CN101182830A - 迎风启闭式帆叶风轮 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种迎风启闭式帆叶风轮。该风轮主要由风轮鼓及其风轮鼓转向机构、帆叶及其帆叶开启、闭合机构组成，风轮鼓转向机构设置可使风轮鼓轮轴转向与风向垂直；帆叶及其启闭机构有多组；帆叶由左右叶片合成；帆叶启闭机构主要由上推杆连接下推装置组成，其中上推杆的两根推杆上端分别连接在帆叶的左右叶片上，下端与下推装置的连杆相接，下推装置由连杆、齿轮及齿条、横杆、竖杆、滚轮组成，滚轮位于竖杆底端、触抵在静止的凸轮轮廓上。本发明的帆叶随舵迎风而立、正向受风面积大，即使风力不够强劲也能推动帆叶、风轮鼓转动，可达到充分利用风能的目的；本发明并可制作成不同的规格用于荒野大漠或航运船只的自发电；同时还可以将多组风轮同轴并联组合，大大提高发电功率。

Description

迎风启闭式帆叶风轮
技术领域
本发明涉及风力发电技术，特别涉及风力发电的风轮、是一种迎风启闭式帆叶风轮。
背景技术
风力发电技术早已为人类所采用，其中以风轮发电比较普遍，我国大西北的走风口就设置有成片的风轮塔林，它的风轮鼓上安装着风叶，风叶在风力的作用下发生旋转，风轮鼓也随之旋转，切割磁力线产生电流。目前所见的风轮的风叶均是细而长的有一定斜角的外形结构，这种风叶是靠风的分力产生的旋转，故所能产生的旋转力是有限的，特别是当风力不够强劲时，风叶所感受到的分力就比较小，风轮鼓旋转速度也就较慢、所能获得的功率也较小。因此，上述外形结构的风叶风轮发电对风能的利用是不够充分的。
发明内容
本发明针对上述存在问题，提出了一种迎风启闭式帆叶风轮，目的在于通过改变风轮的叶片形态，使其迎风而立，垂直而全面感受风力，以便即使在风力较小的情况下，也能充分利用风能，提高发电功率。
本发明的技术解决方案
本发明主要由风轮鼓及其风轮鼓转向机构、帆叶(状如帆的风叶)及其帆叶开启、闭合机构(以下简称启闭机构)组成，所述风轮鼓转向机构设置有凸轮、凸轮与架体的连接杆、转动杆及转向舵组成，其中凸轮还穿套在风轮鼓轴上；所述帆叶及其启闭机构有多组、等方位地分布连接在风轮鼓的轮廊上；其中帆叶由左右叶片以铰链合成，帆叶下方连接有帆叶杆，帆叶杆连接在风轮鼓上；所述的帆叶启闭机构主要由上推杆连接下推装置组成，其中上推杆设有左右两根，下推装置主要由连杆、齿轮及齿条、横杆、竖杆、滚轮组成，上推杆上端分别连接在帆叶的左右叶片上，下端与下推装置的连杆相接，滚轮设置在下推装置的竖杆底端、触抵在静止的凸轮轮廊上。
本发明的有益效果
(一)本发明的帆叶迎风而立、垂直正向受风，受风面积大，即使风力不够强劲，也能推动帆状叶转动，可达到充分利用风能的目的；
(二)本发明的帆叶的双叶面开启闭合自动且有规则，能带动风轮高速转动获得功率；
(三)本发明可以制作成不同规格大小的风轮，既可用于荒野大漠供给大功率发电机组，也可用于航运船只的自发电；
(四)本发明可以多组风轮同轴并联组合，因而可以大大提高发电功率。
附图说明
附图1为本发明的结构示意图(其中仅一组表示了帆叶及其启闭机构，其余组别与此相同，故略)；
附图2为本发明的多组风轮同轴并联组合的侧向结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明设置在架体5上，由风轮鼓2及其风轮鼓转向机构、帆叶1及其帆叶启闭机构组成。风轮鼓转向机构设置有凸轮3、凸轮连接杆31、转动杆32、转向舵33。其中，连接杆31下方的转动杆32通过轴承与架体连接，转向舵33与连接杆31连接，风轮鼓2的轮轴4可随转向舵转动与风向垂直，凸轮3穿套在风轮鼓轮轴上、但不与风轮鼓轮轴相连接。所述帆叶如：1(A)、1(B)、1(C)、1(D)、1(E)及其启闭机构有多组、等方位地分布连接在风轮的轮廊上；所述帆叶呈长方形，均由左右对称双叶片以铰链10合成，帆叶下方连接有帆叶杆16，帆叶杆连接在风轮鼓上；所述的帆叶启闭机构主要由上推杆12，下推装置组成，其中上推杆设有左右两根，下推装置主要由连杆13、齿轮15及齿条14、横杆17、竖杆171、滚轮21组成，上推杆上端分别以活络扣11连接在帆叶的左右叶片上，下端与下推装置的连杆13相接，滚轮21设置在下推装置的竖杆171的底端、触抵在静止的凸轮3的轮廊上。凸轮3穿在风轮鼓轴4上，是通过连接杆31和下方的转动杆32与架体5连接。每一组帆叶的上推杆下端与下推装置的连杆13相接处设有短杆131，上推杆12的下端连接在短杆131的两端，连杆13的上端活络连接在短杆131的中部、下端固定在齿轮15的轮面上。齿轮15的轮轴固定在帆叶杆16上，齿条直立在横杆17的一端上，并由设在帆叶杆上的定位圈18定位；横杆17上还设有回位弹簧22，回位弹簧一端连接在横杆17上，另一端连接在风轮鼓面上。另：帆叶面的上、下部位设有横跨铰链10的限位条19，。
如图2所示，本发明将多组风轮同轴并联组合，风轮鼓轴向与风向垂直，即会同时有多个帆叶1(A)迎风而立，共同带动同一根风轮轴旋转，则使风轮鼓旋转轻松而快速。
以下结合附图简述本发明的工作过程
本发明风轮按照上述要求组合后，安装在架体上。图1所示，与凸轮连接杆31连接的转向舵33随风向调节风轮鼓轴向，帆叶带动风轮鼓顺时针旋转，滚轮在静止的凸轮廊的顶部随风轮鼓顺时针转动，滚轮在滑向凸轮廊右侧低谷处，齿条14上行，使与之啮合的齿轮15逆时针转动，与齿轮连接的连杆13向后位移，由于连杆13与短杆131呈活络连接，则左右上推杆12随之将双叶面也向后推开、并合扰闭合；当滚轮随着风轮转动到静止的凸轮左侧低谷处，齿条下行，齿轮顺时针转动，带动连杆13向前位移，则左右上推杆12向前，将双叶面拉回，帆叶处在开启状态。图1中设有五组(也可以是多组)帆叶及帆叶启闭机构，帆叶在风力作用下、风轮鼓旋转，又迫使帆叶始终有规律的开启闭合，而且只要有风，便可作业，获得发电功率，最大限度提高了风能利用率，如遇风力过大，因帆叶面设有限位条19，帆叶也不会被吹翻。
根据同样的工作原理，将多组风轮直立并联组合(如图2所示)、或将多组风轮水平并联组合应用(无需使用转向舵)，都将能获得多倍更高的发电功率。

Claims (8)

1.迎风启闭式帆叶风轮，设置架体(5)上，其特征在于：它由风轮鼓(2)、帆叶(1)及其帆叶启闭机构组成，所述的风轮鼓轮轴(4)上穿套有凸轮(3)；所述帆叶及其启闭机构有多组，多组帆叶等方位地分布在风轮鼓的轮廊上；所述的帆叶启闭机构主要由上推杆(12)连接下推装置组成，其中，下推装置主要由连杆(13)、齿轮(15)及齿条(14)、横杆(17)、竖杆(171)、滚轮(21)组成，上推杆上端连接在帆叶的叶片上，下端与下推装置的连杆相接，滚轮设置在下推装置的竖杆底端、触抵在静止的凸轮轮廊上。
2.根据权利要求1所述的迎风启闭式帆叶风轮，其特征在于：所述的风轮鼓还设有风轮鼓转向机构、该转向机构设置有凸轮(3)、凸轮连接杆(31)、转动杆(32)、转向舵(33)，其中，连接杆(31)下方的转动杆(32)通过轴承与架体(5)连接，转向舵(33)与连接杆(31)连接。
3.根据权利要求1所述的迎风启闭式帆叶风轮，其特征在于：所述各组帆叶呈长方形，由左右叶片以铰链(10)合成，帆叶下方连接有帆叶杆(16)，帆叶杆连接在风轮鼓的轮廊上。
4.根据权利要求1所述的迎风启闭式帆叶风轮，其特征在于：所述上推杆(12)设有左右两根，上端分别以活络扣(11)连接在帆叶的左右叶片上。
5.根据权利要求1所述的迎风启闭式帆叶风轮，其特征在于：下推装置的齿轮(15)的轮轴固定在帆叶杆(16)上，齿条直立在横杆(17)的一端，并由设在帆叶杆上的定位圈(18)定位；横杆(17)上还设有回位弹簧(22)，回位弹簧一端连接在横杆(17)上，另一端连接在风轮鼓面上。
6.根据权利要求1或3所述的迎风启闭式帆叶风轮，其特征在于：帆叶面的上、下部位横跨铰链(10)设有限位条(19)。
7.根据权利要求1所述的迎风启闭式帆叶风轮，其特征在于：每组帆叶的上推杆下端与下推装置的连杆(13)相接处设有短杆(131)，上推杆(12)的下端连接在短杆(131)的两端，连杆(13)的上端活络连接在短杆(131)的中部、下端固定在齿轮(15)的轮面上。
8.迎风启闭式帆叶风轮，设置架体(5)上，其特征在于：它将多组风轮同轴并联组合。
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