CN1010044B - 风力车 - Google Patents

Abstract

带有一个与风力机转轴同心的圆筒体的筒式风力机。该圆筒体在其两端各有一个圆形端板，叶片加工成弯曲的流线型外型，这些叶片安装在位于两个端板的边缘附近平行于风力机转轴的旋转轴上；且其旋转角度是受到限制的。因此可采用这样的结构在风力机圆周上以相等的圆周间距至少设置4个机翼型的叶片并且叶片用其前面的头部安装在旋转轴上，在端板的边缘与圆筒体之间的区域内摆动。

Description

本发明涉及一种风力机，它带有一个与风力机旋转轴同心的圆筒体，在圆筒体的两端各有一个圆形端板，其叶片为机翼型，并可转动地装在靠近两个端板边缘附近的与风力机旋转轴平行设置的转轴上，而且其转动角度是受到限制的。

DE-OS    2718608已公开了一种风力发电机，该风力发电机有一个圆筒体、两个安装在圆筒体两端的端板和多个圆柱体扇形面。这种扇形面或翼装在靠近端板周边、与风力发电机旋转轴平行设置的旋转轴上。每个扇形面围绕一个与风力发电机旋转轴平行、但与扇面中心不对称的旋转轴转动，而且这样使扇面的较宽部分能围绕一个可有限调整的角（直至90°）自由向外旋转。在向外转出的状态下扇面较宽部分伸出风力发电机的轮廓之外，而较窄部分伸进轮廓内。当立式风力发电机遇到水平的风流时，旋转轴处于风向后的那一个扇形面就从风力发电机的圆筒轮廓朝风向向外摆动。作用在这个面上的阻力就转动整个圆筒系统，借此下一个扇面就进入风流并向外摆动。在面对外摆位置的系统的那侧上风绕过扇形面，以致旋转轴位于前面。

这种已知的风力发电机沿扇形面的尾部方面转动。这就导致这种扇形面起到象叶片那样的作用，因此整个风力发电机有一个叶轮的功能。此外还会使这种已知风力发电机的最高转速与风速相当。因此转 速和效率在很大程度上取决于直接流过的风速。

在一个由DE-GM8228078已知的立式轴转子中，有两个横向伸向转子轴的圆盘和设置在两圆盘之间的轴向平行的转子叶片，转子叶片总是能自由转动地围绕平行于转子轴的转动轴设置。此外还对每个转子叶片设置一块挡块，借助这个挡块转子叶片被大致径向对准地固定在其靠近所装置的挡块的位置中。借此实现，只有在主轴转子的每个旋转阶段中对驱动有用的转子叶片被对着推动风流的压力而固定，而不直接参与驱动并只靠空气阻力摆动的转子叶片自由摆动地进入一个最小气流阻力位置。

这也决定了这种立轴转子的转速最高能达到相应的直接流过的风速。

本发明的任务是改进开始所述已有类型的风力机，本发明的风力机在风中转动应是特别有利的并且有特别高的效率，在很大程度上与直接流过的风速无关。

本发明的任务是这样解决的：在这种风力机的圆周上以相等的圆周间距至少装置四枚机翼型的叶片，用靠近叶片前缘的头部安装在转轴上，叶片可在端板边缘和圆筒体之间的范围内摆动。

按照这种方式完成了一种上述类型的筒式风力机，该风力机沿叶片的头部方向转动。这同时意味着，叶片只在端板边缘和圆筒体之间的范围内转动，而不从风力机的圆筒形轮廓向外转动。由于这个原因风力机的转速可以大于风速。因此该风力机在风中转动是特别有利的并且有很高的效率。

而且，在本发明的一种结构中，叶片头部与相邻的叶片尾部之间的内侧距离可大约等于叶片头部与圆筒体之间的内侧距离。借此保证 从侧面流向风力机的风能容易地进入风力机并流过这个风力机。借此在风流入部位对风力机施加一压力，并且同时在相对一侧的风流出部位对风力机施加一风力机转动方向的吸引力。

可在叶片的外表面上均匀分布凹陷，这能使效果更显著。此时凹陷或凹槽以一种确定的规则图形、但或者也以不规则图形分布在叶片的表面上。这就使风借助凹陷或凹槽缠住在不平或不光滑的风力机翼表面并形成涡流。因此风不从这个叶片表面流走。这就保证风力机有特别好的起动性能。

还可将一块翼板固定在每个旋转轴上。借此在翼板和已旋转的叶片之间形成一个空间，借助流来的风在这个空间形成气体动力压力录这些翼板是平滑的，因此风能尽可能顺利地在这里流过。

还按本发明的另一个有利特征可采取这样一种结构，即叶片和翼板在旋转轴范围内的铰链接合相互连接。借此保证翼板固定在这个旋转轴上，叶片能在这个轴上来回摆动。

此外可在叶片尾部区域靠近两个端板边缘安装挡块。借此保证叶片向外摆动不超出风力机的圆筒形轮廓。

圆筒体可转动地安装在位于其轴线的旋转轴上是适宜的。

因此可采用这样的结构，即在圆筒体内这样安装一台发电机，该发电机的定子装在圆筒体上，转子装在固定的转轴上。

也可以在圆筒体内安装一台泵。

上面提到的这种风力机可在水平或垂直状态使用。

下面借助在附图中所描述的两种实施结构详细解释本发明。在附图中：

图1是按照本发明构成的风力机侧视图，

图2是图1的俯视图，

图3是按照图1的风力机的一个放大横截面。

图4是按照本发明第二种结构形式的一个详图，以及

图5是图4中叶片摆开时的详图。

附图中所描述的筒式风力机有一个圆筒体1和一块上端板2以及一块下端板3，这两块端板固定在圆筒体1的两端。在端板2和3的边缘4和5附近装有机翼型叶片6、7、8和9，这些叶片可转动地装在旋转轴10、11、12和13上。

风力机可旋转地安装在一个底座14上。

叶片6、7、8和9在旋转轴10、11、12和13上在外缘4和5与圆筒体1之间的区域内转动。尤其由图3可以看出，叶片6和9处于可能达到的最外位置，而叶片8处于向内旋转的最远位置，叶片7处于端板2、3的边缘4和5与圆筒体1间的中间位置。在图3中叶片7和8向外可能到的最远位置以虚线表示并给定符号15和16。

叶片8的头部18与相邻叶片9的尾部19分间的内距离17大约等于叶片9的头部21与圆筒体1之间的内距离20。

根据在图4和5中所描述的本发明的第二种实施结构，在一个相似于图3的旋转轴13的旋转轴22上固定一个翼板23。该翼板是不转动的，因此风力机在任何位置它都保持在图4和图5所描述的位置中。此外一个相似于图3的叶片9的叶片24固定在旋转轴22上，它在旋转轴22上在端板2和3的外缘与圆筒体1之间的区域内旋转。

叶片24和翼板23在转动铰链区域22以铰链接合相互连接。

通过向里旋转的叶片24，如图5所示那样，在翼板23和叶片24之间出现一个三角形空间25。

为了使翼板23的外表面盖在叶片24的外表面上而不形成棱角，在叶片24上预先设置一个相当于翼板全长的凹槽26，当翼板23和叶片处于图4所示的位置时，翼板23就嵌入这个凹槽26。

在端板2和3上设有挡块（未图示），借助这些挡块防止叶片6、7、8和9从风力机的圆柱形轮廓过度向外旋转。

此外，在圆筒体1内可这样安装一台未用实例详细说明的发电机;发电机的定子装在圆筒体1上，而转子装在固定的转轴上。

当风沿箭头a的方向进入风力机时，风就沿箭头b的方向流过风力机并沿箭头c的方向离开风力机。此时叶片8朝圆筒体1旋转，同时沿转动方向d对叶片8施加一个作用力。在这种工作状态下叶片7处于图3所示的中间位置。

在叶片6和9之间沿箭头c流出风力机的风在风力机外在头部13范围内形成涡流，借助这个涡流沿箭头e的方向对叶片9施加一个力，因而沿转动方向d旋转。

当在图4和图5所示的结构形式中风沿箭头f的方向吹时，除了上述的在风力机转动方向上的力之外，还形成一个沿箭头g的方向的力，这个力是由作用在翼板23和叶片24之间的三角形空间25中的风引起的，并且在这里沿箭头g的方向产生一个压力。

Claims (9)

1、一种风力机，它带有一个与风力机转轴同心的圆筒体，该圆筒体的两端各有一个圆形端板，其叶片为机翼型，并可旋转地装在位于两个端板边缘附近的与风力机旋转轴平行的转轴上，其转动角度是受到限制的，其特征在于，沿风力机圆周方向等间距地至少设置4枚机翼型叶片(6、7、8、9)，用靠近叶片前缘的头部(18、21)安装在所述的转轴(10、11、12、13)上，叶片可在端板(2、3)的边缘(4、5)与圆筒体(1)之间的范围内摆动。

2、如权利要求1所述的风力机，其特征在于，一个叶片（8）的头部（18）与相邻叶片（9）的尾部（19）之间的内距离（17）大约等于叶片（9）的头部（21）与圆筒体（1）之间的内距离（20）。

3、如权利要求1或2所述的风力机，其特征在于，叶片（6、7、8、9）的外表面具有凹陷部分。

4、如权利要求1或2所述的风力机，其特征在于，在旋转轴（22）上各固定一块翼板（23）。

5、如权利要求4所述的风力机，其特征在于，翼板（23）的表面是光滑的。

6、如权利要求1或2所述的风力机，其特征在于，叶片（24）和翼板（23）在旋转轴（22）的区域内的铰链接合相互连接。

7、如权利要求1或2所述的风力机，其特征在于，在两个端板（2、3）的边缘（4、5）上，叶片（6、7、8、9）的尾部（19）的区域内装置挡块。

8、如权利要求1或2所述的风力机，其特征在于，圆筒体（1）可旋转地安装在一根装在圆筒体（1）轴线的旋转轴上。

9、如权利要求1或2所述的风力机，其特征在于，在圆筒体（1）中安装一台发电机，发电机的定子装在圆筒体（1）上，转子装在固定转轴上。

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