專利名稱：一種垂直軸風(fēng)機(jī)的風(fēng)力驅(qū)動系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種垂直軸風(fēng)機(jī)的風(fēng)力驅(qū)動系統(tǒng)，屬于風(fēng)力驅(qū)動系統(tǒng)結(jié) 構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域。
二背景技術(shù)：
目前，現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機(jī)包括水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)和垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī) 兩大類。水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)是目前技術(shù)最成熟，占據(jù)主流市場的產(chǎn)品， 但由于其結(jié)構(gòu)因素，決定了水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)能利用率不會太高。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，通過計(jì)算流體力學(xué)為垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的研究
提供了基礎(chǔ)。其中H型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)是其中一個成熟的代表，具有 效率髙，無噪音的特點(diǎn)。最近又出現(xiàn)了可變攻角葉片式垂直軸風(fēng)機(jī)，從 而達(dá)到最大的風(fēng)能利用率。但不論是技術(shù)成熟的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，還 是先進(jìn)的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其風(fēng)力驅(qū)動系統(tǒng)制造工藝都比較復(fù)雜，從 而使發(fā)電成本高，因而不利于普遍推廣。
三
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述已有技術(shù)存在的不足之處，提供一種結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)合理，制造工藝簡單，發(fā)電效率高、成本低的垂直軸風(fēng)機(jī)的風(fēng)力 驅(qū)動系統(tǒng)。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種垂直軸風(fēng)機(jī)的風(fēng)力驅(qū)動系統(tǒng)，特殊之處在于包括沿主軸4外圍 360度均勻分布的可以獨(dú)自旋轉(zhuǎn)的葉片，葉片分別活動連接于沿主軸4外 圍360度均勻分布的各組軸臂內(nèi)，軸臂分別固定于主軸4的側(cè)壁上，各組 軸臂處于相同的水平高度，主軸4的下端與支架3之間通過軸承活動連接。
所述葉片的形狀是長方形，或者是厚度逐漸減小的對稱流線形，葉 片的一側(cè)安裝有固定于葉片內(nèi)的銷軸10;
所述均勻分布的葉片為3-8個，相鄰兩組軸臂之間呈45-120度；
為了避免風(fēng)力過大導(dǎo)致葉片變形，所述葉片是采用剛性材料制成的 葉片；
所述軸臂包括與主軸4固定連接的下臂5和上臂2，下臂5和上臂2之間安裝有與旋轉(zhuǎn)葉片配合使用、能夠擋住葉片的橫梁ll，橫梁11離銷軸10 的距離小于等于葉片的寬度；所述軸臂的下臂5是一字型橫臂與帶有滾輪7的扭臂的組合，滾輪7 卡接在支架3上部所設(shè)導(dǎo)軌盤12的圓形導(dǎo)槽6內(nèi)；所述葉片銷軸10的上端通過滾動軸承9與上臂2活動連接，下端通過 滾動軸承8與下臂5活動連接，或直接與下臂5剛性連接。本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，制造工藝簡單，發(fā)電效率高、成本低，.無噪 聲污染。四

圖l:為本發(fā)明一種垂直軸風(fēng)機(jī)的風(fēng)力驅(qū)動系統(tǒng)實(shí)施例l的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2:為本發(fā)明一種垂直軸風(fēng)機(jī)的風(fēng)力驅(qū)動系統(tǒng)實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3:滾輪沿著導(dǎo)槽滑動軌跡示意圖。圖中1、葉片，2、上臂，3、支架，4、主軸，5、下臂，6、導(dǎo)槽， 7、滾輪，8、滾動軸承，9、滾動軸承，10、銷軸，11、橫梁，12、導(dǎo)軌 盤，13、葉片，14、葉片。五具體實(shí)施方式
以下參照附圖給出本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，用來對本發(fā)明的構(gòu)成做 進(jìn)一步的說明。 實(shí)施例l本實(shí)施例的一種垂i;軸風(fēng)機(jī)的風(fēng)力驅(qū)動系統(tǒng)參考附圖i，包括沿主軸4外圍360度均勻分布的可以獨(dú)自旋轉(zhuǎn)的葉片，葉片分別活動連接于沿主 軸4外圍360度均勻分布的各組軸臂內(nèi)，軸臂分別固定于主軸4的側(cè)壁上， 各組軸臂處于相同的水平高度，主軸4的下端與支架3之間通過軸承活動 連接。所述均勻分布的葉片為3個，相鄰兩組軸臂之間成120度；所述葉 片的形狀是長方形，其厚度在保證其剛度要求的情況下應(yīng)盡量的薄，葉 片的一側(cè)安裝有固定于葉片的銷軸10;為了避免風(fēng)力過大導(dǎo)致葉片變形， 所述葉片是采用剛性材料制成的葉片；所述軸臂包括與主軸4固定連接的 下臂5和上臂2，下臂5和上臂2之間安裝有與旋轉(zhuǎn)葉片配合使用、能夠擋 住葉片的橫梁ll，橫梁11離銷軸10的距離小于等于葉片的寬度，所述葉片銷軸10的上端通過滾動軸承9與上臂2活動連接，下端通過滾動軸承8 與下臂5活動連接，所述下臂5是一字型橫臂。工作過程當(dāng)垂直軸風(fēng)機(jī)受到如圖所示風(fēng)向的風(fēng)場吹動時，主軸4 一側(cè)的葉片l、葉片13繞銷軸10轉(zhuǎn)動，貼附在軸臂間的橫梁ll上，其平面 與風(fēng)向成某一角度，葉片l、葉片13受到風(fēng)的作用力，通過軸臂給主軸4 以扭矩；主軸4另一側(cè)葉片14沿著風(fēng)的方向，僅受到風(fēng)對葉片的摩擦力， 這樣主軸4在合扭矩作用下沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)。隨著主軸4的轉(zhuǎn)動，葉片 13當(dāng)該軸臂轉(zhuǎn)到與風(fēng)向相同方向時，葉片13繞銷軸10旋轉(zhuǎn)180。至與風(fēng)向 相同的方向，不再向主軸提供扭矩。而葉片14當(dāng)其軸臂轉(zhuǎn)至與風(fēng)向相同 位置時，葉片14繞銷軸10轉(zhuǎn)動，貼靠到軸臂的橫梁ll上，隨著主軸4的轉(zhuǎn) 動，葉片14與風(fēng)向成某一角度，受風(fēng)力作用給主軸4一扭矩。這樣風(fēng)機(jī)就 不停的旋轉(zhuǎn)，通過主軸4將能量傳送給發(fā)電機(jī)。實(shí)施例2本實(shí)施例的一種垂直軸風(fēng)機(jī)的風(fēng)力驅(qū)動系統(tǒng)參考附圖2-3，與實(shí)施例l的不同之處在于所述葉片是厚度逐漸減小的對稱流線形，葉片銷軸IO 的上端通過滾動軸承9與上臂2活動連接，下端與下臂5剛性連接，下臂5 是底部帶有滾輪7的扭臂，滾輪7卡接在支架3上部所設(shè)導(dǎo)軌盤12的圓形導(dǎo) 槽6內(nèi)。工作過程當(dāng)垂直軸風(fēng)機(jī)受到如附圖2所示風(fēng)向的風(fēng)場吹動時，首先 調(diào)整導(dǎo)軌盤12，使葉片l，葉片13，葉片14受風(fēng)力及導(dǎo)槽6共同作用，發(fā) 生如下變化，葉片l、葉片13與風(fēng)向成某一角度，這樣由機(jī)翼原理可知， 葉片l、葉片13對主軸4產(chǎn)生扭矩，葉片14其截面中心線與風(fēng)向一致，不 產(chǎn)生升力，而僅受風(fēng)的磨擦力，這樣三個葉片對主軸4作用一合扭矩，使 主軸4沿逆時針方向轉(zhuǎn)動。隨著主軸4的轉(zhuǎn)動，葉片受風(fēng)力作用在導(dǎo)槽6 及軸臂端所限定的范圍內(nèi)繞銷軸10轉(zhuǎn)動以改變?nèi)~片與風(fēng)向的夾角，風(fēng)能 以扭矩的形式傳遞給發(fā)電機(jī)。實(shí)施例3本實(shí)施例的一種垂直軸風(fēng)機(jī)的風(fēng)力驅(qū)動系統(tǒng)，與實(shí)施例1或?qū)嵤├? 的不同之處在于所述葉片為8個，相鄰兩個軸臂之間成45度角。上述三種實(shí)施例結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，節(jié)約能源，制造工藝簡單，能使發(fā) 電機(jī)獲得較大的扭矩，發(fā)電效率高、成本低，無噪聲污染。
權(quán)利要求
1、一種垂直軸風(fēng)機(jī)的風(fēng)力驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于包括沿主軸(4)外圍360度均勻分布的可以獨(dú)自旋轉(zhuǎn)的葉片，葉片分別活動連接于沿主軸(4)外圍360度均勻分布的各組軸臂內(nèi)，軸臂分別固定于主軸(4)的側(cè)壁上，各組軸臂處于相同的水平高度，主軸(4)的下端與支架(3)之間通過軸承活動連接。
2、 按照權(quán)利要求l所述一種垂直軸風(fēng)機(jī)的風(fēng)力驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在 于所述葉片的形狀是長方形，或者是厚度逐漸減小的對稱流線形，葉片 的一側(cè)安裝有固定于葉片內(nèi)的銷軸(10)。
3、 按照權(quán)利要求1或2所述一種垂直軸風(fēng)機(jī)的風(fēng)力驅(qū)動系統(tǒng)，其特征 在于所述均勻分布的葉片為3-8個，相鄰兩個軸臂之間呈45-120度。
4、 按照權(quán)利要求1或2所述一種垂直軸風(fēng)機(jī)的風(fēng)力驅(qū)動系統(tǒng)，其特征 在于所述葉片是采用剛性材料制成的葉片。
5、 按照權(quán)利要求l所述一種垂直軸風(fēng)機(jī)的風(fēng)力驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在 于所述軸臂包括與主軸(4)固定連接的下臂(5)和一字形上臂(2)，下 臂(5)和上臂(2)之間安裝有與旋轉(zhuǎn)葉片配合使用、能夠擋住葉片的 橫梁(11),橫梁(11)離銷軸(10)的距離小于等于葉片的寬度。
6、 按照權(quán)利要求l所述一種垂直軸風(fēng)機(jī)的風(fēng)力驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在 于所述軸臂包括與主軸(4)固定連接的下臂(5)和一字形上臂(2)，下 臂(5)是一字型橫臂與帶有滾輪(7)的扭臂的組合，滾輪(7)卡接在 支架(3)上部所設(shè)導(dǎo)軌盤(12)的圓形導(dǎo)槽(6)內(nèi)。
7、 按照權(quán)利要求2所述一種垂直軸風(fēng)機(jī)的風(fēng)力驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在 于所述葉片銷軸(10)的上端通過滾動軸承(9)與上臂(2)活動連接， 下端通過滾動軸承(8)與下臂(5)活動連接，或直接與下臂(5)剛性 連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種垂直軸風(fēng)機(jī)的風(fēng)力驅(qū)動系統(tǒng)，屬于風(fēng)力驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域。一種垂直軸風(fēng)機(jī)的風(fēng)力驅(qū)動系統(tǒng)，包括沿主軸外圍360度均勻分布的可以獨(dú)自旋轉(zhuǎn)的葉片，葉片分別活動連接于沿主軸外圍360度均勻分布的各組軸臂內(nèi)，軸臂分別固定于主軸的側(cè)壁上，各組軸臂處于相同的水平高度，主軸的下端與支架之間通過軸承活動連接。本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，節(jié)約能源，制造工藝簡單，能使發(fā)電機(jī)獲得較大的扭矩，發(fā)電效率高、成本低，無噪聲污染。
文檔編號F03D3/06GK101598107SQ20091001693
公開日2009年12月9日 申請日期2009年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月25日
發(fā)明者高振輝 申請人:高振輝