專利名稱：風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及風(fēng)能轉(zhuǎn)換為固體機(jī)械能領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主軸與地面平行，或者說其旋轉(zhuǎn)主軸的軸線需與風(fēng)向平行，隨著風(fēng)向的變化，風(fēng)力發(fā)電機(jī)就需有一套機(jī)構(gòu)來隨時(shí)調(diào)整主軸的方位，這就使風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，進(jìn)而也增加了風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的制造成本與故障率。也由于風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的主軸與地面平行，而對(duì)風(fēng)能轉(zhuǎn)矩利用的設(shè)備多數(shù)還在地面，如提水與碾壓等，這也就限制了對(duì)風(fēng)能轉(zhuǎn)矩的有效與經(jīng)濟(jì)的利用。就包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)，為迎合風(fēng)向，發(fā)電機(jī)也須360度的轉(zhuǎn)動(dòng)，這也給電能輸送到地面帶來麻煩。還由于風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)其風(fēng)輪的圓周面與地面垂直，所以須有較高的安裝高度，這又給安裝與普及使用帶來一定困難。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是簡化風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)，降低其制造成本與安裝難度，降低整個(gè)風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的垂直高度，也無需專門機(jī)構(gòu)就能適應(yīng)任何方位(水平方位)的自然風(fēng)向，即風(fēng)從任何方位吹來都能帶動(dòng)風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的主軸定向旋轉(zhuǎn)。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的主軸垂直于地面，多個(gè)葉片軸成幅射狀支持在主軸的徑向面上，每個(gè)葉片軸的徑向位置上有一片葉片，葉片軸能相對(duì)主軸擺動(dòng)(小角度轉(zhuǎn)動(dòng))，葉片平面的擺動(dòng)范圍在平行于主軸與垂直于主軸之間。當(dāng)葉片平面平行于主軸時(shí)，葉片的受風(fēng)面積最大；當(dāng)葉片平面垂直于主軸時(shí)，葉片的受風(fēng)面積最小，主軸通過其徑向上各個(gè)方位的葉片的受風(fēng)面積的差異，進(jìn)而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩(轉(zhuǎn)矩)。
本實(shí)用新型的有益效果是由于本風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低、工作可靠、適應(yīng)性強(qiáng)、安裝方便，所以可廣范應(yīng)用在風(fēng)力資源豐富的地區(qū)，并用其發(fā)電能或發(fā)動(dòng)能。具體的應(yīng)用例子有1、用其發(fā)電供給公路設(shè)施的發(fā)光的各種交通標(biāo)志；2、用其發(fā)電供給電加熱熱水器；3、風(fēng)力發(fā)電機(jī)安裝在路燈桿頂上，并發(fā)電供給路燈；4、用其發(fā)電供給山項(xiàng)了望臺(tái)、燈塔，或是船只的用電；5、用其發(fā)電供給活動(dòng)工棚、牧區(qū)房舍，以及牧區(qū)的電圍欄用電；6、用其發(fā)動(dòng)能帶動(dòng)水泵、油泵以及碾壓設(shè)備等。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。


圖1是風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是
圖1的俯視圖。
圖3是葉片軸與聯(lián)接架的連接圖。
圖4是葉片逆風(fēng)動(dòng)作圖。
圖5是葉片順風(fēng)動(dòng)作圖。
圖6是穩(wěn)速裝置結(jié)構(gòu)圖。
圖7是圖6的俯視圖。
圖中1.主軸 4.葉片 7.限位擋10.偏心輪2.聯(lián)接架5.平衡重8.做功擋11.偏心輪軸3.葉片軸6.軸承 9.凸出臂12.離心錘具體實(shí)施方式
在
圖1和圖2中，風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)輪主要由主軸(1)、聯(lián)接架(2)、葉片軸(3)、葉片(4)與平衡重(5)構(gòu)成。主軸(1)的端部有聯(lián)接架(2)，聯(lián)接架(2)上支持有多根葉片軸(3)，每根葉片軸(3)上都有葉片(4)和平衡重(5)。
在圖3中，聯(lián)接架(2)的中心與主軸(1)的端部聯(lián)接，聯(lián)接架(2)的徑向有多個(gè)套形結(jié)構(gòu)，此套形結(jié)構(gòu)是軸承(6)的軸承座，并緊配合卡住軸承(6)的外圓；葉片軸(3)的一端為圓柱形，葉片軸(3)的圓柱形端穿在軸承(6)的內(nèi)圓中，葉片軸(3)通過軸承(6)而支持在聯(lián)接架(2)上，并能相對(duì)聯(lián)接架(2)轉(zhuǎn)動(dòng)；葉片軸(3)的另一端有葉片(4)，葉片(4)具有一定的面積，葉片(4)的有效平面與葉片軸(3)的軸線平行，葉片(4)位于葉片軸(3)的軸線的徑向幅射面上；在葉片軸(3)的徑向位置處有平衡重(5)，平衡重(5)的重心距離葉片軸(3)的軸心有一定距離；相對(duì)于葉片軸(3)的直徑線而言，平衡重(5)的重心位于葉片軸(3)的直徑線的一端，而葉片(4)的重心則位于葉片軸(3)的直徑線的另一端，平衡重(5)的重心與葉片(4)的重心在同一直線上，這兩個(gè)重心之間隔有葉片軸(3)的軸心。
在圖4中，葉片軸(3)的圓周面上有凸出臂(9)，凸出臂(9)凸出于葉片軸(3)的圓周面并具有一定高度，凸出臂(9)也具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，凸出臂(9)與葉片軸(3)同步動(dòng)作，凸出臂(9)的動(dòng)作軌跡為弧形；聯(lián)接架(2)上有限位擋(7)和做功擋(8)，限位擋(7)和做功擋(8)具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，限位擋(7)和做功擋(8)相距一定的距離，限位擋(7)和做功擋(8)位于凸出臂(9)的動(dòng)作軌跡的兩端，限位擋(7)和做功擋(8)限制凸出臂(9)的動(dòng)作弧度，即限制葉片軸(3)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。
在圖4與圖5中，風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理是當(dāng)風(fēng)由左向右吹時(shí)，葉片(4)受風(fēng)力推動(dòng)繞葉片軸(3)轉(zhuǎn)動(dòng)，葉片(4)同時(shí)也減小了受風(fēng)面積；當(dāng)風(fēng)由右向左吹時(shí)，葉片(4)受風(fēng)力推動(dòng)繞葉片軸(3)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)葉片(4)的平面轉(zhuǎn)動(dòng)到與主軸(1)的軸線平行的位置時(shí)，由于做功擋(8)的限制，葉片(4)保持了最大受風(fēng)面積，葉片(4)上所受的風(fēng)力經(jīng)做功擋(8)傳遞到聯(lián)接架(2)上，聯(lián)接架(2)就帶動(dòng)主軸(1)旋轉(zhuǎn)。
在圖6與圖7中，為了穩(wěn)定風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速，本實(shí)用新型采用調(diào)節(jié)葉片(4)的受風(fēng)面積的方式穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，也就是通過改變做功擋(8)的位置來改變?nèi)~片(4)的有效受風(fēng)面積。做功擋(8)由一個(gè)偏心輪(10)構(gòu)成，偏心輪(10)具有一定厚度，偏心輪(10)有弧形邊沿，偏心輪(10)的平面上有偏心輪軸(11)，偏心輪軸(11)為圓柱形；偏心輪(10)的弧形邊沿距偏心輪軸(11)的軸心距離，隨著位于偏心輪軸(11)的圓周位置角度的不同而大小不同；偏心輪軸(11)的另一端有離心錘(12)，離心錘(12)的重心在偏心輪軸(11)的徑向位置處，離心錘(12)的重心距偏心輪軸(11)的軸線有一定距離；聯(lián)接架(2)上有軸套，偏心輪軸(11)通過該軸套而支持在聯(lián)接架(2)上，偏心輪軸(11)能相對(duì)聯(lián)接架(2)轉(zhuǎn)動(dòng)，偏心輪軸(11)的軸線與主軸(1)的軸線平行，偏心輪(10)位于凸出臂(9)的弧形動(dòng)作軌跡上，偏心輪(10)替代并起到做功擋(8)的作用，偏心輪(10)的弧形邊沿限制凸出臂(9)的動(dòng)作弧度。其工作原理是當(dāng)風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速加大時(shí)，離心錘(12)的離心力也同時(shí)加大，離心錘(12)克服一個(gè)彈簧力帶動(dòng)偏心輪軸(11)和偏心輪(10)轉(zhuǎn)動(dòng)，隨著偏心輪(10)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度加大，偏心輪(10)的弧形邊沿的半徑也在加大，凸出臂(9)的動(dòng)作弧度減小，葉片(4)的有效受風(fēng)面積也在減小，進(jìn)而風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速也就降低，以此達(dá)到穩(wěn)速的目的。
設(shè)風(fēng)吹入風(fēng)輪處為上風(fēng)處，設(shè)風(fēng)吹出風(fēng)輪處為下風(fēng)處。為使每個(gè)葉片(4)轉(zhuǎn)到上風(fēng)處時(shí)能提前進(jìn)入做功狀態(tài)，即葉片(4)的平面平行于主軸(1)，所以將葉片軸(3)的角度降低，使其與主軸(1)的夾角小于90度。這樣一來，當(dāng)每個(gè)葉片(4)轉(zhuǎn)到上風(fēng)處時(shí)，由于具有一定的受風(fēng)面積，所以受力而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，葉片(4)由原來平行于地面的位置轉(zhuǎn)動(dòng)到垂直于地面的位置。
在
圖1中，聯(lián)接架(2)上支持有多組葉片軸(3)，每兩個(gè)葉片(4)共用一根葉片軸(3)，葉片軸(3)的中部位于主軸(1)的中心處，葉片軸(3)的兩個(gè)端部(左段和右段)都有葉片(4)，這兩個(gè)葉片(4)的平面之間有一定的(90度的)夾角。一根葉片軸(3)和兩個(gè)葉片(4)構(gòu)成一組葉片，每組葉片上都有平衡重(5)，每組葉片上的兩個(gè)葉片(4)的重心之和為葉片重心，平衡重(5)的重心與葉片重心之間隔有葉片軸(3)的軸心。其作用是當(dāng)聯(lián)接架(2)左邊的葉片(4)的平面處于平行于主軸(1)的位置時(shí)，其右邊的葉片(4)的平面通過同軸聯(lián)動(dòng)將位于垂直于主軸(1)的位置。
權(quán)利要求1.一種風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，包括風(fēng)輪、葉片以及穩(wěn)速機(jī)構(gòu)；主軸(1)垂直于地面，主軸上有徑向伸出的橫桿，葉片通過轉(zhuǎn)軸支持在橫桿的端部，葉片轉(zhuǎn)軸的軸心線與主軸平行；其特征在于主軸(1)上有聯(lián)接架(2)，葉片軸(3)通過軸承(6)而支持在聯(lián)接架(2)上，葉片軸(3)在主軸(1)的徑向位置上；每根葉片軸(3)的徑向位置上都有葉片(4)和平衡重(5)，葉片(4)的重心與平衡重(5)的重心在同一直線上，葉片(4)的重心與平衡重(5)的重心之間隔有葉片軸(3)的軸心。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于葉片軸(3)的圓周面上有凸出臂(9)，聯(lián)接架(2)上有限位擋(7)和做功擋(8)，限位擋(7)和做功擋(8)位于凸出臂(9)的動(dòng)作軌跡的兩端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于偏心輪(10)有弧形邊沿，偏心輪(10)的平面上有偏心輪軸(11)，偏心輪軸(11)為圓柱形，偏心輪軸(11)的另一端有離心錘(12)，離心錘(12)的重心在偏心輪軸(11)的徑向位置處；聯(lián)接架(2)上有軸套，偏心輪軸(11)通過該軸套而支持在聯(lián)接架(2)上，偏心輪(10)位于凸出臂(9)的弧形動(dòng)作軌跡上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于每兩個(gè)葉片(4)共用一根葉片軸(3)，葉片軸(3)的中部位于主軸(1)的中心處，葉片軸(3)的左段和右段都有葉片(4)。
專利摘要一種風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，涉及風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能領(lǐng)域。為解決風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)適應(yīng)風(fēng)向的問題。風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的主軸垂直于地面，主軸的端部有聯(lián)接架，葉片軸通過軸承而支持在聯(lián)接架上，葉片軸平行于地面。每根葉片軸的徑向位置上有葉片和平衡重，葉片的重心與平衡重的重心在同一直線上，葉片的重心與平衡重的重心之間隔有葉片軸的軸心。葉片的平面在平行于地面與垂直于地面間擺動(dòng)。本風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低、起動(dòng)容易?？商峁┕吩O(shè)施的發(fā)光標(biāo)志、路燈、瞭望臺(tái)、牧區(qū)房舍、船只的用電，也可直接輸出機(jī)械轉(zhuǎn)矩而帶動(dòng)水泵、油泵等。
文檔編號(hào)F03D5/00GK2680892SQ0327302
公開日2005年2月23日 申請日期2003年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月22日
發(fā)明者姚平 申請人:姚平