专利名称：一种组合型立轴风力机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到机翼型和s型立轴风力机的技术和设备。
背景技术：
风能和太阳能是目前国内外极为受关注的新能源，也是21世纪重点发展的新能 源。目前世界上90%的风力机采用水平轴风力机，水平轴风力机叶片设计复杂、其 核心设计技术仅掌握在少数几家供应商手中，因而设备费用较高。此外，水平轴风 力机还具有启动力矩小、受风向限制、风力机噪音较大、安装和维护费用较高、风 力机的可靠性较差、允许运行的风速范围(5~25m/s)较窄、叶片较长、运输不便等 的不足之处。
相反，立轴风力机在上述水平轴风力机的不足之处都有非常明显的优势，且 Darrieus立轴风力机风能利用系数不低于水平轴风力机。因此，发展Darrieus立轴 风力机是降低风电成本一种良好的选择。
0)形Darrieus型风力机是目前唯一可巨型化的立轴风力机，但其启动力矩为零， 需借助外力启动，严重限制其发展。为了解决上述问题，现也有组合型风力机，即 采用直叶片S型风力机来启动机Darrieus风力机，但其仅在部分功角具有启动性能， 启动力矩小，这一不足在大型化后将更为明显。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种具自 启动性、且风能转化率更高的组合型风力机。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下 一种组合型立轴风 力机，包括风力机轴，在所述的风力机轴上设置有2 3片机翼型叶片和2 3片 螺旋形S型叶片，螺旋形S型叶片的旋转直径与机翼型叶片旋转赤道直径比值为 1: 3~7，机翼型叶片构成CD形，增强风力机的结构强度。
所述的机翼型叶片密实度ff为0.13~0.5， cr-2WC/D，其中C为叶片弦长，N 为叶片数，D为机翼型叶片旋转赤道直径。
所述的螺旋形S型叶片的螺旋角度为90°~360°。在所述的螺旋形S型叶片的两端设置有端盖，在所述的螺旋形S型叶片的内表 面间隔地设置有隔板。
与现有技术相比，本实用新型组合型风力机的有益效果是
1、 在风力机轴上同时设置机翼型叶片和螺旋形S型叶片，风能利用率比现有 组合型风力机高5%，启动力矩在所有转角都比现有组合型风力机的要大，所以在 任何角度都具有良好的启动性能。机翼型叶片转速较快，最高功率时叶尖线速度为 风速的3 5倍；而螺旋形S型叶片转速较慢，最大功率时叶尖线速度为风速0.8倍 左右，因此，设计S型叶片旋转直径与机翼型叶片赤道直径比值为1: 3 7的结构， 并可使风力机风能利用率比现有组合型风力机的高5%。
2、 机翼型叶片与螺旋形S型叶片串联安装，螺旋S型叶片安装在机翼型叶片 的底部，这样螺旋S型叶片和机翼型叶片的空气动力场互不干扰，因此比现有组合 型风力机重叠安装的风能利用率要高。
3、 机翼型叶片密实度0=0.13~0.4，此区间内机翼型叶片输出功率最大；S型叶 片螺旋角度设计为90°~360°，在任意转角都有部分顺风凹面叶片受到风的推力，增 加了风力机的正力矩，从而也增加了风力机的效率；在S型叶片两端加端盖和叶片 内加隔板均可增加凹面叶片的聚风能力，增加正力矩，增大风力机效率。
图1是本实用新型组合型立轴风力机示意图。
图2是本实用新型机翼型叶片断面结构示意图
图3是本实用新型有端盖和隔板的螺旋形S型叶片结构示意图。
图4是螺旋形S型叶片断面结构示意图。
其中1、风力机轴；2、机翼型叶片；3、螺旋形S型叶片；4、端盖；5、机 翼型叶片旋转赤道直径；6、 S型凸面叶片；7、 S型凹面叶片；8、隔板；9、 S型叶
片旋转直径。
具体实施方式
1、
以下结合附图，对本实用新型作详细说明，如图1所示，本实用新型组合型
风力机，包括风力机轴，在风力机轴1上安装有2 3片机翼型叶片2和2 3片螺 旋形S型叶片3。图2是2叶片的有端盖4和隔板的螺旋形S型叶片结构示意图，由一片凸面叶片6和凹面叶片7组成，轴向相隔180。，断面成S型，如图3所示。
螺旋形s型叶片由S形叶型沿风力机轴1轴向旋转一定角度后形成，叶片旋转角度 为卯。 360。；偏心距e与叶片直径d比值(偏心系数)在0 0.4之间；叶片两端设 有封盖4，则其直径与旋转直径9比值为1~1.2;叶片内表面可间隔的增设内隔板8， 内隔板示意图如2所示。
2、 螺旋形S型叶片的旋转直径9与机翼型叶片的赤道直径5比值为1: 3~7。 机翼型叶片密实度cr为0.13 0.4， cj=2NC/D，其中C为叶片翼型弦长，N为叶片数 和D为叶片旋转赤道半径。
本实用新型为组合型立轴风力机，由机翼型叶片2与螺旋形S型叶片3组成， 其中螺旋形S型叶片在任何功角都具有较高启动力矩，推动机翼型叶片启动旋转。 机翼型叶片构成O)形，其旋转赤道直径为螺旋形S型叶片旋转直径的3 7倍，S型
叶片始终都对机翼型叶片旋转起着推动作用，增加了力矩，从而加大了组合型风力 机的风能转化率。S型叶片安置在机翼型叶片的底部，两叶片的空气流场不产生影 响，增大组合型立轴风力机的性能。
权利要求1、一种组合型立轴风力机，包括风力机轴(1)，在所述的风力机轴上设置有2～3片机翼型叶片(2)和2～3片螺旋形S型叶片(3)，螺旋形S型叶片设置在机翼型叶片底部，螺旋形S型叶片的旋转直径(9)与机翼型叶片的赤道直径(5)比值为1∶3～7。
2、 根据权利要求1所述的组合型立轴风力机，其特征在于所法的机翼型叶 片密实度cj为0.13 0.4， a=2NC/D，其中C为叶片弦长，N为叶片数和D为叶片旋转赤道直径。
3、 根据权利要求1所述的所述的组合型立轴风力机，其特征在于所述的螺 旋形S型叶片的螺旋角度为90°~360°，所述的机翼型叶片构成<D字形。
4、 根据权利要求l、 2或3所述的所述的组合型立轴风力机，其特征在于 在所述的螺旋形S型叶片的两端设置有端盖(4)，在所述的螺旋形S型叶片的内 表面间隔的设置有隔板(8)。
专利摘要本实用新型公开了一种组合型立轴风力机，包括风力机轴，在所述的风力机轴上设置有2～3片机翼型叶片和2～3片螺旋形S型叶片，螺旋形S型叶片的旋转直径与机翼型叶片旋转赤道直径比值为1∶3～7，机翼型叶片构成Φ形，增强风力机的结构强度。与现有技术相比，本实用新型风力机风能利用率比现有组合型风力机的高5％，动性能更加优越。
文档编号F03D3/06GK201412269SQ20092003989
公开日2010年2月24日 申请日期2009年4月24日 优先权日2009年4月24日
发明者吴玉萍, 周大庆, 涛 王, 胡国祥, 赵振宙, 源 郑 申请人:河海大学;南京河海科技有限公司