專利名稱：一種轉(zhuǎn)門式數(shù)控引風(fēng)風(fēng)動(dòng)力裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種轉(zhuǎn)門式數(shù)控引風(fēng)風(fēng)動(dòng)力裝置，它屬于風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，用于風(fēng)力與機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)模。特別適于在弱風(fēng)下使用。
風(fēng)力資源是一種有廣泛利用前景的能量資源。特別是在如沙漠、高山、海島等電網(wǎng)不易覆蓋的地方，利用風(fēng)力發(fā)電是時(shí)分重要的。但是現(xiàn)在的風(fēng)動(dòng)力裝置多是采用螺旋槳型臥式裝置或打蛋器式的豎式裝置。這兩種裝置的工作效率主要是靠槳葉剖面型狀來得到，設(shè)計(jì)制造都很困難，而且對(duì)于單位尺度的理論效率也不高。為得到較大功率時(shí)，裝置結(jié)構(gòu)尺寸很大。
本實(shí)用新型的目的是發(fā)明一種轉(zhuǎn)門式數(shù)控引風(fēng)風(fēng)動(dòng)力裝置，它的葉片結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，理論工作效率高，并且對(duì)設(shè)計(jì)制造精度不敏感。
本實(shí)用新型如附


圖1和附圖2所示，它有輸出軸1、門葉轉(zhuǎn)子2、門葉轉(zhuǎn)子上支承軸承3、門葉轉(zhuǎn)子下支承軸承4，其特征在于門葉轉(zhuǎn)子2外圍有風(fēng)引導(dǎo)殼體5，風(fēng)引導(dǎo)殼體5可以繞門葉轉(zhuǎn)子2轉(zhuǎn)動(dòng)，在風(fēng)引導(dǎo)殼體5迎風(fēng)的一面開有近四分之一圓弧的切向引風(fēng)槽口6，在風(fēng)引導(dǎo)殼體5背風(fēng)的一面也開有近四分之一圓弧的排風(fēng)槽口7，有驅(qū)動(dòng)風(fēng)引導(dǎo)殼體5轉(zhuǎn)動(dòng)的數(shù)控執(zhí)行裝置8，在近旁裝有風(fēng)向傳感器9和標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面13，標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面13通過串行通訊接口與可和其它設(shè)備共用的中央控制計(jì)算機(jī)12相連，在標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面13中插有與風(fēng)向傳感器9相連的測(cè)量適配模塊10，還插有與數(shù)控執(zhí)行裝置8相連并對(duì)其進(jìn)行控制的控制適配模塊11。
附
圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2是本實(shí)用新型頂視剖視圖。箭頭的方向?yàn)轱L(fēng)向，A半圓為順風(fēng)半圓，B半圓為逆風(fēng)半圓。
本實(shí)用新型的工作原理如下風(fēng)引導(dǎo)殼體5的角度位置由數(shù)控執(zhí)行裝置8確定。風(fēng)引導(dǎo)殼體5被控使風(fēng)引導(dǎo)殼體5上的切向引風(fēng)槽口6始終處于迎風(fēng)位置，而排風(fēng)槽口7始終處于背風(fēng)位置。切向引風(fēng)槽口6只有四分之一圓周，它使風(fēng)壓只作用在處于順風(fēng)位置上的門葉轉(zhuǎn)子2的葉片。由于排風(fēng)槽口7的作用，而處于逆風(fēng)位置的門葉轉(zhuǎn)子2的葉片只受到背風(fēng)處的氣壓作用。兩邊的壓力差使門葉轉(zhuǎn)子2轉(zhuǎn)動(dòng)做功，把風(fēng)能轉(zhuǎn)變?yōu)檩敵鲚S1的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能。風(fēng)引導(dǎo)殼體5的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，由中央控制計(jì)算機(jī)12通過標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面13進(jìn)行控制。在工作時(shí)，中央控制計(jì)算機(jī)12使用掃描的方法，定時(shí)通過標(biāo)準(zhǔn)串行通訊接口發(fā)出選通與風(fēng)向傳感器8相連的測(cè)量適配模塊10的地址信號(hào)，由標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面13接收后，選通插在其內(nèi)的測(cè)量適配模塊10。測(cè)量適配模塊10把由風(fēng)向傳感器8測(cè)得的風(fēng)向信號(hào)經(jīng)A／D變換后反送回中央控制計(jì)算機(jī)12。中央控制計(jì)算機(jī)12根據(jù)當(dāng)時(shí)的風(fēng)向計(jì)算出風(fēng)引導(dǎo)殼體5的最佳角度。中央控制計(jì)算機(jī)12通過標(biāo)準(zhǔn)串行通訊接口發(fā)出與風(fēng)引導(dǎo)殼體5的數(shù)控執(zhí)行裝置9相連的控制適配模塊11的地選信號(hào)，標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)介面13根據(jù)地選信號(hào)選通各控制適配模塊11。選通后，中央控制計(jì)算機(jī)12再發(fā)出相應(yīng)的風(fēng)引導(dǎo)殼體轉(zhuǎn)角信號(hào)，該信號(hào)由控制適配模塊11接收并鎖存后，經(jīng)D／A變換后驅(qū)動(dòng)數(shù)控執(zhí)行裝置9的執(zhí)行，使風(fēng)引導(dǎo)殼體5處在最佳位置。
本實(shí)用新型采用在門葉轉(zhuǎn)子罩有開有近四分之一圓弧的切向引風(fēng)槽口和近四分之一圓弧的排風(fēng)槽口的風(fēng)引導(dǎo)殼體，數(shù)控的方法驅(qū)動(dòng)風(fēng)引導(dǎo)殼體上的切向引風(fēng)槽口始終處于迎風(fēng)位置。使門葉轉(zhuǎn)子處于順風(fēng)半周的葉片被迎面風(fēng)壓作用，而門葉轉(zhuǎn)子處于逆風(fēng)半周的葉片只作用于背風(fēng)處的氣壓，因而產(chǎn)生作用力的不平衡，帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)以把風(fēng)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能輸出，達(dá)到風(fēng)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的目的。由于在順風(fēng)半周時(shí)門葉是利用風(fēng)作用在其上的正壓力，與現(xiàn)在已有風(fēng)扇葉片不同，不是利用其特殊的剖面形狀來產(chǎn)生升力。因而門葉的形狀精度要求很低，與轉(zhuǎn)換效率基本無關(guān)，大大簡(jiǎn)化了門葉的結(jié)構(gòu)，并使其制造簡(jiǎn)單。
在本實(shí)用新型中，門葉轉(zhuǎn)子2上的葉片數(shù)目可以是兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)或更多個(gè)，葉片應(yīng)均勻布置。
本實(shí)用新型中所用的數(shù)控執(zhí)行裝置9，可以使用如步進(jìn)電機(jī)加減速器的結(jié)構(gòu)形式，也可以使用如CN91216027的“一種大速比差動(dòng)端而輸出裝置的專利或是如CN91216107的“一種數(shù)控差動(dòng)減速電動(dòng)伺服單元”的專利。還可以使用如專利號(hào)為CH91278541或CN91208778的專利結(jié)構(gòu)或產(chǎn)品。
本實(shí)用新型中的風(fēng)向傳感器12，可以是一個(gè)裝置裝有風(fēng)標(biāo)的角度傳感器。角度傳感器可以是光柵式角度傳感器，也可以磁感應(yīng)式傳感器，由于不需要高的測(cè)角精度，也可以使用光電反射或透射式角度傳感器。在角度傳感器的輸入端裝一個(gè)帶一個(gè)阻力楔形的風(fēng)標(biāo)。由于風(fēng)標(biāo)在風(fēng)力作用下自動(dòng)轉(zhuǎn)到阻力最小的角度，從而使所帶的角度傳感器輸入端轉(zhuǎn)到對(duì)應(yīng)角度。
在本實(shí)用新型中，標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面13可以選用美國ME公司(MECHATRONICEQUIPMENTINC.)的I／O32，或是美國OPTO22公司的PB16AH。中央控制計(jì)算機(jī)12可以選用美國OPTO22公司的LC4控制器，也可以選用美國ME公司的PCS－1工業(yè)過程控制工作站，還可以選用普通PC計(jì)算機(jī)。適配模塊10可以采用OPTO22公司的AD3或類似的A／D轉(zhuǎn)換模塊。適配模塊11可選用OPTO22公司的DA3或類似的D／A轉(zhuǎn)換模塊。
權(quán)利要求1.一種轉(zhuǎn)門式數(shù)控引風(fēng)風(fēng)動(dòng)力裝置，它有輸出軸(1)、門葉轉(zhuǎn)子(2)、門葉轉(zhuǎn)子上支承軸承(3)、門葉轉(zhuǎn)子下支承軸承(4)，其特征在于門葉轉(zhuǎn)子(2)外圍有風(fēng)引導(dǎo)殼體(5)，風(fēng)引導(dǎo)殼體(5)可以繞門葉轉(zhuǎn)子(2)轉(zhuǎn)動(dòng)，在風(fēng)引導(dǎo)殼體(5)迎風(fēng)的一面開有近四分之一圓弧的切向引風(fēng)槽口(6)，在風(fēng)引導(dǎo)殼體(5)背風(fēng)的一面也開有近四分之一圓弧的排風(fēng)槽口(7)，有驅(qū)動(dòng)風(fēng)引導(dǎo)殼體(5)轉(zhuǎn)動(dòng)的數(shù)控執(zhí)行裝置(8)，在近旁裝有風(fēng)向傳感器(9)和標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面(13)，標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面(13)通過串行通訊接口與可和其它設(shè)備共用的中央控制計(jì)算機(jī)(12)相連，在標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面(13)中插有與風(fēng)向傳感器(9)相連的測(cè)量適配模塊(10)，還插有與數(shù)控執(zhí)行裝置(8)相連并對(duì)其進(jìn)行控制的控制適配模塊(11)。
專利摘要一種轉(zhuǎn)門式數(shù)控引風(fēng)風(fēng)動(dòng)力裝置，它有輸出軸、門葉轉(zhuǎn)子等，其特征在于門葉轉(zhuǎn)子外圍有可以繞其轉(zhuǎn)動(dòng)的風(fēng)引導(dǎo)殼體，其上開有引風(fēng)槽口和排風(fēng)槽口，有驅(qū)動(dòng)它轉(zhuǎn)動(dòng)的數(shù)控執(zhí)行裝置，在近旁裝有風(fēng)向傳感器、可共用的中央控制計(jì)算機(jī)和標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面以及其中插有的各種測(cè)量和控制適配模塊。使用設(shè)置風(fēng)引導(dǎo)殼體的方法，使門葉轉(zhuǎn)子的葉片在處于順風(fēng)半周和逆風(fēng)半周所受風(fēng)壓力不同，因而帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，達(dá)到風(fēng)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的目的。
文檔編號(hào)F03D3/00GK2207453SQ93217228
公開日1995年9月13日 申請(qǐng)日期1993年6月30日 優(yōu)先權(quán)日1993年6月30日
發(fā)明者石行 申請(qǐng)人:北京市西城區(qū)新開通用試驗(yàn)廠