[發明專利]一種新型升阻組合H-S型垂直軸風力機

在審

• 申請號: 201210335868.8
• 申請日: 2012-09-11
• 公開（公告）號: CN103670913A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 劉沛清;任水利;張純;屈秋林;郭昊
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: F03D3/00
• 分類號: F03D3/00;F03D3/06
• 代理公司: 北京金恒聯合知識產權代理事務所 11324
• 代理人: 李強

技術領域

本發明主要是把螺旋葉片S型阻力風力機和垂直軸H型升力風力機組合在一起，從而使風力機在低速風速便能夠啟動，且不受來流風向的影響，進而提高了風力機風能利用效率。

背景技術

眾所周知，能源是國民經濟發展的命脈。隨著越來越嚴重的環境污染問題的出現和化石然料有限儲量減少的雙重危機的日益加深，人類對可再生能源的開發和利用變得無比迫切，在眾多可開發利用的可再生能源（即新能源，主要有風能、太陽能、生物質能、潮汐能等）中，風能以其儲量大、分布廣泛和開發技術相對成熟而成為目前世界能源結構中的一個重要組成部分，歐洲風能協會和國際綠色和平組織于本世紀初就做出大膽預測，預計到2020年全球電力供應的12%將來自風能。

H型升力風力機是典型的升力型垂直軸風力機，上世紀30年度最早出現在法國，其葉片橫截面為翼型，這就使得這種風力機在合適的風速下能有一個較好的風能捕捉能力，因而倍受人們的青睞，但是這種風力機在啟動風速比較大，在較低風速下就比較難啟動，而且當來流風向在某些情況下，風力機就很難啟動，也就是這種風力機對風向的依賴性比較高，這就影響了這種垂直軸風力機在風速較低和風向變化較大地區的使用。

發明內容

傳統的H型升力風力機啟動風速比較大，在較低風速下就比較難啟動，而且啟動對風向的依賴性也比較大，影響了這種垂直軸風力機在風速較低和風向變化較大地區的使用。為此，我們希望通過為升阻組合的方式，降低這種風力機的啟動力矩，進而擴大它的應用范圍。

根據本發明的一個實施例，在垂直軸H型升力型風力機中央加一個螺旋葉片S型阻力型風力機，從而把升力型和阻力型風力機結合在一起，當風速較低的時候，中央的S型阻力風力機便可啟動，進而帶動H型風力機轉動，而且螺旋葉片S型阻力風力機的啟動不受風向的限制，中央的阻力型風力機起了一個輔助啟動的作用，這樣一來便可以把低速風速難以啟動和風向依賴性大的問題給解決了；當風速較高的時候H型風力機便可自主轉動捕捉風能。

根據本發明的一個方面，提供了一種升阻組合H-S型垂直軸風力機，其特征在于包括：

一個垂直軸H型阻力風力機，

設置在所述H型阻力風力機中央的一個螺旋葉片S型升力風力機。

本發明的有益效果包括，風力機在較低風速下便能啟動，而且不受來流風向的影響，從而提高了垂直軸風力機的風能利用效率，更適合風速較低而且風向不定性較大地區的居民使用。

附圖說明

圖1是根據本發明的一個實施例的新型升阻組合H-S型垂直軸風力機的總體示意圖。

圖2是圖1所示實施例的新型升阻組合H-S型垂直軸風力機的俯視圖。

圖3是圖1所示實施例的新型升阻組合H-S型垂直軸風力機的前視圖。

附圖標號：

1：H型風力機????????2：S型阻力風力機

3：塔架?????????????4：底座

具體實施方式

參見圖1，根據本發明的一個實施例的一種新型升阻組合H-S型垂直軸風力機包括：

在傳統的H型升力風力機（1），

在傳統的H型升力風力機（1）的中央加置的一個螺旋葉片S型阻力風力機（2）。

H型升力風力機（1）與S型阻力風力機（2）同軸。

例如，在本發明的一個實施例中，螺旋葉片S型阻力風力機（2）的高度為1.48m,旋轉直徑為0.66m,螺旋角度為180°，H型風力機（1）的旋轉直徑為2.64m。。

參見圖2，根據本發明的一個實施例的一種新型升阻組合H-S型垂直軸風力機的中央S型阻力風力機（2）的旋轉直徑約為H型升力風力機（1）旋轉直徑的四分之一，為了使風力機的風能捕捉能力更好，根據一個實施例的H型升力風力機有四個葉片。

參見圖3，其中標號1表示H型升力風力機，標號2表示螺旋葉片S型阻力風力機，標號3表示塔架，標號4表示底座。

在風速較低的時候，中央的S型阻力風力機（2）便可啟動，進而帶動H型升力風力機（1）轉動，這就解決了傳統H型升力風力機（1）低風速難以啟動的問題，而且螺旋葉片S型阻力風力機（2）的啟動不受風向的限制，起到了一個輔助啟動的作用，所以新型升阻組合H-S型垂直軸風力機的啟動也就不受風向的限制；而當風速較高的時候，H型升力風力機（1）便可自主轉動捕捉風能，因此這種新型新型升阻組合H-S型垂直軸風力機應用范圍比較廣。