專利名稱：新型垂直軸葉輪的制作方法
專利說明技術(shù)領(lǐng)域本實(shí)用新型涉及一種葉輪，具體說是一種可適用于風(fēng)能、河流、洋流發(fā)電的垂直軸新型葉輪，尤其是能水平旋轉(zhuǎn)，可有效提高單機(jī)的輸出功率的葉輪。
背景技術(shù)：
在全球能耗日益增大，能源供應(yīng)日趨緊張的今天，開發(fā)新型綠色能源、 再生能源的愿望更加緊迫。為此人們?cè)O(shè)計(jì)出多種多樣的新型能源利用裝置。為了提高新型能源轉(zhuǎn)化的單機(jī)輸出功率和能量轉(zhuǎn)化效率，許多設(shè)計(jì)采用將驅(qū)動(dòng)裝置的扇葉做的更大、更長(zhǎng)，或采用垂直軸的設(shè)計(jì)方案以減少相應(yīng)的傳動(dòng)裝置，來提高單機(jī)的輸出功率。但是這些裝置存在著一個(gè)普遍的缺陷，就是推動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)的力或是來源于風(fēng)力作用在葉輪上的分力， 或是靠氣流流過葉片兩側(cè)產(chǎn)生的壓力差。這樣就降低了單機(jī)輸出功率和能量轉(zhuǎn)化效率。為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種新型垂直軸葉片活動(dòng)式葉輪。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種新型垂直軸葉輪，它采用活動(dòng)葉片，提高能量的轉(zhuǎn)換效率。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下本裝置是在可水平旋轉(zhuǎn)的垂直軸上間隔相同角度安裝至少三組水平支架，在每組水平支架上豎直安裝多個(gè)單向開、關(guān)的活動(dòng)葉片，上述多組水平支架及其活動(dòng)葉片構(gòu)成一個(gè)葉輪單元；垂直軸經(jīng)傳動(dòng)裝置與發(fā)電機(jī)聯(lián)接。上述每一活動(dòng)葉片的一側(cè)設(shè)有豎向轉(zhuǎn)軸，上下軸頭嵌入水平支架的上、下橫梁所預(yù)留的對(duì)應(yīng)軸孔之中，葉片的寬度大于兩豎向轉(zhuǎn)軸之間的距離。上述多個(gè)葉輪單元疊加安裝在垂直軸上，從而構(gòu)成葉輪的總體組裝。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由于本葉輪采用了在垂直軸周邊等角度安裝水平支架、水平支架間安裝可單向開啟和關(guān)閉的活動(dòng)葉片的結(jié)構(gòu)，當(dāng)氣流以同一方向作用在垂直軸兩側(cè)的活動(dòng)葉時(shí)，一側(cè)葉片是打開的，另一側(cè)葉片是關(guān)閉的。因此便在葉輪上產(chǎn)生不等的壓力，從而推動(dòng)垂直軸發(fā)生水平旋轉(zhuǎn)。省略了如水平軸風(fēng)力發(fā)電所需的傳動(dòng)裝置。 2、效率高。水平支架可根據(jù)需求做的相對(duì)較長(zhǎng)，每組支架上所安裝的活動(dòng)葉片相對(duì)增多，在垂直軸上采取疊加方式安裝多組葉輪，就可擴(kuò)大葉輪在水平方向和豎直方向與氣流的接觸面積，以提高單機(jī)的輸出功率。因活動(dòng)葉片在C點(diǎn)處與水平流動(dòng)的氣流成垂直接觸，獲得的推力(阻礙氣流向前流動(dòng)的力)最大，提高了單機(jī)對(duì)再生能源的轉(zhuǎn)化功率。3、結(jié)構(gòu)合理，適應(yīng)范圍廣。本裝置采用多個(gè)活動(dòng)葉片排列組裝，限制了單個(gè)活動(dòng)葉片的寬度，減少了活動(dòng)葉片在開啟、關(guān)閉時(shí)所用的時(shí)間和離心力，降低了對(duì)總體設(shè)備產(chǎn)生的損壞力。此葉輪不受風(fēng)向的制約與影響，可接受任意流向的氣流而做功。適用于氣流、河流發(fā)電，更適合于存在著巨大能量的洋流發(fā)電。無論是作為家庭用的小型風(fēng)力發(fā)電，還是大型的風(fēng)力、河流、洋流發(fā)電設(shè)備均可使用，適用范圍廣，需求量大。4、而且制作工藝簡(jiǎn)單，便于實(shí)施。


圖1是本實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)示意圖.具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。由圖1可以看到，本裝置是在可水平旋轉(zhuǎn)的垂直軸1上間隔90度安裝四組水平支架2，水平支架與垂直軸1固定連接，在每組的支架上豎直安裝3個(gè)單向開、關(guān)的活動(dòng)葉片 3，其結(jié)構(gòu)是在同一組水平支架的上、下兩橫梁上開有3個(gè)用于安裝活動(dòng)葉片豎向轉(zhuǎn)軸的軸
3孔，活動(dòng)葉片一側(cè)設(shè)有豎向轉(zhuǎn)軸7，該轉(zhuǎn)軸兩端插入所對(duì)應(yīng)的軸孔之中，每個(gè)葉片的寬度大于兩豎向轉(zhuǎn)軸之間的距離，以確保葉片單向開、關(guān)；上述4組水平支架及其活動(dòng)葉片構(gòu)成一個(gè)葉輪單元；4個(gè)葉輪單元疊加安裝在兩垂直軸上，從而構(gòu)成葉輪的總體組裝。4是總支撐架，它是對(duì)總體裝置進(jìn)行固定。垂直軸既有支撐葉輪重力的作用，也是動(dòng)力輸出軸；垂直軸端部與傳動(dòng)齒輪5相連接，傳動(dòng)齒輪5與發(fā)電機(jī)6相連接。工作將組裝完成的發(fā)電裝置置于合適的風(fēng)場(chǎng)之中。以垂直軸四周互成90度角安裝四組水平支架為例說明其工作原理。按圖中所注給每組支架所處的位置分別定為A、B、C、 D。按圖中所標(biāo)注的氣流方向，當(dāng)氣流流經(jīng)A處時(shí)，因?yàn)闅饬魇亲饔迷诖私M活動(dòng)葉片的內(nèi)表面(開啟方向?yàn)橥獗砻?，在氣流沖擊力的作用下，此組支架上的活動(dòng)葉片全部開啟，形成與水平支架相垂直，與氣流方向相一致的狀態(tài)。此時(shí)活動(dòng)葉片對(duì)氣流的流動(dòng)不產(chǎn)生阻擋，使氣流順利流過A組支架。氣流流經(jīng)B、D處時(shí)，活動(dòng)葉片與水平支架處于吻合關(guān)閉的狀態(tài)，且與氣流的流向相一致，活動(dòng)板對(duì)氣流的流動(dòng)也不產(chǎn)生阻擋，使氣流順利流過B、D處支架。當(dāng)氣流流過C處時(shí)，氣流完全作用在活動(dòng)葉片的外表面，而活動(dòng)葉片與水平支架處于完全關(guān)閉狀態(tài)，相當(dāng)于在氣流中放置一豎直檔板，阻礙了氣流的向前流動(dòng)，于是氣流在活動(dòng)葉片上產(chǎn)生了推力，而每個(gè)活動(dòng)葉片又緊緊壓在水平支架上，迫使水平支架發(fā)生以垂直軸為軸心的旋轉(zhuǎn)，使得每一組葉片都會(huì)從一個(gè)位置轉(zhuǎn)動(dòng)到下一個(gè)位置。概括起來每組水平支架上的活動(dòng)葉片都是一個(gè)從D經(jīng)A到B為開啟到關(guān)閉的過程，即不受氣流作用力的過程。而從B 經(jīng)C到D為完全處于關(guān)閉狀態(tài)，是受氣流作用力的過程。因此在垂直軸的兩側(cè)產(chǎn)生推力差， 促使整體葉輪及垂直軸發(fā)生周而復(fù)始的水平轉(zhuǎn)動(dòng)，通過與垂直軸相聯(lián)接的傳動(dòng)裝置帶動(dòng)發(fā)電設(shè)備工作，達(dá)到將風(fēng)能轉(zhuǎn)化成電能的目的。由此種葉輪組成的發(fā)電裝置(葉輪的大小和疊加層數(shù)根據(jù)需求而定)，無論是安裝在風(fēng)力較強(qiáng)的風(fēng)場(chǎng)、水流湍急的河流還是蘊(yùn)藏著巨大能量的洋流之中，葉輪和與葉輪相連接的垂直軸就會(huì)做水平旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)發(fā)電設(shè)備工作。達(dá)到大容量、高效率地將自然界中存在的風(fēng)能、水能轉(zhuǎn)換成人類所需的電能的目的。
權(quán)利要求1.一種新型垂直軸葉輪，其特征在于它是在垂直軸(1)上間隔相同角度安裝至少三組水平支架O)，在每組水平支架上豎直安裝多個(gè)單向開、關(guān)的活動(dòng)葉片(3)，上述多組水平支架及其活動(dòng)葉片構(gòu)成一個(gè)葉輪單元；垂直軸經(jīng)傳動(dòng)裝置( 與發(fā)電機(jī)(6)聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型垂直軸葉輪，其特征在于它的每一活動(dòng)葉片(3)的一側(cè)設(shè)有豎向轉(zhuǎn)軸(7)，上下軸頭嵌入水平支架的上、下橫梁所預(yù)留的對(duì)應(yīng)軸孔之中，葉片的寬度大于兩豎向轉(zhuǎn)軸(7)之間的距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型垂直軸葉輪，其特征在于它的多個(gè)葉輪單元疊加安裝在垂直軸(1)上，從而構(gòu)成葉輪的總體組裝。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種新型垂直軸葉輪，它是在垂直軸(1)上間隔相同角度安裝至少三組水平支架(2)，在每組水平支架上豎直安裝多個(gè)單向開、關(guān)的活動(dòng)葉片(3)，上述多組水平支架及其活動(dòng)葉片構(gòu)成一個(gè)葉輪單元；垂直軸經(jīng)傳動(dòng)裝置(5)與發(fā)電機(jī)(6)聯(lián)接。本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)活動(dòng)葉片其一側(cè)開啟，另一側(cè)葉片是關(guān)閉的。因此便在葉輪上產(chǎn)生不等的壓力，從而推動(dòng)垂直軸發(fā)生水平旋轉(zhuǎn)。省略了如水平軸風(fēng)力發(fā)電所需的傳動(dòng)裝置。效率高，提高了單機(jī)對(duì)再生能源的轉(zhuǎn)化功率。結(jié)構(gòu)合理，適應(yīng)范圍廣。
文檔編號(hào)F03B3/12GK202209251SQ201120256969
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月20日
發(fā)明者董國(guó)章, 董浩鑫 申請(qǐng)人:董國(guó)章