葉片可自轉式風車的製作方法
2023-10-22 19:52:17 1
專利名稱：葉片可自轉式風車的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於風力發電裝置，特別是一種葉片可自轉式風車。
背景技術：
目前，風力發電等綠色環保能源的開發與應用日益成為主流。現有的風力發電裝置大多由葉片、塔架、底座、發電機構成，在底座上安裝塔架，在塔架上端安裝一組葉片，通過葉片轉動帶動轉軸轉動，從而使與轉軸連接的發電機發電。現有的風力發電裝置，其葉片只能繞其轉軸進行公轉，而葉片自身的方向則無法根據風的方向進行調整，風輪不能實現每時每刻都處在最大迎風面上工作，而且，現有的風力發電裝置需要較高風速才能驅動，適用於高風速地區。但是，世界上的高風速區是較少的，更為廣大的是低風速區。因此，研發一種適用於低風速區，並可充分利用風能的風力發電裝置更加具有應用前景。
發明內容本實用新型的目的在於克服現有技術的不足，提供一種葉片自身可根據風向行進方向進行自轉，需要較低風速即可進行發電，風能利用率高的葉片可自轉式風車。本實用新型解決其技術問題是通過以下技術方案實現的一種葉片可自轉式風車，包括葉片、塔架、底座、發電機，其特徵在於還包括安裝在塔架頂部的葉片自轉控制機構，安裝在葉片自轉控制機構內的輪轂，及安裝在塔架體上的調向裝置；塔架由立軸、固定套管、轉動套管構成，固定套管與底座固裝，立軸轉動安裝在固定套管內且底端與發電機連接，轉動套管安裝在固定套管外；立軸頂部固裝輪轂，在輪轂上均布安裝一組葉片；在轉動套管頂部固裝葉片自轉控制機構；調向裝置通過轉動套管帶動葉片自轉控制機構轉動至風力平衡狀態，葉片通過輪轂驅動立軸轉動進行發電，葉片由葉片自轉控制機構控制在公轉一周過程中自轉，葉片在順風側處於垂直風向狀態，葉片在逆風側處於平行風向狀態。而且，所述的葉片由葉片體、葉片軸、垂直控制舵、平行控制舵構成，葉片體固裝在葉片軸一端，在葉片軸另一端固裝垂直控制舵及平行控制舵，垂直控制舵與葉片體的平面垂直，平行控制舵與葉片體的平面平行；葉片自轉控制機構由盆形支撐座、垂直緩衝塊及平行緩衝塊構成，在盆形支撐座的上沿制有撥動垂直控制舵、平行控制舵的垂直控制環、平行控制環，在垂直控制環入口處安裝垂直緩衝塊，在平行控制環的入口處安裝平行緩衝塊；輪轂由轉盤、立軸軸套、葉片軸套構成，在轉盤上表面均布固裝一組葉片軸套，在轉盤底部固裝有立軸軸套，在輪轂的葉片軸套內插裝葉片軸，輪轂的立軸軸套固裝在塔架的立軸上端部。而且，所述的固裝在葉片軸另一端的垂直控制舵及平行控制舵均由位於葉片軸兩側的對稱支架及安裝在支架兩端部的滾輪構成。而且，所述的垂直緩衝塊及平行緩衝塊均為階梯安裝的一組滾輪。[0011]而且，所述的調向裝置為風向標或主動調向裝置。本實用新型的優點和有益效果為1.本葉片可自轉式風車通過巧妙設計的葉片自轉控制機構實現對葉片自轉的驅動，使葉片能夠在公轉一周的過程中，完成垂直方向、水平方向的互換，使葉片在順風側大面積處於垂直風向狀態，在逆風側大面積處於平行風向狀態，減小風阻，最大限度的增加風能利用率。2.本實用新型採用機械式的葉片自轉控制機構實現連續的周期性控制，具有運行平穩滑快、成本低、效果好、不易損壞、壽命長等優點。3.本實用新型結構設計科學合理，採用大面積的平面葉片在低風速區即可獲得較大風能，風能利用率高，不僅能用於高風速區，還可應用於低風速區，使用範圍廣泛，具有廣泛的應用前景。
圖1為本實用新型的結構示意圖；圖2為圖1的A部放大圖(剖視圖)；圖3為圖2的俯視圖；圖4為圖3中盆形支撐座的俯視圖；圖5為本實用新型的調向風向標的結構示意圖；圖6為圖1的B部放大圖(剖視圖)。
具體實施方式
下面通過具體實施例對本實用新型作進一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本實用新型的保護範圍。一種葉片可自轉式風車，包括葉片1、塔架4、底座5、發電機6，其創新之處於還包括安裝在塔架頂部的葉片自轉控制機構3，安裝在葉片自轉控制機構內的輪轂2，及安裝在塔架上的調向裝置7。塔架由立軸20、固定套管19、轉動套管18構成，固定套管與底座固裝，立軸轉動安裝在固定套管內且底端與發電機連接，轉動套管安裝裝在固定套管外。轉動套管與固定套管之間安裝有軸承25，立軸與固定套管之間安裝有軸承26。立軸頂部固裝輪轂，在輪轂上均布安裝一組葉片。在轉動套管頂部固裝葉片自轉控制機構。調向風向標通過轉動套管帶動葉片自轉控制機構轉動至風力平衡狀態，葉片通過輪轂驅動立軸轉動進行發電，葉片由葉片自轉控制機構控制在公轉一周過程中自轉，葉片在順風側處於垂直風向狀態，葉片在逆風側處於平行風向狀態。葉片由葉片體、葉片軸8、垂直控制舵11、平行控制舵10構成。葉片體固裝在葉片軸一端，在葉片軸另一端固裝垂直控制舵及平行控制舵，垂直控制舵與葉片體的平面垂直， 平行控制舵與葉片體的平面平行。垂直控制舵及平行控制舵均由位於葉片軸兩側的對稱支架及安裝在支架兩端部的滾輪構成。葉片體為平面形，可以為扇形、三角形或矩形等形狀。 葉片可由金屬、木材、增強塑料製作，具有重量輕、結實耐用的優點。葉片自轉控制機構由盆形支撐座17、垂直緩衝塊16及平行緩衝塊9構成，在盆形支撐座的上沿制有撥動垂直控制舵、平行控制舵的垂直控制環22、平行控制環21。垂直控制環制於盆形支撐座上沿內緣，平行控制環制於盆形支撐座上沿外緣。在垂直控制環的入口處的盆形支撐座座體上安裝有垂直緩衝塊，在平行控制環的入口處的盆形支撐座座體上安裝有平行緩衝塊。垂直緩衝塊、平行緩衝塊均由階梯形排列的緩衝輪構成。輪轂由轉盤15、立軸軸套13、葉片軸軸套12構成，在轉盤上表面均布固裝一組葉片軸軸套，在轉盤底部中心垂直固裝有立軸軸套，立軸軸套與轉盤底面之間固裝有加強板 14。在輪轂的葉片軸軸套內插裝葉片軸，輪轂的立軸軸套固裝在塔架的立軸上端部。本實施例中調向裝置採用風向標，還可以為主動調向裝置。調向風向標由風向板、 風向標軸23構成，風向標軸垂直固裝在塔架轉動套管的兩側，轉動套管一側的風向標軸端部固裝風向板，轉動套管另一側的風向標軸端部固裝平衡重M。風向標軸與葉片自轉控制機構的垂直控制環、平行控制環的交界直徑平行。本葉片可自轉式風車可以為垂直軸形式，還可以為平行軸形式。本實用新型以垂直軸形式為例。本葉片可自轉式風車的工作原理為調向風向標通過轉動套管帶動葉片自轉控制機構轉動至風力平衡狀態，葉片通過輪轂驅動立軸轉動進行發電，葉片由葉片自轉控制機構控制在公轉一周過程中自轉，葉片在順風側處於垂直風向狀態，葉片在逆風側處於平行風向狀態。葉片的自轉方式為葉片軸在行進至垂直控制環的入口處時，垂直控制舵在垂直緩衝塊的作用下轉動至水平，垂直控制環撥動葉片的垂直控制舵，使垂直控制舵滑行於垂直控制環上表面，此時平行控制舵位於盆形支撐座的外部，並處於豎直狀態。葉片軸公轉180度後行進至平行控制環的入口處，平行控制舵在平行緩衝塊的作用下轉動至水平，平行控制環撥動葉片的平行控制舵，平行控制舵滑行於平行控制環上表面，此時，垂直控制舵位於盆形支撐座的內部，並處於豎直狀態。由此，葉片以輪轂為中心進行公轉，在公轉360度的過程中，葉片軸可進行自轉， 使葉片在順風側處於垂直風向狀態，大面積與風力垂直；葉片在逆風側處於平行風向狀態， 減小風阻。
權利要求1.一種葉片可自轉式風車，包括葉片、塔架、底座、發電機，其特徵在於還包括安裝在塔架頂部的葉片自轉控制機構，安裝在葉片自轉控制機構內的輪轂，及安裝在塔架體上的調向裝置；塔架由立軸、固定套管、轉動套管構成，固定套管與底座固裝，立軸轉動安裝在固定套管內且底端與發電機連接，轉動套管安裝在固定套管外；立軸頂部固裝輪轂，在輪轂上均布安裝一組葉片；在轉動套管頂部固裝葉片自轉控制機構；調向裝置通過轉動套管帶動葉片自轉控制機構轉動至風力平衡狀態，葉片通過輪轂驅動立軸轉動進行發電，葉片由葉片自轉控制機構控制在公轉一周過程中自轉，葉片在順風側處於垂直風向狀態，葉片在逆風側處於平行風向狀態。
2.根據權利要求1所述的葉片可自轉式風車，其特徵在於所述的葉片由葉片體、葉片軸、垂直控制舵、平行控制舵構成，葉片體固裝在葉片軸一端，在葉片軸另一端固裝垂直控制舵及平行控制舵，垂直控制舵與葉片體的平面垂直，平行控制舵與葉片體的平面平行；葉片自轉控制機構由盆形支撐座、垂直緩衝塊及平行緩衝塊構成，在盆形支撐座的上沿制有撥動垂直控制舵、平行控制舵的垂直控制環、平行控制環，在垂直控制環入口處安裝垂直緩衝塊，在平行控制環的入口處安裝平行緩衝塊；輪轂由轉盤、立軸軸套、葉片軸套構成，在轉盤上表面均布固裝一組葉片軸套，在轉盤底部固裝有立軸軸套，在輪轂的葉片軸套內插裝葉片軸，輪轂的立軸軸套固裝在塔架的立軸上端部。
3.根據權利要求2所述的葉片可自轉式風車，其特徵在於所述的固裝在葉片軸另一端的垂直控制舵及平行控制舵均由位於葉片軸兩側的對稱支架及安裝在支架兩端部的滾輪構成。
4.根據權利要求2所述的葉片可自轉式風車，其特徵在於所述的垂直緩衝塊及平行緩衝塊均為階梯安裝的一組滾輪。
5.根據權利要求1所述的葉片可自轉式風車，其特徵在於所述的調向裝置為風向標或主動調向裝置。
專利摘要本實用新型涉及一種葉片可自轉式風車，包括葉片、塔架、底座、發電機，其創新點為還包括安裝在塔架頂部的葉片自轉控制機構，安裝在葉片自轉控制機構內的輪轂，及安裝在塔架體上的調向裝置。調向裝置通過轉動套管帶動葉片自轉控制機構轉動至風力平衡狀態，葉片通過輪轂驅動立軸轉動進行發電，葉片由葉片自轉控制機構控制在公轉一周過程中自轉，葉片在順風側處於垂直風向狀態，葉片在逆風側處於平行風向狀態。本實用新型結構設計科學合理，採用大面積的平面葉片在低風速區即可獲得較大風能，風能利用率高，不僅能用於高風速區，還可應用於低風速區，使用範圍廣泛，具有廣泛的應用前景。
文檔編號F03D11/00GK202055999SQ20102067559
公開日2011年11月30日 申請日期2010年12月23日 優先權日2010年12月23日
發明者周振昆 申請人:周振昆