CN101169102B

CN101169102B - 聚风导流风动机

Info

Publication number: CN101169102B
Application number: CN2007101652727A
Authority: CN
Inventors: 黄金德
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-11-02
Filing date: 2007-11-02
Publication date: 2010-07-14
Anticipated expiration: 2027-11-02
Also published as: CN101169102A

Abstract

一种聚风导流风动机，包括机座、主轴、叶轮、聚风罩、尾舵和动力输出轮，在所述的叶轮外安装有环绕该叶轮周面轮廓的环形的导流架，该导流架的上盖中心与所述的主轴转动连接，该导流架的下盖中心与机座转动连接；所述的聚风罩有两个分别连接在所述的导流架的左右两个外侧，并向后和两翼延伸；所述的尾舵沿前后方向设置，其前端通过水平设置的铰接轴与导流架的上端铰接。本发明集多种优点为一身，尽量大的收集风力，引导风流构成龙卷式的旋转风流，使转子风叶在360度中连续受力加速，能在2～3级的风力时正常发电，能够控制风量稳定转速，能够翻转180度的尾舵可抗拒台风，安全可靠。大径的惯性轮可缓和阵风的冲击，使叶轮稳定运转。

Description

聚风导流风动机

技术领域

本发明涉及一种大功率聚风导流风动机，是一种直接将风能转换为机械能的大型装置，可广泛应用于发电、排水、水厂、航船作为动力源使用。

背景技术

风是大自然赐予人类的取之不尽、用之不竭的绿色能源，在现有技术中，用风力发电的风车，由于其设计上的缺陷，效率不高，难以向大功率高效率迈进。为满足发电需要，研制一种大功率的风动力发电技术迫在眉睫，和睦有必要。

发明内容

本发明的目的就是提供一种聚风导流风动机，以解决现有风力发电装置存在的效率不高，难以向大功率高效率迈进问题。

本发明的技术方案是：一种聚风导流风动机，包括机座、主轴、叶轮、聚风罩、尾舵和动力输出轮，主轴转动连接在机座上，在该主轴上固定安装叶轮，在该叶轮外安装聚风罩；在所述的主轴上装有动力输出轮，其特征在于：在所述的叶轮外安装有环绕该叶轮周面轮廓的环形的导流架，该导流架的上盖的中心与所述的主轴转动连接，该导流架的下盖的中心与所述的机座转动连接；所述的聚风罩有两个分别连接在所述的导流架的左右两个外侧，并向后和两翼延伸；所述的尾舵沿前后方向设置，其前端通过水平设置的铰接轴与所述的导流架的上端铰接；所述的导流架包括上盘、下盘、立柱和导流叶片，上盘和下盘均为圆形，并分别位于所述的叶轮的两端外侧；在上盘与下盘之间连接有多根立柱，该立柱分别沿该上、下盘的外沿和叶轮的外沿的圆周均布，该立柱、上盘和下盘构成围绕在所述的叶轮周围的圆筒状笼体，在该笼体内设有沿圆周均布的导流叶片，各个导流叶片在圆周方向上均向一个方向弯曲。

本发明具有以下优点：

可将自然界任何形式的风力直接转化成机械能，并可根据需要调节、操纵，尾舵可准确无误地使入风口(即控风百叶窗一侧)指向风源，又可翻转防止台风破坏。

叶轮叶片轴向长度大，大半径，叶片多，被风直推产生的扭矩大，可获得连续不断的动能。叶轮方便制造、安装和检查。

聚风罩可扩大迎风面积，加大功率，导流叶片可将叶轮周围的来风改变方向，按正确的角度将风流射向叶轮叶片，又使回转的叶轮得到顺转的足够风力，结构中所有导流叶片间都有连续不断吹动叶轮的风流，使叶轮置身在一个龙卷式的旋转风力之中，叶轮上方的压风板又将机体外上方的风也强行压入，也为叶轮加力，多种因素聚集一身进行加力，大大增加了输出功率。

本发明可将多层叠加成30、50m高的古塔式巨型风动机。1～2米高为一层，可以多层叠加，用一主轴传动。

本发明可安装在一切可以利用的场合，可一机多用，输出功率大；可控制转速，1～2级风即可工作。结构简单，容易实施，使用方便，造价低廉，用途广泛，使用寿命长。

附图说明

图1是本发明的总体结构的剖视图；

图2是图1的俯视图(叶轮局部，导流叶片、聚风叶片视图)；

图3是导流架的顶端视图(图1中导流架的俯视图)；

图4是导流架的底端视图(图1中导流架的仰视图)。

附图标记说明：1、主轴；2、舵根轴座；22、铰接轴；3、导流架上盖轴承座；4、导流架上盖轴承；5、压风板；6、舵杆支架；7、叶轮；71、叶轮上盘；72、叶轮下盘；73、叶轮叶片；8、导流架；81、导流架上盘；82、导流架下盘；83、导流叶片；84、导流架立柱；9、控风百叶窗；91、风门轴架；92、风门叶片；93、风门拉杆；94、操作杆；10、压风口；11、聚风罩；111、聚风罩前架；112、聚风罩后罩；113、聚风叶片；114、聚风罩上盖；115、聚风罩下盖；15、主轴上轴承；16、主轴轴套；17、导流架下盖轴承；21、滑道架；23、滑轮架；24、滑轮；25、环形轨道；26、主轴下轴承；27、动力输出轮；28、机座；29、惯性轮；30、尾舵；31、舵杆；32、舵叶；33、U形连接头。

具体实施方式

参见图1～图4，本发明的实施例包括机座28、主轴1、叶轮7、导流架8、控风百叶窗9、聚风罩11、尾舵30以及动力输出轮27和惯性轮29。主轴1的下部通过上下两个轴承4和15竖向转动连接在机座28上的主轴轴套16内。在该主轴1的上部固定安装叶轮7。在主轴1的下端附近装有动力输出轮27和惯性轮29。在所述的叶轮7外安装有环绕该叶轮7的周面轮廓的环形的导流架8，该导流架的上盖81的中心通过上盖轴承4与所述的主轴1转动连接，该导流架的下盖82的中心通过下盖轴承17与所述的机座28上的主轴轴套16的上端转动连接。在该叶轮7左右两侧吊挂安装两个聚风罩11，两个聚风罩11向后和两翼延伸。所述的尾舵30沿前后方向设置，其前端通过铰接轴22与安装在导流架8上端中央的舵根轴座2铰接。控风百叶窗9安装在导流架8和聚风罩11的前侧。

本发明的叶轮7、导流架8、控风百叶窗9和聚风罩11的组合可以用延长的主轴1串联在一起，以增加动力。尾舵30也可采用多个。

所述的叶轮7由上盘71、下盘72和多个径向的叶片73组成，上盘71和下盘72的中心与所述的主轴1固定连接，每个叶片7的上下两端分别连接在上盘71与下盘72之间，并使各个叶片73沿圆周径向均布。为了增加风力的推力，叶片73的横截面均朝同一方向弯曲。

所述的导流架8包括上盘81、下盘82、立柱84和导流叶片83，上盘81和下盘82均为圆形，下盘82的中部(与叶轮7底端对应的部分)不封闭，上盘81的右半部设有压风口10(参见图3和图4)。上盘81和下盘82分别位于所述的叶轮7的上盘71之上和下盘72之下。在上盘81与下盘82之间连接有多根立柱84，该立柱84分别沿该上、下盘的外沿和叶轮7的外沿的圆周均布，使该立柱84、上盘81和下盘82构成围绕在所述的叶轮7周围的圆筒状笼体，在该笼体内设有沿圆周均布的导流叶片83，各个导流叶片83在圆周方向上均向一个方向弯曲。

所述的聚风罩11由前架111、后罩112、聚风叶片113、上盖114和下盖115构成，两个前架111分别对称连接在导流架8的外周面的左右两个侧面，后罩112的两端分别连接在导流架8的外周面后部与前架111的后侧之间，前架111和后罩112的横截面均为向后凸起的弧线或近似弧线，前架111、后罩112与导流架8的外周面的横截面共同构成曲线三角形，在该三角形内设有数个间隔分布、并与后罩112平行的聚风叶片113，该聚风叶片113将聚风罩11内分割成几个轴向的风洞。在前架111和后罩112的上下两端均用上盖114和下盖115封闭。

所述的尾舵30是由舵叶32与舵杆31的后端连接而成的巨型芭蕉扇形状，舵杆31的前端设有U形连接头33，该U形连接头33通过铰接轴22铰接在两个舵根轴座2之间，该两个舵根轴座2固定在所述的导流架上盖81的中央的主轴1的两旁。所述的舵杆31水平设置，其后端沿所述的导流架8的径向向后延伸，并与舵叶32连接。在所述的导流架上盖81的边缘上设有与所述的舵杆31对应的两个对称的U形舵杆支架6，用于将舵杆31支撑在该U形舵杆支架6的凹口内。翻转尾舵30能够以舵根轴座2上的铰接轴22为轴心旋转，从后面的舵杆支架32向上翻转180度转入前面的舵杆支架32上，使整个装置由迎风状态变化为或避风状态(后面迎风)，避免受到台风的破坏。

在所述的聚风罩11或导流架8的下端通过滑轮架23装有沿以主轴1为圆心的圆周的多个滑轮24。在所述的机座28上装有与所述的滑轮24对应的环形轨道25，所述的滑轮24可以沿该环形轨道25滚动作圆周运动。

在所述的导流架的上盖81的右半部设有压风口10(参见图3)，在该压风口10的后半部(图3的右上半部)上装有数个压风板5，该压风板5采用矩形的铁板，其长方向水平、且与所述的舵杆31垂直设置。压风板5的两端与所述的导流架8的内沿平齐并连接，每一该压风板5的上边向前倾斜约45度，下边与所述的叶轮叶片73的上端对应，各压风板5的上边高度由前至后逐个递增。

在所述的导流架8和聚风罩11的前侧装有一控风百叶窗9，该控风百叶窗包括风门轴架91、风门叶片92、风门拉杆93和操作杆94，风门轴架91沿所述的导流架8和聚风罩11的前架111安装，多个风门叶片92间隔设置，每一风门叶片92的一端铰接在风门轴架91上，每一风门叶片92的另一端均与风门拉杆93铰接，在风门拉杆93上连接操作杆94，可以用操作杆94和风门拉杆93带动所有的风门叶片92进行任意开合的操作。

所述的惯性轮29是安装在主轴1下端的具有一定重量和直径的外重内轻的铁轮。大径的惯性轮可缓和阵风的冲击，使叶轮稳定运转。

本发明在使用时必须注意：安装基础必须水平；必须安装避雷装置；机座周围必须设置防护栏和警示牌。

本发明的工作原理是，尾舵30在风力的作用下带动，使聚风罩11和导流架8的前侧始终朝向风吹来的方向。风流从聚风罩11和导流架8的前侧进入，导流叶片83可将叶轮周围的来风改变方向，在导流架8内形成旋风，并流射向叶轮叶片。随后风流从导流架8后侧(图2中聚风罩11的后罩112与导流架8后侧的两个交点P之间)和下端流出，完成做功。导流架8内的旋风使回转的叶轮得到顺转的足够风力，使叶轮置身在一个龙卷式的旋转风力之中，叶轮上方的压风板又将机体外上方的风也强行压入，也为叶轮加力，多种因素聚集一身进行加力，大大增加了输出功率。

Claims

1.一种聚风导流风动机，包括机座、主轴、叶轮、聚风罩、尾舵和动力输出轮，主轴转动连接在机座上，在该主轴上固定安装叶轮，在该叶轮外安装聚风罩；在所述的主轴上装有动力输出轮，其特征在于：在所述的叶轮外安装有环绕该叶轮周面轮廓的环形的导流架，该导流架的上盖的中心与所述的主轴转动连接，该导流架的下盖的中心与所述的机座转动连接；所述的聚风罩有两个分别连接在所述的导流架的左右两个外侧，并向后和两翼延伸；所述的尾舵沿前后方向设置，其前端通过水平设置的铰接轴与所述的导流架的上端铰接；所述的导流架包括上盘、下盘、立柱和导流叶片，上盘和下盘均为圆形，并分别位于所述的叶轮的两端外侧；在上盘与下盘之间连接有多根立柱，该立柱分别沿该上、下盘的外沿和叶轮的外沿的圆周均布，该立柱、上盘和下盘构成围绕在所述的叶轮周围的圆筒状笼体，在该笼体内设有沿圆周均布的导流叶片，各个导流叶片在圆周方向上均向一个方向弯曲。

2.根据权利要求1所述的聚风导流风动机，其特征在于：所述的叶轮由上盘、下盘和多个径向的叶片组成，上盘和下盘的中心与所述的主轴固定连接，每个叶片的两端分别连接在上盘与下盘之间，并使各个叶片沿圆周均布。

3.根据权利要求2所述的聚风导流风动机，其特征在于：所述的叶片的横截面均朝同一方向弯曲。

4.根据权利要求1所述的聚风导流风动机，其特征在于：所述的聚风罩由前架、后罩、聚风叶片、上盖和下盖构成，两个前架分别对称连接在导流架的外周面的左右两个侧面，后罩的两端分别连接在导流架的外周面后部与前架的后侧之间，前架和后罩的横截面均为向后凸起的弧线或近似弧线，前架、后罩与导流架的外周面的横截面共同构成曲线三角形，在该三角形内设有数个间隔分布、并与后罩平行的聚风叶片，该聚风叶片将聚风罩内分割成几个轴向的风洞；在前架和后罩的上下两端均用上盖和下盖封闭。

5.根据权利要求1所述的聚风导流风动机，其特征在于：所述的尾舵是由舵叶与舵杆的后端连接而成的芭蕉扇形状，舵杆的前端设有U形连接头，该U形连接头通过铰接轴铰接在两个舵根轴座之间，该两个舵根轴座固定在所述的导流架上盖的主轴两旁；所述的舵杆水平设置，其后端沿所述的导流架的径向向后延伸，并与舵叶连接；在所述的导流架上盖的边缘上设有与所述的舵杆对应的两个对称的U形舵杆支架，用于将舵杆支撑在该U形舵杆支架的凹口内。

6.根据权利要求1所述的聚风导流风动机，其特征在于：在所述的聚风罩或导流架的下端装有沿以所述的主轴为圆心的圆周的多个滑轮；在所述的机座上装有与所述的滑轮对应的环形轨道，所述的滑轮可以沿该环形轨道滚动作圆周运动。

7.根据权利要求1所述的聚风导流风动机，其特征在于：在所述的导流架的上盖的半部设有压风口，在该压风口上装有数个压风板，该压风板为矩形的金属板，其长方向水平、且与所述的舵杆垂直设置，该压风板的两端与所述的导流架的内沿平齐并连接，每一该压风板的上边向前倾斜约45度，下边与所述的叶轮叶片对应，各压风板的上边高度由前至后逐个递增。

8.根据权利要求1所述的聚风导流风动机，其特征在于：在所述的导流架和聚风罩的前侧装有一控风百叶窗，该控风百叶窗包括风门轴架、风门叶片、风门拉杆和操作杆，风门轴架沿所述的导流架和聚风罩的前侧安装，多个风门叶片间隔设置，每一风门叶片的一端铰接在风门轴架上，每一风门叶片的另一端均与风门拉杆铰接，在风门拉杆上连接操作杆，可以用操作杆和风门拉杆带动所有的风门叶片进行任意开合的操作。

9.根据权利要求1～8任何一项所述的聚风导流风动机，其特征在于：在所述的主轴的下端装有惯性轮。