CN104847583B - 平衡叶式万向风车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种平衡叶式万向风车，涉及一种万向风车领域。本发明解决目前大型风车建造、运输及安装存在难度等问题。该平衡叶式万向风车的立轴上设置有风叶支架，风叶支架两侧设置有相对称的左框及右框，所述风叶一由若干个风叶片及配重调节盘一组成，所述风叶二由若干个风叶片及配重调节盘二组成；左框上的风叶一及右框上的风叶二上所设置的配重调节盘一及配重调节盘二分别处在风叶支架相对的一侧。使用本发明结构简单、建造容易、安装方便、成本低廉且对风能利用率高。

Description

平衡叶式万向风车
技术领域
本发明涉及一种万向风车领域，特别是涉及一种平衡叶式万向风车。
背景技术
万向风车按转轴与地面的相对位置可分为两类即水平轴式风车和垂直轴式风车。目前大量使用的风力发电设备以三叶片水平轴升力型即水平轴螺旋桨风车居多，这类水平轴式风车存在有如下问题：1、风叶需要与转轴固定即风叶与地面垂直而使得风叶的长度受到一定的限制，也就是说在实际操作中很难将每片风叶的长度延长到100m以上；2、转轴上的叶片数目较少而存在对风力的利用率低；3、每片风叶长度及重量都增加风叶建造、运输及安装的难度，同时也存在安全隐患；4、由于风叶及转轴的重量均处在立轴的顶部，这必然严重影响整个风车的稳定性，为了使得风车牢固就必须增加立轴的建造成本；5、转轴与立轴需要齿轮活动连接或转轴需要齿轮来调节方向，无论什么功能的齿轮长期运转则会导致磨损甚至报废，无疑是增加运行后的维修成本。
而垂直轴式风车即立轴风车，又称垂轴旋翼式万向风车，这类风车在垂直的轴杆上至少相应设置两个相反的弧形风翼，优点是风车上的风翼可以在任意风向的作用下围绕轴杆旋转而推动转轴旋转做功，但仍存在一些问题：1、弧形风翼的凸起面迎风时风力的动压强会有一部分使弧形风翼反向旋转而抵消一部分风车正向旋转力，从而降低风车对风能的利用效率；2、风翼若太小则对风能的利用率低下，风翼若较大则制造成本高且运输及安装难度大，实际上风翼的长度很难超过100m以上；3、风车整体上难以做大，原因是整个风车均是以立轴支撑，如果风车直径及高度均超过100m以上则会导致目前的工艺难以建造能承受超大型风车重量的立轴。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种结构简单、建造容易、安装方便、成本低廉且对风能利用率高的平衡叶式万向风车。
为实现上述目的，本发明提供一种平衡叶式万向风车包括风叶、立轴及传动齿轮，所述传动齿轮固定在立轴的下端，所述立轴上设置有风叶支架，所述风叶支架设置有两个或两个以上；所述风叶支架两侧设置有相对称的左框及右框，左框及右框的上端及下端分别与风叶支架的上支板及下支板固定；所述左框及右框内分别设置有风叶一及风叶二，所述风叶一由若干个风叶片及配重调节盘一组成，所述风叶二由若干个风叶片及配重调节盘二组成；左框上的风叶一由上而下的各风叶片的上部两侧设置有叶片转轴与左框上所设置的叶片转轴孔活动连接，右框上的风叶二相对于左框内各风叶片排列呈反向的由上而下的各风叶片的上部两侧设置有叶片转轴与右框上所设置的叶片转轴孔活动连接；左框上的风叶一内的各风叶片的顶端中间点固定有配重绳一与配重调节盘一连接固定，右框上的风叶二内的各风叶片的顶端中间点固定有配重绳二与配重调节盘二连接固定，左框上的风叶一及右框上的风叶二上所设置的配重调节盘一及配重调节盘二分别处在风叶支架相对的一侧。
所述风叶支架的下支板两外端均设置有滑轮，下支板的正下方设置有与各滑轮相对应的圆形轨道。
所述风叶支架设置有两个。
所述风叶片的下部两侧对称设置有弹性挡块，或左框及右框上各处对应风叶片的下部两侧对称设置弹性挡块。
本发明有益效果是：本发明的平衡叶式万向风车结构简单，建造容易，安装方便；风叶架同侧的风叶可分隔成多个风叶片，所以风叶片的大小没有严格要求，也就是说本发明风车是由多个相同的小风叶片组成一个大的风叶，从而克服了建造、运输及安装太长的风叶的难度；又因由多个小风叶片组成一个大的风叶而很容易实现建造大型甚至超大型风车，即风车的直径及高度均很容易超过100m以上；又由于风车的各部件均简单且容易制造，不需要特殊工艺的材料而使得本发明的风车各结构的建造、运输及安装的成本降低；此外风车的风叶支架可在底座轨道上运行，这不但增强了整个风车的稳定性而且还将建造大型风车成为现实，从而使得立轴更好地起传动作用而不需要独自对风车负重；特别是利用配重调节盘来调节风叶片的迎风方向即风叶支架一侧的风叶片面迎风而风叶支架另一侧风叶片面则与风的方向接近平行，从而极大地提高了风车对风能的利用率。
下面结合附图对本发明的平衡叶式万向风车作进一步说明。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图；
图2是本发明风叶支架结构示意图；
图3是本发明风叶片结构示意图；
图4是本发明轴剖示图。
图中：1、风叶，2、立轴，3、传动齿轮，4、风叶支架，5、左框，6、右框，7、上支板，8、下支板，9、风叶一，10、风叶二，11、风叶片，12、配重调节盘一，13、配重调节盘二，14、叶片转轴，15、叶片转轴孔，16、配重绳一，17、配重绳二，18、滑轮，19、轨道，20、弹性挡块。
具体实施方式
如图1及图4所示，本实施例的平衡叶式万向风车包括风叶1、立轴2及传动齿轮3，传动齿轮3固定在立轴2的下端，立轴2上固定有两个风叶支架4。风叶支架4的下支板8两外端均设置有滑轮18，下支板8的正下方设置有与各滑轮18相对应的圆形轨道19。
如图2及图3所示，风叶支架4两侧设置有相对称的左框5及右框6，左框5及右框6的上端及下端分别与风叶支架4的上支板7及下支板8固定，左框7及右框8内分别设置有风叶一9及风叶二10。风叶一9由若干个风叶片11及配重调节盘一12组成，风叶二10由若干个风叶片11及配重调节盘二13组成。左框5上的风叶一9由上而下的各风叶片11的上部两侧设置有叶片转轴14与左框5上所设置的叶片转轴孔15活动连接，右框6上的风叶二10相对于左框5内各风叶片11排列呈反向的由上而下的各风叶片11的上部两侧设置有叶片转轴14与右框6上所设置的叶片转轴孔15活动连接。左框5上的风叶一9内的各风叶片11的顶端中间点固定有配重绳一16与配重调节盘一12连接固定，右框6上的风叶二10内的各风叶片11的顶端中间点固定有配重绳二17与配重调节盘二13连接固定。左框5上的风叶一9及右框6上的风叶二10上所设置的配重调节盘一12及配重调节盘二13分别处在风叶支架4相对的一侧。风叶片11的下部两侧对称设置有弹性挡块20。
本发明的每个风叶片11相对于配重绳一16或配重绳二17的一侧迎风则风叶片11与左框5或右框6的夹角为0即各风叶片11与风向呈垂直状态，而每个风叶片11位于配重绳一16或配重绳二17的一侧迎风则风叶片11与左框5或右框6呈垂直状态即各风叶片11与风向呈平行状态，也就是说风叶支架4的左框5及右框6两侧的风叶片11在某一方向风力的作用下由配重调节盘12或配重调节盘13而实现风叶支架4一侧的风叶片11与风向垂直而另一侧的风叶片11与风向呈平行，从而实现整个风车对风能的最大利用效率。
立轴2与风叶支架4的上支板7及下支板8固定可将风能通过传动齿轮3传递给发电机构，而由于整个风叶支架4的的重量完全可以通过滑轮18由圆形轨道19来支撑，所以圆形轨道19不但可更好地稳定风叶支架4的作用，还可以大大减轻立轴的承重效果，从而大大降低了超大型风车的建造难度，因此本发明的建造成本也随之大大降低。
此外，本发明的风叶支架4左框5或右框6内的各风叶片11的面在配重调节盘12或配重调节盘13作用下可处在同一平面上而成为近似于一块平整的面板，即由多个风叶片11可以组成一个非常长的风叶，这使得制造出超大型风叶即长度超过100m以上成为现实，而且也使得建造超大型风叶非常容易，从而消除以往大型风车因风叶整体超长而存在建造、运输及安装的困难。

Claims (4)

1.一种平衡叶式万向风车，包括风叶、立轴及传动齿轮，所述传动齿轮固定在立轴的下端，其特征在于，所述立轴上设置有风叶支架，所述风叶支架设置有两个或两个以上；所述风叶支架两侧设置有相对称的左框及右框，左框及右框的上端及下端分别与风叶支架的上支板及下支板固定；所述左框及右框内分别设置有风叶一及风叶二，所述风叶一由若干个风叶片及配重调节盘一组成，所述风叶二由若干个风叶片及配重调节盘二组成；左框上的风叶一由上而下的各风叶片的上部两侧设置有叶片转轴与左框上所设置的叶片转轴孔活动连接，右框上的风叶二相对于左框内各风叶片排列呈反向的由上而下的各风叶片的上部两侧设置有叶片转轴与右框上所设置的叶片转轴孔活动连接；左框上的风叶一内的各风叶片的顶端中间点固定有配重绳一与配重调节盘一连接固定，右框上的风叶二内的各风叶片的顶端中间点固定有配重绳二与配重调节盘二连接固定，左框上的风叶一及右框上的风叶二上所设置的配重调节盘一及配重调节盘二分别处在风叶支架相对的一侧。
2.根据权利要求1所述的平衡叶式万向风车，其特征在于，所述风叶支架的下支板两外端均设置有滑轮，下支板的正下方设置有与各滑轮相对应的圆形轨道。
3.根据权利要求1所述的平衡叶式万向风车，其特征在于，所述风叶支架设置有两个。
4.根据权利要求1所述的平衡叶式万向风车，其特征在于，所述风叶片的下部两侧对称设置有弹性挡块，或左框及右框上各处对应风叶片的下部两侧对称设置弹性挡块。
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