式垂直轴风力发电 机，其特征在于，所述Savonius型风机叶片为一圆弧段，其直径与略大于所述风机筒的直 径。
【专利摘要】本发明公开一种Darrieus-Savonius组合式垂直轴风力发电机，包括同轴设置的Darrieus型风机叶片、Savonius型风机叶片以及驱动机构，其特征在于，还包括传动机构；所述Darrieus型风机叶片一端根据转速大小可进行轴向的伸缩；所述传动机构将Darrieus型风机叶片的轴向伸缩位移转变为Savonius型风机叶片的转动位移。本发明当风机启动时，由阻力型的Savonius型风机叶片提供动力，当风机达到一定转速后，Φ形Darrieus型风机叶片的离心力会导致主动活塞向下移动，并通过传动装置使Savonius型风机叶片合拢在风机筒上。本发明既利用了Savonius型风机叶片提供较大的转矩使风机能够自启动，又避免了在高转速时Savonius型风机叶片造成风阻。
【IPC分类】F03D3/06
【公开号】CN105298743
【申请号】CN201510770037
【发明人】曾昭赟, 王勤, 张海涵, 宋洁, 赵景钰
【申请人】浙江大学
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年11月12日