專利名稱：垂直軸滾翼式風(fēng)車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)車，特別是采用垂直軸的滾翼式風(fēng)車。
現(xiàn)有的風(fēng)車一般有兩種結(jié)構(gòu)，一種是采用水平軸加上葉片，這種水平軸風(fēng)車需要一個塔架支撐起來。另一種是采用垂直軸加上葉片，這種普通的垂直軸風(fēng)車雖然不用塔架支撐，但由于葉片在轉(zhuǎn)動時與風(fēng)相作用的角度很不合理，使風(fēng)車效率較低，從而抵消了不用塔架這一好處。除此之外，這種風(fēng)車的葉片因?yàn)槭枪潭ǖ?，很難通過增設(shè)較簡單的機(jī)械裝置，把風(fēng)車轉(zhuǎn)速在大風(fēng)中自行調(diào)低或停止轉(zhuǎn)動，這也使風(fēng)車適應(yīng)風(fēng)速變化的性能較差。
本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種采用垂直軸的滾翼式風(fēng)車，使它在保持垂直軸風(fēng)車的優(yōu)點(diǎn)的同時，具有更高的效率。
這種新的繞垂直軸旋轉(zhuǎn)的滾翼式風(fēng)車主要包括帶有主軸的轉(zhuǎn)架和滾翼等部件，轉(zhuǎn)架通過主軸安裝在下面的基座上，兩者轉(zhuǎn)動連接，并繞垂直軸旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)架經(jīng)主軸和傳動機(jī)構(gòu)帶動發(fā)電機(jī)或其它設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)。滾翼由翼梁和套裝在其上的葉片構(gòu)成，滾翼至少采用兩個或兩組，通過翼梁上的相對應(yīng)的軸頸裝在轉(zhuǎn)架外端的軸承上，與主軸對稱布置。在主軸上或與主軸同軸、靠近轉(zhuǎn)架的位置處，裝有被風(fēng)標(biāo)控制的中心輪，滾翼通過翼梁上的從動輪經(jīng)傳動機(jī)構(gòu)被中心輪帶動，兩者同向傳動，傳動比是2∶1。
由于滾翼與中心輪之間所特定的運(yùn)轉(zhuǎn)關(guān)系，使?jié)L翼在被風(fēng)吹動繞主軸旋轉(zhuǎn)時，與風(fēng)相作用的角度更為合理，在一定角度范圍內(nèi)滾翼葉片能被迎面來的風(fēng)直接吹動，從而提高了風(fēng)車的風(fēng)能利用效率，這是優(yōu)于普通垂直軸風(fēng)車的一個重要方面。這種滾翼式風(fēng)車安裝在較低的基座上面，不必用造價很高的塔架來支撐。現(xiàn)有的普通垂直軸風(fēng)車能適應(yīng)任何方向的風(fēng)，而采用垂直軸的滾翼式風(fēng)車也具備這一特點(diǎn)，這是因?yàn)轱L(fēng)車的中心輪是由所設(shè)的風(fēng)標(biāo)直接控制，當(dāng)風(fēng)向改變時，風(fēng)標(biāo)便可帶動中心輪，使?jié)L翼的角度始終處在最佳的迎風(fēng)位置上。此外，為了穩(wěn)定風(fēng)車的轉(zhuǎn)速，還可以在風(fēng)標(biāo)上增設(shè)一個簡單的限速機(jī)構(gòu)，以便在風(fēng)力加大和超過限度時，讓風(fēng)車自行減速或停止運(yùn)轉(zhuǎn)，這是滾翼式風(fēng)車的另一特點(diǎn)。
滾翼式風(fēng)車的運(yùn)轉(zhuǎn)原理如

圖1所示，在滾翼(20)繞主軸(2)轉(zhuǎn)動時，滾翼通過傳動機(jī)構(gòu)也被相對固定的中心輪(44)帶動自轉(zhuǎn)，形成一種固定的運(yùn)轉(zhuǎn)規(guī)律，使?jié)L翼的角度變化適合被風(fēng)吹動，從而通過轉(zhuǎn)架(3)帶動主軸(2)旋轉(zhuǎn)。中心輪(44)被風(fēng)標(biāo)(54)控制，以使?jié)L翼與風(fēng)向保持最佳的角度位置。在滾翼(20)從位置A轉(zhuǎn)到位置B過程中，滾翼與風(fēng)(圖中箭頭79所示)成一定的迎角被風(fēng)吹動，使轉(zhuǎn)架(3)受到沿箭頭(80)所示方向旋轉(zhuǎn)的力。滾翼(20)從位置B轉(zhuǎn)到位置C過程中，迎面來的風(fēng)直接吹到滾翼上，這時滾翼受風(fēng)的推動力最大，風(fēng)能利用效率也最高。滾翼(20)從位置C轉(zhuǎn)到位置D過程中，也是以一定的迎角被風(fēng)吹動的，帶動轉(zhuǎn)架(3)沿箭頭(80)方向旋轉(zhuǎn)。滾翼(20)從位置D轉(zhuǎn)到位置A過程中，因運(yùn)動方向與風(fēng)向相逆，不會帶動轉(zhuǎn)架按箭頭(80)方向旋轉(zhuǎn)，只是以最小的迎風(fēng)面積轉(zhuǎn)過這一角度，重新回到位置A，繼續(xù)被風(fēng)吹動旋轉(zhuǎn)。
圖1中滾翼(20)與風(fēng)所處的角度是最有利的迎風(fēng)位置，在這種狀態(tài)下，滾翼裝置可從風(fēng)中獲取最多的能量。如果在風(fēng)標(biāo)(54)上增設(shè)控制中心輪(44)的限速機(jī)構(gòu)，便可控制滾翼(20)在大風(fēng)中的角度狀態(tài)，調(diào)節(jié)滾翼裝置從風(fēng)中獲得的能量，從而使其轉(zhuǎn)速保持穩(wěn)定，甚至停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
與現(xiàn)有的風(fēng)車葉片翼形相比，滾翼(20)的葉片翼形是很簡單的，如圖2所示，滾翼的葉片(21)剖面外形是一種對稱的雙弧形，兩端的緣很尖，剖面較薄，葉片套裝在翼梁(22)上。
本發(fā)明的各具體實(shí)施例由接下來的附圖給出。
圖3第一實(shí)施例的垂直軸滾翼式風(fēng)車的側(cè)視圖。
圖4圖3實(shí)施例中的滾翼與中心輪之間的傳動機(jī)構(gòu)、中心輪與風(fēng)標(biāo)之間的傳動機(jī)構(gòu)的放大剖面圖。
圖5圖3實(shí)施例中的風(fēng)標(biāo)外形圖。
圖6圖5中風(fēng)標(biāo)上的改進(jìn)的限速機(jī)構(gòu)的側(cè)視圖。
圖7第二實(shí)施例的垂直軸滾翼式風(fēng)車的側(cè)視圖。
圖8第三實(shí)施例的垂直軸滾翼式風(fēng)車的側(cè)視圖。
圖9第三實(shí)施例的另一種垂直軸滾翼式風(fēng)車的側(cè)視圖。
圖10第四實(shí)施例的垂直軸滾翼式風(fēng)車的側(cè)視圖。
圖11第四實(shí)施例的另一種垂直軸滾翼式風(fēng)車的側(cè)視圖。
圖12第五實(shí)施例的垂直軸滾翼式風(fēng)車的側(cè)視圖。
圖13第六實(shí)施例的較大型垂直軸滾翼式風(fēng)車的側(cè)視剖面圖。
第一實(shí)施例的垂直軸滾翼式風(fēng)車如圖3所示，它的轉(zhuǎn)架(3)是由主軸(2)把較小的上轉(zhuǎn)架(5)、至少一個較大的中轉(zhuǎn)架(6)和較大的下轉(zhuǎn)架(10)連成一體，主軸(2)與下面的基座(1)轉(zhuǎn)動連接。圖中實(shí)施例的中轉(zhuǎn)架(6)用了三個，位于上轉(zhuǎn)架(5)與中轉(zhuǎn)架(6)之間的上滾翼(25)其上側(cè)安裝在上轉(zhuǎn)架上，下側(cè)通過一個萬向連軸器(27)與裝在中轉(zhuǎn)架(6)和下轉(zhuǎn)架(10)間的下滾翼(26)上端相連接，以便在上滾翼被中心輪帶動時，也讓下滾翼隨著轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)架(3)上的滾翼(20)采用了兩組，對稱地布置在主軸(2)兩側(cè)。下滾翼(26)布置成與主軸(2)平行，也可讓下滾翼的上部稍向外傾斜一定的角度。在轉(zhuǎn)架(3)上面的主軸(2)頂部裝有拉盤(17)，兩者轉(zhuǎn)動連接，該拉盤被通向地面的拉索(19)固定，使轉(zhuǎn)架(3)保持在垂直位置上。
在這種結(jié)構(gòu)的滾翼式風(fēng)車中，帶動滾翼(20)的傳動機(jī)構(gòu)設(shè)置在上轉(zhuǎn)架(5)上面，控制中心輪的風(fēng)標(biāo)(54)安裝在立軸(52)上部，處在風(fēng)車的最頂部位置。圖4描繪了滾翼與中心輪之間的傳動機(jī)構(gòu)、中心輪與風(fēng)標(biāo)之間的傳動機(jī)構(gòu)的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，由圖可見，滾翼(20)通翼梁(22)上的軸頸(23)安裝在轉(zhuǎn)架(3)的軸承(4)上，帶動滾翼的從動輪(24)裝在上滾翼(25)的頂端，并經(jīng)一個通過安裝軸(34)裝在上轉(zhuǎn)架(5)上面的中間輪(33)，被套裝在主軸(2)上的中心輪(44)控制，中心輪處在上轉(zhuǎn)架(5)上面的位置處。因?yàn)樯蠞L翼(25)相對主軸(2)傾斜了一定的角度，所以，所采用的從動輪、中間輪和中心輪都是圓錐齒輪。由于拉盤(17)的隔擋，中心輪(44)是經(jīng)傳動機(jī)構(gòu)被風(fēng)車頂部的風(fēng)標(biāo)(54)控制的。圖中的中心輪(44)經(jīng)相連接的軸套(45)、軸套上的傳動齒輪(46)、中間傳動齒輪(48)、穿過拉盤(17)的傳動軸(49)、傳動軸上部的中間傳動齒輪(50)和控制齒輪(51)被立軸(52)上面的風(fēng)標(biāo)(54)控制。由軸套上的傳動齒輪(46)、中間傳動齒輪(48)、傳動軸(49)、中間傳動齒輪(50)和控制齒輪(51)組成的等速同向傳動機(jī)構(gòu)，使風(fēng)標(biāo)(54)在隨風(fēng)偏擺時，通過立軸(52)經(jīng)這一傳動機(jī)構(gòu)帶動中心輪(44)同步轉(zhuǎn)動，以控制滾翼(20)適應(yīng)風(fēng)向的變化。風(fēng)標(biāo)(54)安裝在立軸(52)上，立軸安裝在拉盤(17)的豎軸(18)上，兩者轉(zhuǎn)動連接。
為了使風(fēng)車在大風(fēng)中也能穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，在第一實(shí)施例的風(fēng)車風(fēng)標(biāo)上設(shè)置了限速機(jī)構(gòu)。圖5示出了風(fēng)標(biāo)(54)與限速機(jī)構(gòu)組合后的結(jié)構(gòu)布局情況，風(fēng)標(biāo)由長架(55)和順長架安裝在后部的垂直翼面(56)構(gòu)成主體結(jié)構(gòu)，因設(shè)置限速機(jī)構(gòu)，長架(55)前部與通向中心輪的立軸(52)轉(zhuǎn)動連接，從立軸上橫伸出一搖臂(47)，該搖臂與風(fēng)標(biāo)上的限速機(jī)構(gòu)的控制桿(68)相連。限速機(jī)構(gòu)主要包括長架(55)兩側(cè)垂直鉸軸(57)上的帶有阻風(fēng)板(61)的擺架(60)、連桿(63)、長架上滑框(66)中的滑桿(64)和控制桿(67)。
在正常風(fēng)速下，滑桿(64)被彈簧(68)作用，使長架兩側(cè)的擺架(60)張開到最大的角度。當(dāng)風(fēng)速加大時，擺架上的阻風(fēng)板(61)被風(fēng)吹動，使擺架(60)沿箭頭(62)方向向內(nèi)擺動，通過連桿(63)帶動滑桿(64)，克服彈簧(68)的彈力，再通過滑桿上的連接件(65)帶動控制桿(67)，驅(qū)動立軸(52)上的搖臂(47)，使中心輪相對風(fēng)標(biāo)的長架(55)偏轉(zhuǎn)一定角度，讓滾翼從原來的有利迎角位置相應(yīng)偏離，減少從風(fēng)中獲取的能量，把風(fēng)車轉(zhuǎn)速穩(wěn)定下來，防止風(fēng)車超速運(yùn)轉(zhuǎn)并保護(hù)發(fā)電機(jī)等設(shè)備不被損壞。當(dāng)風(fēng)速加大到超過限度時，阻風(fēng)板(61)可帶動擺架(60)向內(nèi)收回到最小的角度位置，使?jié)L翼處于不能被風(fēng)吹動旋轉(zhuǎn)的角度，以便讓風(fēng)車停止運(yùn)轉(zhuǎn)。在風(fēng)速減小后，滑桿(64)上的彈簧(68)可使滑桿復(fù)位，通過連桿讓擺架(60)張開，進(jìn)而也帶動中心輪，讓滾翼恢復(fù)到有利的迎角位置。
圖5中風(fēng)標(biāo)上的限速機(jī)構(gòu)的滑桿(64)是被彈簧(68)控制的，也可采用圖6中一種改進(jìn)的用重錘控制滑桿的結(jié)構(gòu)方式。在這種機(jī)構(gòu)中，滑桿(64)通過拉桿(71)和風(fēng)標(biāo)長架(55)前端的傳動件(70)被置于長架前部的重錘(69)作用，重錘經(jīng)傳動件(70)、拉桿(71)、連接件(65)和連桿(63)，使擺架(60)張開到最大的角度。在風(fēng)力加大時，擺架(60)被風(fēng)吹動向內(nèi)擺動，通過連桿、連接件、拉桿和傳動件，克服重錘(69)的重力使其相應(yīng)上移，同時通過控制桿(67)帶動立軸(52)上的搖臂(47)，經(jīng)立軸控制滾翼的偏轉(zhuǎn)角度，使風(fēng)車保持穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。用重錘控制滑桿的優(yōu)點(diǎn)是，重錘不僅用來帶動擺架張開到最大角度，還可以平衡風(fēng)標(biāo)后部的重量，并且在工作過程中要比圖5中的彈簧控制方式可靠。使?jié)L翼從最有利的迎角狀態(tài)偏離到不能被風(fēng)吹動旋轉(zhuǎn)的位置，限速機(jī)構(gòu)要帶動中心輪相對風(fēng)標(biāo)長架偏轉(zhuǎn)90°的角度。
第二實(shí)施例的垂直軸滾翼式風(fēng)車如圖7所示，它的轉(zhuǎn)架(3)是由主軸(2)把較小的上轉(zhuǎn)架(5)、至少一個較大的中轉(zhuǎn)架(7)和下轉(zhuǎn)架(10)連成一體，主軸(2)與下面的基座(1)轉(zhuǎn)動連接。與上轉(zhuǎn)架(5)相鄰的中轉(zhuǎn)架(7)外端分成上、下兩支叉(8)和(9)，上滾翼(25)安裝在上轉(zhuǎn)架(5)與中轉(zhuǎn)架(7)的上支叉(8)之間，下滾翼(26)安裝在中轉(zhuǎn)架(7)的下支叉(9)與下面的轉(zhuǎn)架(7)、(10)之間，上滾翼與下滾翼由其相鄰的端部上的一對圓錐齒輪(28)、(29)保持同步轉(zhuǎn)動。每側(cè)的上、下滾翼(25)、(26)構(gòu)成一組，兩組滾翼(20)對稱地布置在主軸的兩側(cè)。圖中風(fēng)車上的中轉(zhuǎn)架(7)采用了兩個，但下面的中轉(zhuǎn)架外端不設(shè)兩支叉。下滾翼(26)的下部向內(nèi)收回了較大的距離，使下滾翼與主軸的傾斜角度很大，當(dāng)然，也可讓下滾翼與主軸相平行。
在第二實(shí)施例的滾翼式風(fēng)車中，滾翼與中心輪之間的傳動機(jī)構(gòu)、中心輪與風(fēng)標(biāo)之間的傳動機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)架通過主軸被拉盤、拉索的固定等，都是與第一實(shí)施例相同的。只是在這一實(shí)施例的風(fēng)標(biāo)上，沒設(shè)置控制風(fēng)車轉(zhuǎn)速的限速機(jī)構(gòu)。因不設(shè)限速機(jī)構(gòu)，風(fēng)標(biāo)(54)的結(jié)構(gòu)是比較簡單的，它只由長架(55)和順長架安裝在后部的垂直翼面(56)構(gòu)成，長架(55)的前部被直接固定在與中心輪相通的立軸(52)上。
在以上兩種實(shí)施例中，由于上滾翼(25)上部向內(nèi)傾斜，整個裝置的上部尺寸相對縮小，能夠通過主軸(2)上的拉盤(17)和通向地面的拉索(19)把很高的轉(zhuǎn)架(3)保持在垂直位置上，因此，可進(jìn)一步增加主軸的高度，加大轉(zhuǎn)架的尺寸，把它制成大、中型功率的風(fēng)車。
圖8描繪了第三實(shí)施例的垂直軸滾翼式風(fēng)車。這種風(fēng)車的轉(zhuǎn)架(3)是由主軸(2)把兩個上、下轉(zhuǎn)架(11)、(13)，或把兩個以上的上、中、下轉(zhuǎn)架(11)、(12)和(13)連成一體，活動安裝在下面的基座(1)上。圖中的實(shí)施例采用了兩個中轉(zhuǎn)架(12)，主軸(2)把上轉(zhuǎn)架(11)、兩個中轉(zhuǎn)架(12)和下轉(zhuǎn)架(13)連成一體。滾翼(20)通過其上相對應(yīng)的軸頸(23)安裝在轉(zhuǎn)架(3)上，在轉(zhuǎn)架(3)上安裝了三個滾翼(20)，它們對稱地布置在主軸(2)的周圍，滾翼(20)上部稍向外傾斜，如果讓滾翼與主軸(2)平行，也是完全可行的。
在第三實(shí)施例中，由于滾翼(20)與中心輪(44)之間的傳動距離加大，在兩者之間可采用兩級圓錐齒輪傳動機(jī)構(gòu)，也可采用齒輪、齒條傳動機(jī)構(gòu)(在滾翼20與主軸2平行時)。圖8實(shí)施例采用的是兩級圓錐齒輪傳動機(jī)構(gòu)，這種傳動機(jī)構(gòu)設(shè)置在上轉(zhuǎn)架(11)上面，滾翼(20)上的從動輪(24)經(jīng)相嚙合的中間傳動輪(35)、上轉(zhuǎn)架(11)上的傳動軸(36)和傳動軸另一端的中間傳動輪(38)被中心輪(44)控制。傳動機(jī)構(gòu)的傳動軸(36)通過軸承支座(37)安裝在上轉(zhuǎn)架(11)上面，中心輪(44)安裝在立軸(52)下部，處在上轉(zhuǎn)架上面的位置，在立軸(52)上部裝有風(fēng)標(biāo)(54)，風(fēng)標(biāo)經(jīng)立軸控制下面的中心輪(44)，立軸與下面的主軸(2)轉(zhuǎn)動連接。為防止立軸(52)在風(fēng)吹動下來回?fù)u動，在上轉(zhuǎn)架(11)上設(shè)置了一個加固支架(53)。
第三實(shí)施例中采用齒輪、齒條傳動機(jī)構(gòu)的滾翼式風(fēng)車如圖9所示。在這種實(shí)施例中，滾翼(20)與主軸(2)平行，傳動機(jī)構(gòu)即可設(shè)置在上轉(zhuǎn)架(11)上面，也可設(shè)置在下轉(zhuǎn)架(13)下面，圖中采用的是把齒輪、齒條傳動機(jī)構(gòu)安裝在下轉(zhuǎn)架(13)下面的布局方式。由圖可見，在轉(zhuǎn)架(3)上安裝了兩個滾翼(20)，各滾翼上的從動輪(24)在軸向上相互錯開一定的間隔，通過齒條(39)與相對應(yīng)的中心輪(44)連接。中心輪(44)與滾翼(20)的數(shù)量相同，也是采用兩個并制成一體，套裝在下轉(zhuǎn)架(13)下面的主軸(2)上，中心輪(44)經(jīng)軸套(45)被其上的風(fēng)標(biāo)(54)控制。當(dāng)把這種齒輪、齒條傳動機(jī)構(gòu)設(shè)置在上轉(zhuǎn)架(11)上面時，中心輪(44)則改為裝在立軸(52)下部，并被立軸上的風(fēng)標(biāo)(54)控制(參看圖8)。傳動機(jī)構(gòu)設(shè)置在上轉(zhuǎn)架(11)上面，因中心輪(44)不套裝在主軸上，可使中心輪和滾翼上的從動輪直徑尺寸相應(yīng)縮小。
這種第三實(shí)施例的垂直軸滾翼式風(fēng)車在結(jié)構(gòu)布局上較為靈活，適合制成中、小型功率的風(fēng)車。
圖10、圖11分別描繪了第四實(shí)施例的采用兩種不同傳動機(jī)構(gòu)的滾翼式風(fēng)車，在這種實(shí)施例的兩個風(fēng)車中，采用了總體結(jié)構(gòu)相同的轉(zhuǎn)架(3)，它是由主軸(2)把較大的上轉(zhuǎn)架(14)和較小的下轉(zhuǎn)架(15)連成一體，以轉(zhuǎn)動連接形式安裝在下面的基座(1)上。滾翼(20)通過其中部和下部的軸頸安裝在轉(zhuǎn)架(3)上，使上部向外傾斜。圖10中的滾翼(20)采用了兩個，對稱地布置在主軸(2)的兩側(cè)。圖11中的滾翼(20)采用了三個，通過轉(zhuǎn)架對稱地布置在主軸(2)的周圍。
由于在滾翼與中心輪之間可采用兩種不同的傳動機(jī)構(gòu)，也使這種方案具有兩個不同的類型。在圖10所示的類型中，傳動機(jī)構(gòu)設(shè)置在上轉(zhuǎn)架(14)的上面，滾翼與中心輪之間采用的是兩級圓錐齒輪傳動。由圖可見，滾翼(20)中部的從動輪(24)經(jīng)相嚙合的中間傳動輪(35)、上轉(zhuǎn)架上的傳動軸(36)和傳動軸另一端的中間傳動輪(38)被中心輪(44)控制。傳動軸(36)通過軸承支座(37)安裝在上轉(zhuǎn)架(14)上面。中心輪(44)處在上轉(zhuǎn)架(14)上面的位置，安裝在立軸(52)下部，立軸下端與主軸(2)轉(zhuǎn)動連接，風(fēng)標(biāo)(54)安裝在立軸上，通過立軸控制下面的中心輪。
在圖11所示的類型中，滾翼與中心輪之間的傳動機(jī)構(gòu)設(shè)置在下轉(zhuǎn)架(15)下面，滾翼(20)下端的從動輪(24)經(jīng)下轉(zhuǎn)架(15)下面的兩個固定一起的上、下中間輪(40)、(41)被中心輪(44)控制。上、下中間輪(40)、(41)通過安裝軸(42)裝在下轉(zhuǎn)架(15)下面。在從動輪(24)和上中間輪(40)、中心輪(44)和下中間輪(41)兩組齒輪中，有一組是圓錐齒輪。圖中，滾翼上的從動輪(24)和上中間輪(40)采用的是圓錐齒輪。另外，還有一種傳動機(jī)構(gòu)的布置也是十分可行的，就是讓滾翼下端的從動輪經(jīng)下轉(zhuǎn)架下面的一個中間輪被中心輪控制。
傳動機(jī)構(gòu)設(shè)在下轉(zhuǎn)架(15)下面后，在風(fēng)標(biāo)上不設(shè)限速機(jī)構(gòu)時，中心輪(44)套裝在下轉(zhuǎn)架(15)下面位置的主軸(2)上，經(jīng)相連接的軸套(45)被風(fēng)標(biāo)(54)控制，風(fēng)標(biāo)前端直接固定在軸套(45)上，軸套通過軸承與主軸活動連接。在圖11實(shí)施例的風(fēng)車中，由于風(fēng)標(biāo)(54)上增設(shè)了限速機(jī)構(gòu)，風(fēng)標(biāo)的長架(55)前部與中心輪(44)下面的軸套(45)轉(zhuǎn)動連接，從軸套(45)上橫伸出一搖臂(47)，該搖臂與限速機(jī)構(gòu)的控制桿(67)相連。在這里，風(fēng)標(biāo)(54)、中心輪(44)和軸套(45)都安裝在軸管(58)上，風(fēng)標(biāo)前部與軸管固定連接，中心輪和軸套與軸管是轉(zhuǎn)動連接的，軸管則通過軸承套裝在主軸(2)上，以使風(fēng)標(biāo)和中心輪不會因主軸的旋轉(zhuǎn)而受到影響。風(fēng)標(biāo)(54)上所設(shè)的限速機(jī)構(gòu)，與第一實(shí)施例中描述的限速機(jī)構(gòu)是相同的，在風(fēng)力加大后，它的控制桿(67)可帶動軸套(45)上的搖臂(47)，使中心輪(44)相對風(fēng)標(biāo)長架(55)偏轉(zhuǎn)，讓滾翼偏離最佳的迎風(fēng)位置，使風(fēng)車保持穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。
第五實(shí)施例的垂直軸滾翼式風(fēng)車如圖12所示，它的轉(zhuǎn)架(3)是由一種處在下部位置的單體構(gòu)件(16)構(gòu)成，安裝在主軸(2)上，主軸與下面的基座(1)轉(zhuǎn)動連接。滾翼(20)通過其下端的軸頸(23)傾斜地安裝在轉(zhuǎn)架的單體構(gòu)件(16)的軸承(4)上，使上部向外斜出。滾翼(20)采用了兩個，對稱布置在主軸(2)的兩側(cè)。在滾翼(20)頂部，活動裝有拉蓋(30)，滾翼的上部通過拉蓋(30)和相連接的拉桿(31)被中心軸線上的中間聯(lián)結(jié)環(huán)(32)連在一起，使?jié)L翼(20)能克服旋轉(zhuǎn)時離心力的影響。
在這種第五實(shí)施例的滾翼式風(fēng)車中，滾翼與中心輪之間的傳動機(jī)構(gòu)設(shè)置在轉(zhuǎn)架的單體構(gòu)件(16)上面，滾翼(20)下部的從動輪(24)經(jīng)裝在安裝軸(34)上面的中間輪(43)被中心輪(44)控制。由于滾翼上部向外傾斜，所采用的從動輪(24)、中間輪(43)和中心輪(44)都是圓錐齒輪。處在轉(zhuǎn)架單體構(gòu)件上面的中心輪(44)安裝在立軸(52)下部，立軸下端與主軸(2)轉(zhuǎn)動連接，上部穿過中間聯(lián)結(jié)環(huán)(32)，被裝在頂部的風(fēng)標(biāo)(54)控制。立軸因穿過中間聯(lián)結(jié)環(huán)(32)，也被保持在垂直位置上。
第四和第五實(shí)施例中的風(fēng)車適合制成較小的功率，風(fēng)車上的滾翼(20)可向外傾斜25-45°的角度，這種小型風(fēng)車通過下面的基座(1)可以很方便地安裝在地面或建筑物的房頂上。
在以上各實(shí)施例中的滾翼式風(fēng)車中，所采用的轉(zhuǎn)架(3)都是由主軸(2)把轉(zhuǎn)架構(gòu)件連結(jié)成一體的結(jié)構(gòu)方式，而圖13所示的第六實(shí)施例，則給出一種完全不同的轉(zhuǎn)架結(jié)構(gòu)，以適合制成很大功率的大型滾翼式風(fēng)車。在這種結(jié)構(gòu)的風(fēng)車中，轉(zhuǎn)架(3)由至少三個對稱布置的、其上帶有若干側(cè)臂(74)的立柱(73)把上環(huán)框(72)和下環(huán)框(75)連成一體。圖中的轉(zhuǎn)架(3)上采用了六個立柱(73)，立柱的斷面制成流線形，以減小運(yùn)轉(zhuǎn)時的阻力。每個立柱(73)上帶有四個側(cè)臂(74)，滾翼(20)裝在側(cè)臂(74)的外端。在下環(huán)框(75)下部裝有滑輪(77)，轉(zhuǎn)架(3)經(jīng)滑輪被下面的環(huán)形軌道(78)支撐。轉(zhuǎn)架(3)通過連接在立柱(73)和下環(huán)框(75)上的輻梁(76)與主軸(2)相連，主軸與下面的基座(1)轉(zhuǎn)動連接。在這里，轉(zhuǎn)架的重量經(jīng)滑輪傳給下面的環(huán)形軌道，而轉(zhuǎn)架的軸心位置通過輻梁由主軸保持。轉(zhuǎn)架(3)的轉(zhuǎn)動力矩經(jīng)輻梁(76)傳給主軸(2)，再通過傳動機(jī)構(gòu)帶動發(fā)電機(jī)或其它設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)。
這種大型風(fēng)車的滾翼與中心輪之間采用兩級圓錐齒輪傳動，另外，為便于安裝，傳動機(jī)構(gòu)布置在較下部的位置上。傳動機(jī)構(gòu)如圖13所示，滾翼(20)上的從動輪(24)經(jīng)相嚙合的中間傳動輪(35)、傳動軸(36)和中間傳動輪(38)被中心輪(44)控制。傳動軸(36)通過側(cè)臂(74)、下環(huán)框(75)和輻梁(76)上的軸承支座(37)裝在轉(zhuǎn)架下部位置上。中心輪(44)安裝在立軸(52)下部，立軸下端與主軸(2)轉(zhuǎn)動連接，并被裝在其頂部的風(fēng)標(biāo)(54)控制。立軸(52)由上環(huán)框(72)上的支架(53)保持在垂直位置上。
在上述的大、中型滾翼式風(fēng)車中，一般情況下，由于可把風(fēng)標(biāo)(54)的長架(55)適當(dāng)加長，也可把長架后部的垂直翼面(56)增加到二～三個，風(fēng)標(biāo)有足夠的力矩來克服滾翼轉(zhuǎn)動時對風(fēng)標(biāo)的影響。但在風(fēng)標(biāo)上設(shè)置控制風(fēng)車轉(zhuǎn)速的限速機(jī)構(gòu)時，由于結(jié)構(gòu)限制，有些情況下不能把限速機(jī)構(gòu)的阻風(fēng)板(61)制做的很大，使僅靠限速機(jī)構(gòu)不足以穩(wěn)定地調(diào)整滾翼的角度變化。因此，必要時，應(yīng)在風(fēng)標(biāo)與限速機(jī)構(gòu)之間增設(shè)液壓或其它方式的控制助力裝置。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)車，特別是采用垂直軸的滾翼式風(fēng)車，它包括轉(zhuǎn)架(3)、翼架(22)和其上的葉片(21)，轉(zhuǎn)架(3)通過主軸(2)安裝在下面的基座(1)上，兩者轉(zhuǎn)動連接，并繞垂直軸旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)架(3)經(jīng)主軸(2)和傳動機(jī)構(gòu)帶動發(fā)電機(jī)或其它設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，本發(fā)明的特征是由翼梁(22)和套裝在其上的葉片(21)構(gòu)成滾翼(20)，滾翼至少采用兩個或兩組，通過翼梁(22)上相對應(yīng)的軸頸(23)裝在轉(zhuǎn)架(3)外端的軸承(4)上，與主軸(2)對稱布置，在主軸(2)上或與主軸同軸、靠近轉(zhuǎn)架(3)的位置處，裝有被風(fēng)標(biāo)(54)控制的中心輪(44)，滾翼(20)通過翼梁(22)上的從動輪(24)經(jīng)傳動機(jī)構(gòu)被中心輪(44)帶動，兩者同向轉(zhuǎn)動，傳動比是2∶1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的滾翼式風(fēng)車，其特征是葉片(21)的剖面外形是對稱的雙弧形，兩端的緣很尖，剖面較薄。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的滾翼式風(fēng)車，其特征是轉(zhuǎn)架(3)是由主軸(2)把較小的上轉(zhuǎn)架(5)、至少一個較大的中轉(zhuǎn)架(6)和較大的下轉(zhuǎn)架(10)連成一體，位于上轉(zhuǎn)架(5)與中轉(zhuǎn)架(6)之間的上滾翼(25)其上側(cè)安裝在上轉(zhuǎn)架上，下側(cè)通過一個萬向聯(lián)軸器(27)與中轉(zhuǎn)架(6)和下轉(zhuǎn)架(10)間的下滾翼(26)上端相連接，轉(zhuǎn)架(3)被主軸(2)頂部的拉盤(17)和相連接的通向地面的拉索(19)保持在垂直位置上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的滾翼式風(fēng)車，其特征是轉(zhuǎn)架(3)是由主軸(2)把較小的上轉(zhuǎn)架(5)、至少一個較大的中轉(zhuǎn)架(7)和下轉(zhuǎn)架(10)連成一體，與上轉(zhuǎn)架相鄰的中轉(zhuǎn)架(7)外端分成上、下兩支叉(8)和(9)，上滾翼(25)安裝在上轉(zhuǎn)架(5)與中轉(zhuǎn)架(7)的上支叉(8)之間，下滾翼(26)安裝在中轉(zhuǎn)架(7)的下支叉(9)與下面的轉(zhuǎn)架之間，上滾翼與下滾翼由其相鄰的端部上的一對圓錐齒輪(28)、(29)保持同步轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)架(3)被主軸(2)頂部的拉盤(17)和相連接的通向地面的拉索(19)保持在垂直位置上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4的滾翼式風(fēng)車，其特征是滾翼與中心輪之間的傳動機(jī)構(gòu)設(shè)在上轉(zhuǎn)架(5)上面，并采用圓錐齒輪傳動，上滾翼(25)頂端的從動輪(24)經(jīng)轉(zhuǎn)架上的中間輪(33)被中心輪(44)控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的滾翼式風(fēng)車，其特征是中心輪(44)套裝在上轉(zhuǎn)架(5)上面位置的主軸(2)上，并經(jīng)相連接的軸套(45)上的軸套齒輪(46)、中間傳動齒輪(48)、穿過拉盤(18)的傳動軸(49)、中間傳動齒輪(50)和控制齒輪(51)被立軸(52)頂部的風(fēng)標(biāo)(54)控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的滾翼式風(fēng)車，其特征是轉(zhuǎn)架(3)是由主軸(2)把兩個上、下轉(zhuǎn)架(11)、(13)，或把兩個以上的上、中、下轉(zhuǎn)架(11)、(12)和(13)連成一體，滾翼(20)通過其上相對應(yīng)的軸頸安裝在轉(zhuǎn)架(3)上，滾翼(20)與主軸(2)平行，或成一定角度，使上部向外傾斜。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的滾翼式風(fēng)車，其特征是滾翼與中心輪之間的傳動機(jī)構(gòu)設(shè)在上轉(zhuǎn)架(11)上面，并采用兩級圓錐齒輪傳動，滾翼(20)上的從動輪(24)經(jīng)相嚙合的中間傳動輪(35)、轉(zhuǎn)架上面的傳動軸(36)和中間傳動輪(38)被中心輪(44)控制。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的滾翼式風(fēng)車，其特征是中心輪(44)安裝在立軸(52)下部，立軸下端與主軸(2)上部轉(zhuǎn)動連接，并被裝在其頂部的風(fēng)標(biāo)(54)控制。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的滾翼式風(fēng)車，其特征是滾翼(20)與主軸(2)平行，滾翼與中心輪之間采用齒輪、齒條傳動機(jī)構(gòu)，并設(shè)在上轉(zhuǎn)架(11)上面，各滾翼(20)上的從動輪(24)在軸向上相互錯開一定的間隔，通過齒條(39)與相對應(yīng)的中心輪(44)連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的滾翼式風(fēng)車，其特征是中心輪(44)安裝在立軸(52)下部，立軸下端與主軸(2)上部轉(zhuǎn)動連接，并被裝在其頂部的風(fēng)標(biāo)(54)控制。
12.根據(jù)權(quán)利要求7的滾翼式風(fēng)車，其特征是滾翼(20)與主軸(2)平行，滾翼與中心輪之間采用齒輪、齒條傳動機(jī)構(gòu)，并設(shè)在下轉(zhuǎn)架(13)下面，各滾翼(20)上的從動輪(24)在軸向上相互錯開一定的間隔，通過齒條(39)與相對應(yīng)的中心輪(44)連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的滾翼式風(fēng)車，其特征是中心輪(44)套裝在下轉(zhuǎn)架(13)下面的主軸(2)上，經(jīng)軸套(45)被風(fēng)標(biāo)(54)控制。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的滾翼式風(fēng)車，其特征是;轉(zhuǎn)架(3)是由主軸(2)把較大的上轉(zhuǎn)架(14)與較小的下轉(zhuǎn)架(15)連為一體，滾翼(20)通過中部和下部位置上的軸頸傾斜地安裝在轉(zhuǎn)架(3)上。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的滾翼式風(fēng)車，其特征是滾翼與中心輪之間的傳動機(jī)構(gòu)設(shè)在上轉(zhuǎn)架(14)上面，并采用兩級圓錐齒輪傳動，滾翼(20)中部的從動輪(24)經(jīng)相嚙合的中間傳動輪(35)、轉(zhuǎn)架上的傳動軸(36)和中間傳動輪(38)被中心輪(44)控制。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的滾翼式風(fēng)車，其特征是中心輪(44)安裝在立軸(52)下部，立軸下端與主軸(2)上部轉(zhuǎn)動連接，并被裝在其頂部的風(fēng)標(biāo)(54)控制。
17.根據(jù)權(quán)利要求14的滾翼式風(fēng)車，其特征是滾翼與中心輪之間的傳動機(jī)構(gòu)設(shè)在下轉(zhuǎn)架(15)的下面，滾翼(20)由其下端的從動輪(24)，經(jīng)轉(zhuǎn)架下面的兩個固定在一起的上中間輪(40)和下中間輪(41)被中心輪(44)控制，在從動輪(24)和上中間輪(40)、中心輪(44)和下中間輪(41)兩組齒輪中，有一組是圓錐齒輪。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的滾翼式風(fēng)車，其特征是中心輪(44)套裝在下轉(zhuǎn)架(15)下面位置的主軸(2)上，經(jīng)相連接的軸套(45)被風(fēng)標(biāo)(54)控制。
19.根據(jù)權(quán)利要求1的滾翼式風(fēng)車，其特征是轉(zhuǎn)架(3)是一種處在下部位置的單體構(gòu)件(16)，滾翼(20)下端安裝在轉(zhuǎn)架的單體構(gòu)件(16)上，使上部向外斜出一定的角度，滾翼(20)的頂部活動裝有拉蓋(30)，滾翼通過拉蓋(30)和相連接的拉桿(31)被中間聯(lián)結(jié)環(huán)(32)連在一起。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的滾翼式風(fēng)車，其特征是滾翼與中心輪之間的傳動機(jī)構(gòu)設(shè)在轉(zhuǎn)架的單體構(gòu)件(16)上面，并采用圓錐齒輪傳動，滾翼(20)由其下部的從動輪(24)經(jīng)轉(zhuǎn)架上的中間輪(43)被中心輪(44)控制。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的滾翼式風(fēng)車，其特征是中心輪(44)安裝在立軸(52)下部，立軸下端與主軸(2)轉(zhuǎn)動連接，上部穿過中間聯(lián)結(jié)環(huán)(32)，并被裝在其頂部的風(fēng)標(biāo)(54)控制。
22.根據(jù)權(quán)利要求1的滾翼式風(fēng)車，其特征是轉(zhuǎn)架(3)由至少三個對稱布置的、其上帶有若干側(cè)臂(74)的立柱(73)把上環(huán)框(72)和下環(huán)框(75)連成一體，滾翼(20)裝在立柱的側(cè)臂(74)外端上，在下環(huán)框(75)下部裝有滑輪(77)，轉(zhuǎn)架(3)通過滑輪被下面的環(huán)形軌道(78)支撐，轉(zhuǎn)架經(jīng)輻梁(76)與主軸(2)相連接。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的滾翼式風(fēng)車，其特征是滾翼(20)與中心輪(44)之間采用兩級圓錐齒輪傳動機(jī)構(gòu)，滾翼上的從動輪(24)經(jīng)相嚙合的中間傳動輪(35)、傳動軸(36)和中間傳動輪(38)被中心輪(44)控制。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的滾翼式風(fēng)車，其特征是中心輪(44)安裝在立軸(52)下部，立軸下端與主軸(2)上部轉(zhuǎn)動連接，并被裝在其頂部的風(fēng)標(biāo)(54)控制。
25.根據(jù)權(quán)利要求6、9、11、13、16、18、21或24的滾翼式風(fēng)車，其特征是風(fēng)標(biāo)(54)由長架(55)和順長架安裝在后部的垂直翼面(56)構(gòu)成，長架(55)前部固定在與中心輪(44)相通的立軸(52)或軸套(45)上。
26.根據(jù)權(quán)利要求6、9、11、13、16、18、21、或24的滾翼式風(fēng)車，其特征是風(fēng)標(biāo)(54)由長架(55)和順長架安裝在后部的垂直翼面(56)構(gòu)成主體結(jié)構(gòu)，長架(55)前部與通向中心輪(44)的立軸(52)或軸套(45)轉(zhuǎn)動連接，從立軸(52)或軸套(45)上橫伸出一搖臂(47)，該搖臂與風(fēng)標(biāo)(54)上的限速機(jī)構(gòu)的控制桿(67)相連接。
27.根據(jù)權(quán)利要求26的滾翼式風(fēng)車，其特征是限速機(jī)構(gòu)包括長架(55)兩側(cè)垂直鉸軸(57)上的帶有阻風(fēng)板(61)的擺架(60)、連桿(63)、長架上滑框(66)中的滑桿(64)和控制桿(67)，擺架(60)經(jīng)連桿(63)、滑桿上的連接件(65)和控制桿(67)帶動立軸(52)或軸套(45)上的搖臂(47)，滑桿(64)被彈簧(68)作用，使擺架(60)張開到最大的角度，超過限度的風(fēng)可吹動阻風(fēng)板(61)，使擺架(60)向內(nèi)收回。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的滾翼式風(fēng)車，其特征是滑桿(64)通過拉桿(71)和傳動件(70)被置于長架(55)前部的重錘(69)作用，使擺架(60)張開到最大的角度。
全文摘要
一種風(fēng)車，特別是采用垂直軸的滾翼式風(fēng)車。這種風(fēng)車的轉(zhuǎn)架上裝有被中心輪控制的滾翼葉片，在風(fēng)吹動下，滾翼不但繞主軸旋轉(zhuǎn)，還在中心輪控制下自轉(zhuǎn)，從而使葉片與風(fēng)的作用角度更為合理，提高了風(fēng)能利用效率。中心輪直接由風(fēng)標(biāo)帶動，使?jié)L翼的角度始終與風(fēng)向相適應(yīng)，讓風(fēng)車在任何方向的風(fēng)吹動下都能轉(zhuǎn)動。另外，通過在風(fēng)標(biāo)上增設(shè)較為簡單的限速機(jī)構(gòu)，這種風(fēng)車還可以在大風(fēng)中自行調(diào)速或停止轉(zhuǎn)動，使風(fēng)車穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)。
文檔編號F03D3/00GK1049397SQ9010638
公開日1991年2月20日 申請日期1990年9月24日 優(yōu)先權(quán)日1990年9月24日
發(fā)明者韓培洲 申請人:韓培洲