專利名稱：一種風(fēng)能轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種新穎的風(fēng)能轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，屬于從自然風(fēng)能獲取能源的技術(shù)領(lǐng)域 或風(fēng)能發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的相對比較成熟的風(fēng)能發(fā)電設(shè)備中，風(fēng)能轉(zhuǎn)動(dòng)裝置基本依靠垂直于 地面的立 柱支撐，采用基本水平的風(fēng)向標(biāo)，通過風(fēng)向標(biāo)使基本平行于地面的轉(zhuǎn)動(dòng)軸軸線與風(fēng)向一致， 并在轉(zhuǎn)動(dòng)軸徑向設(shè)置3個(gè)能產(chǎn)生壓力差的風(fēng)葉來驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，再通過一系列機(jī)械傳動(dòng) 將轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)，最終將風(fēng)能轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能變?yōu)殡娔?。對于將風(fēng)能轉(zhuǎn) 動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能變?yōu)殡娔艿募夹g(shù)已經(jīng)是發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域的成熟技術(shù)，而如何更有效地獲取 風(fēng)能，或如何提高獲取風(fēng)能的效率方面仍有許多值得研究的工作，因?yàn)檫@是降低發(fā)電成本 的關(guān)鍵。本實(shí)用新型的目的是提供一種原理簡單、風(fēng)葉圍繞垂直于地面的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的風(fēng)能 轉(zhuǎn)動(dòng)裝置或風(fēng)能獲取裝置。它相對于上述現(xiàn)有技術(shù)發(fā)電設(shè)備中的風(fēng)能轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，本實(shí)用新 型更簡單實(shí)用，造價(jià)更低，而且能適用更大功率的發(fā)電機(jī)，有利于在大規(guī)模的風(fēng)能發(fā)電現(xiàn)場 中采用。
發(fā)明內(nèi)容本風(fēng)能轉(zhuǎn)動(dòng)裝置包括一根基本與地面垂直的固定立柱，安裝在該立柱上并能圍繞 其與地面垂直的軸線分別獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)的第一轉(zhuǎn)動(dòng)架和第二轉(zhuǎn)動(dòng)架，在第一轉(zhuǎn)動(dòng)架上固定有至 少3個(gè)向立柱軸線徑向延伸的剛性風(fēng)葉臂，第二轉(zhuǎn)動(dòng)架上設(shè)置風(fēng)向標(biāo)以使第二轉(zhuǎn)動(dòng)架能隨 風(fēng)向變化轉(zhuǎn)動(dòng)，其特征在于第一轉(zhuǎn)動(dòng)架上的每個(gè)風(fēng)葉臂上可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝有風(fēng)葉，風(fēng)葉可圍 繞其支承軸軸線轉(zhuǎn)動(dòng)或自轉(zhuǎn)，該支撐軸軸線基本上向立住徑向延伸并與地面平行；在所述 的第二轉(zhuǎn)動(dòng)架上臨近風(fēng)向標(biāo)處設(shè)置有風(fēng)葉自轉(zhuǎn)角度調(diào)整導(dǎo)軌，用于與通過的風(fēng)葉下部的接 觸部件接觸迫使風(fēng)葉改變或保持自轉(zhuǎn)角度。本實(shí)用新型進(jìn)一步包括，所述的風(fēng)葉臂上設(shè)置有限制風(fēng)葉自轉(zhuǎn)角度上下限的限位 件，將風(fēng)葉自轉(zhuǎn)角度限制在風(fēng)葉平行于地面和垂直于地面約90度范圍內(nèi)，所述風(fēng)葉的質(zhì)量 重心位于風(fēng)葉自轉(zhuǎn)軸線的下方，所述風(fēng)葉自轉(zhuǎn)角度調(diào)整導(dǎo)軌的起始段低端位于風(fēng)向標(biāo)附 近，過度到接近于自轉(zhuǎn)軸線高度的中間段，其后段急劇下降或直接斷開，后段的起始位置距 離風(fēng)向與立柱構(gòu)成的垂直平面的長度大于風(fēng)葉與導(dǎo)軌接觸點(diǎn)至風(fēng)葉自轉(zhuǎn)軸線的長度。所述的角度調(diào)整導(dǎo)軌可以是由各種支撐方式支撐的條形平面滑道或軌道，所述的 風(fēng)葉下部確定部位是各種形式的滾輪或與導(dǎo)軌配合的相應(yīng)滑動(dòng)部件。

附圖1是本實(shí)用新型的立體示意圖；附圖2出示了附圖1實(shí)施例中風(fēng)葉6的自轉(zhuǎn)軸5及限位件7和8的結(jié)構(gòu)示意圖。實(shí)施例附圖1中，標(biāo)號1表示本實(shí)用新型風(fēng)能轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的固定軸或立柱，它基本與地面垂直，2和3表示可圍繞該固定軸或立柱1軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的第一轉(zhuǎn)動(dòng)架和第二轉(zhuǎn)動(dòng)架，4表示位于 立柱徑向方向的風(fēng)葉臂，風(fēng)葉6被支撐安裝在風(fēng)葉臂4上，并可圍繞支撐軸線5自轉(zhuǎn)(見附 圖2)，本實(shí)施例中的軸線5基本上處于立柱1的徑向方向并與地面平行，風(fēng)葉6可圍繞軸線 5轉(zhuǎn)動(dòng)，并且風(fēng)葉6的重心位于軸線5的下方，在不受風(fēng)狀態(tài)下風(fēng)葉面處于基本垂直于地面 的狀態(tài)，在風(fēng)葉臂4上固定有風(fēng)葉自轉(zhuǎn)角度限制件7和8，將風(fēng)葉圍繞軸線5的自轉(zhuǎn)限制在 風(fēng)葉的水平和垂直的90度范圍內(nèi)。附圖2出示了風(fēng)葉6的自轉(zhuǎn)軸5和上下限位件7和8.在附圖1出示的第二轉(zhuǎn)動(dòng)架3中，11是風(fēng)向標(biāo)，其作用是使第二轉(zhuǎn)動(dòng)架3能跟隨風(fēng) 向轉(zhuǎn)動(dòng)，總處于一個(gè)與風(fēng)向位置相對不變的位置，12是安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)架3上的風(fēng)葉自轉(zhuǎn)角度 調(diào)整導(dǎo)軌，它沿著風(fēng)葉底部接觸部件的轉(zhuǎn)動(dòng)軌跡設(shè)置，本實(shí)施例中使用的接觸部件是安裝 在風(fēng)葉底部的滾輪13，導(dǎo)軌12的作用是通過與滾輪13接觸抬高風(fēng)葉6的底部，使風(fēng)葉圍繞 軸線5自轉(zhuǎn)并控制風(fēng)葉自轉(zhuǎn)的角度，導(dǎo)軌12的低端段也是起始段，位于風(fēng)向標(biāo)縱向線附近， 導(dǎo)軌低端高度基本位于風(fēng)葉滾輪13最底端附近，然后升高至風(fēng)葉自轉(zhuǎn)軸線5高度附近的中 間高端段，中間段保持基本相同的高度，導(dǎo)軌的后段是下降段，是放松或脫離與滾輪接觸的 一段。附圖1中，顯示的導(dǎo)軌12由類似墻體支撐，這只是示意圖，導(dǎo)軌可以是一條由高度支 撐件支撐的任何能托住滾輪的條形結(jié)構(gòu)，支撐件也可以是任何形式的支架。 本實(shí)用新型實(shí)施例的工作過程如下無風(fēng)時(shí)，第一轉(zhuǎn)動(dòng)架2和第二轉(zhuǎn)動(dòng)架3理應(yīng)都 不轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)風(fēng)葉6有的處于與地面垂直狀態(tài)，有的風(fēng)葉6的低端滾輪13位于第二轉(zhuǎn)動(dòng)架 導(dǎo)軌12上。一旦有了風(fēng)，第二轉(zhuǎn)動(dòng)架3會(huì)立即反應(yīng)，風(fēng)向標(biāo)11轉(zhuǎn)到其縱線與來風(fēng)風(fēng)向?qū)φ?位置。此時(shí)，在風(fēng)向、風(fēng)向標(biāo)和立柱1構(gòu)成的垂直面的兩邊，第一轉(zhuǎn)動(dòng)架2上處于兩邊的風(fēng)葉 對立柱1產(chǎn)生的力矩總和不同，致使第一轉(zhuǎn)動(dòng)架圍繞立柱1轉(zhuǎn)動(dòng)。附圖1中的結(jié)構(gòu)方式中， 轉(zhuǎn)動(dòng)架1總是向逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)(從上向地面方向看)或如箭頭所示方向轉(zhuǎn)動(dòng)。這是因?yàn)?第二轉(zhuǎn)動(dòng)架的導(dǎo)軌12抬高了與其接觸的風(fēng)葉滾輪13，從而迫使此風(fēng)葉6自轉(zhuǎn)了一定角度， 致使其迎風(fēng)面積變小，打破了位于立柱1與風(fēng)向構(gòu)成的垂直面的兩邊的風(fēng)葉總迎風(fēng)面積的 平衡，引起轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的不平衡，導(dǎo)致了轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)方向總是按設(shè)計(jì)方向——即，第一轉(zhuǎn)動(dòng)架 的轉(zhuǎn)動(dòng)總是朝向風(fēng)向標(biāo)設(shè)置有導(dǎo)軌架的方向。本實(shí)施例中，將風(fēng)葉轉(zhuǎn)動(dòng)方向設(shè)置為逆時(shí)針 (從上向下看)。 下面再對本實(shí)施例中的一個(gè)風(fēng)葉6圍繞立柱軸線1轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程進(jìn)行說明見 附圖1，當(dāng)風(fēng)葉6轉(zhuǎn)到風(fēng)向標(biāo)11縱線附近時(shí)，其下端的滾輪13在導(dǎo)軌12的低端被托起，并 延導(dǎo)軌上升，致使風(fēng)葉6圍繞其自轉(zhuǎn)軸線5轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)軌12的中段最高并保持一段距離，由此 使風(fēng)葉6受風(fēng)面在繞立柱1的相應(yīng)回轉(zhuǎn)過程中在此段達(dá)到最小，因其幾乎保持與地平面平 行的狀態(tài)，風(fēng)葉限位件7用于限制風(fēng)葉6的過量自轉(zhuǎn)，限制其自轉(zhuǎn)超過90度或超過風(fēng)葉6平 行于地面的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。由于風(fēng)葉6的迎風(fēng)面急劇變小，對立柱1產(chǎn)生的反作用力矩也減少 到最小程度。當(dāng)此風(fēng)葉6的自轉(zhuǎn)軸線5轉(zhuǎn)到接近風(fēng)向和立柱構(gòu)成的垂直面位置附近時(shí)，其 滾輪13到達(dá)導(dǎo)軌的后段，導(dǎo)軌12的此段急劇變低或直接斷開，脫離與風(fēng)葉低端滾輪13的 接觸，由于風(fēng)葉6的滾輪失去導(dǎo)軌的架托，而且其重心位于其自轉(zhuǎn)軸5的下方，所以風(fēng)葉面 在重力作用下自動(dòng)圍繞其自轉(zhuǎn)軸線5回轉(zhuǎn)到向下垂直的狀態(tài)，限制件8的作用是確保風(fēng)葉6在從與地面平行狀態(tài)回轉(zhuǎn)到垂直狀態(tài)時(shí)不會(huì)過量轉(zhuǎn)動(dòng)，即使其圍繞自轉(zhuǎn)軸線5的下垂自轉(zhuǎn)不超過90度。當(dāng)風(fēng)葉6轉(zhuǎn)到由風(fēng)向和立柱構(gòu)成的垂直面另一面時(shí)，其受風(fēng)面逐漸加大，對立 柱產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩也加大，當(dāng)風(fēng)葉受風(fēng)時(shí)，由于風(fēng)葉6在軸線5的下部分比上部分面積大、 以及限位件8的作用，風(fēng)葉不會(huì)圍繞其自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，而是保持垂直受風(fēng)狀態(tài)。當(dāng)風(fēng)葉繼續(xù) 轉(zhuǎn)動(dòng)到風(fēng)向標(biāo)縱線附近時(shí)，其低端滾輪13與設(shè)置在第二轉(zhuǎn)動(dòng)架上的導(dǎo)12軌低端又接觸，被 托起，使風(fēng)葉圍繞自轉(zhuǎn)軸線5轉(zhuǎn)動(dòng)，在導(dǎo)軌中段又達(dá)到風(fēng)葉面與地面近乎平行的狀態(tài)，進(jìn)行 第二周轉(zhuǎn)動(dòng)。通過上述實(shí)施例中對一個(gè)風(fēng)葉的一周回轉(zhuǎn)過程描述，可見，一個(gè)風(fēng)葉在風(fēng)向與立 柱構(gòu)成的垂直面的一側(cè)能擴(kuò)大受風(fēng)面積，在另一側(cè)能減小受風(fēng)面積時(shí)，該風(fēng)葉會(huì)對立柱產(chǎn) 生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩。如果在立柱1的第一轉(zhuǎn)動(dòng)架2上裝有多個(gè)這樣的風(fēng)葉時(shí)，該轉(zhuǎn)動(dòng)架將會(huì)持續(xù) 圍繞立柱轉(zhuǎn)動(dòng)。一旦有風(fēng)，這種轉(zhuǎn)動(dòng)總是按設(shè)計(jì)的方向進(jìn)行，僅風(fēng)向的變化對其轉(zhuǎn)動(dòng)方向和 轉(zhuǎn)動(dòng)力沒有任何影響。本實(shí)用新型對部件的要求簡單，構(gòu)成風(fēng)葉的形式可以是多種，如采用片狀材料或 框與片狀材料結(jié)合，風(fēng)葉在風(fēng)葉臂上的可自轉(zhuǎn)的安裝方式可采用多種現(xiàn)有技術(shù)，限位件7 和8的形式也可有多種變化，滾輪及導(dǎo)軌的變化方式也很多，如果本實(shí)用新型用于發(fā)電領(lǐng) 域，將轉(zhuǎn)動(dòng)架2的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能傳導(dǎo)到驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的技術(shù)也屬常識技術(shù)，無需作創(chuàng)造性勞 動(dòng)。此外，實(shí)施本實(shí)用新型對材料要求簡單，風(fēng)葉可以作的很大，也可以更靠近立柱1，重量 可以減輕，造價(jià)可以降低。由于本實(shí)用新型獲取風(fēng)能的效率高。本實(shí)用新型更適用于大規(guī) 模發(fā)電的場合，如果采用本實(shí)用新型作為發(fā)電裝置中的風(fēng)能接受裝置或其他對風(fēng)能轉(zhuǎn)動(dòng)裝 置轉(zhuǎn)動(dòng)架1的轉(zhuǎn)速有一定限制的場合，可以將導(dǎo)軌12做成更靈巧的方式，比如，將導(dǎo)軌12 制成條狀并使其各段被相應(yīng)支撐件支撐的形式，特別是將導(dǎo)軌12的后一段的高度支撐件 制成能升高和降低的結(jié)構(gòu)，可以調(diào)整轉(zhuǎn)速過快，如，當(dāng)風(fēng)力過大導(dǎo)致轉(zhuǎn)動(dòng)架1轉(zhuǎn)速過大時(shí)， 將導(dǎo)軌12的后段的向下傾斜狀態(tài)向上抬起，從而延遲風(fēng)葉6的下垂自轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)，由此降低轉(zhuǎn) 動(dòng)架1的工作效率，降低轉(zhuǎn)速。也可通過裝置以將風(fēng)向標(biāo)11的位置偏離風(fēng)向。即，由轉(zhuǎn)動(dòng) 架1的轉(zhuǎn)速感應(yīng)件，給出降低轉(zhuǎn)速的指令，由導(dǎo)軌12后段支撐件或風(fēng)向標(biāo)11偏離正對風(fēng)向 裝置簡單自動(dòng)執(zhí)行此命令即可。這都是相應(yīng)領(lǐng)域人員無需作創(chuàng)造性工作的現(xiàn)有技術(shù)。本實(shí)用新型中所述的立柱1是指用于支撐轉(zhuǎn)動(dòng)架1和2的垂直于地面的部件。通過上述說明可見，本實(shí)用新型風(fēng)能轉(zhuǎn)動(dòng)裝置也可以在許多利用轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能的領(lǐng)域 使用，產(chǎn)生巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
權(quán)利要求一種風(fēng)能轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，包括一根基本與地面垂直的固定立柱，安裝在該立柱上并能圍繞其與地面垂直的軸線分別獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)的第一轉(zhuǎn)動(dòng)架和第二轉(zhuǎn)動(dòng)架，在第一轉(zhuǎn)動(dòng)架上固定有至少3個(gè)向立柱軸線徑向延伸的剛性風(fēng)葉臂，第二轉(zhuǎn)動(dòng)架上設(shè)置風(fēng)向標(biāo)以使第二轉(zhuǎn)動(dòng)架能隨風(fēng)向變化轉(zhuǎn)動(dòng)，其特征在于第一轉(zhuǎn)動(dòng)架上的每個(gè)風(fēng)葉臂上可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝有風(fēng)葉，風(fēng)葉可圍繞其支承軸軸線轉(zhuǎn)動(dòng)或自轉(zhuǎn)，該支撐軸軸線基本上向立住徑向延伸并與地面平行；在所述的第二轉(zhuǎn)動(dòng)架上臨近風(fēng)向標(biāo)處設(shè)置有風(fēng)葉自轉(zhuǎn)角度調(diào)整導(dǎo)軌，用于與通過的風(fēng)葉下部的接觸部件接觸迫使風(fēng)葉改變或保持自轉(zhuǎn)角度。
2.按權(quán)利要求1所述的風(fēng)能轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，其特征在于所述的風(fēng)葉臂上設(shè)置有限制風(fēng)葉 自轉(zhuǎn)角度上下限的限位件，將風(fēng)葉自轉(zhuǎn)角度限制在風(fēng)葉平行于地面和垂直于地面約90度 范圍內(nèi)，所述風(fēng)葉的質(zhì)量重心位于風(fēng)葉自轉(zhuǎn)軸線的下方，所述風(fēng)葉自轉(zhuǎn)角度調(diào)整導(dǎo)軌的起 始段低端位于風(fēng)向標(biāo)附件，過度到接近于自轉(zhuǎn)軸線高度的中間段，其后段急劇下降或直接 斷開，后段的起始位置距離風(fēng)向與立柱構(gòu)成的垂直平面的長度大于風(fēng)葉與導(dǎo)軌的接觸點(diǎn)至 風(fēng)葉自轉(zhuǎn)軸線的長度。
3.按權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)能轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，其特征在于所述的角度調(diào)整導(dǎo)軌可以是 由各種支撐方式支撐的條形平面滑道或軌道，所述的風(fēng)葉下部接觸部件是各種形式的滾輪 或與導(dǎo)軌配合的相應(yīng)滑動(dòng)部件。
專利摘要本風(fēng)能轉(zhuǎn)動(dòng)裝置包括一根基本與地面垂直的固定立柱，安裝在該立柱上并能圍繞其與地面垂直的軸線分別獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)的第一轉(zhuǎn)動(dòng)架和第二轉(zhuǎn)動(dòng)架，在第一轉(zhuǎn)動(dòng)架上固定有至少3個(gè)向立柱軸線徑向延伸的剛性風(fēng)葉臂，第二轉(zhuǎn)動(dòng)架上設(shè)置風(fēng)向標(biāo)以使第二轉(zhuǎn)動(dòng)架能隨風(fēng)向變化轉(zhuǎn)動(dòng)，其特征在于第一轉(zhuǎn)動(dòng)架上的每個(gè)風(fēng)葉臂上可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝有風(fēng)葉，風(fēng)葉可圍繞其支承軸軸線轉(zhuǎn)動(dòng)或自轉(zhuǎn)，該支撐軸軸線基本上向立住徑向延伸并與地面平行；在所述的第二轉(zhuǎn)動(dòng)架上臨近風(fēng)向標(biāo)處設(shè)置有風(fēng)葉自轉(zhuǎn)角度調(diào)整導(dǎo)軌，用于與通過的風(fēng)葉下部的接觸部件接觸從而迫使通過的風(fēng)葉改變或保持自轉(zhuǎn)角度。
文檔編號F03D3/06GK201568205SQ20092027607
公開日2010年9月1日 申請日期2009年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月4日
發(fā)明者陳超 申請人:陳超