CN110296043A - 一种新型风叶装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及风力发电装置领域，具体是指一种新型风叶装置，包括互相平行布置的转动轮，互相平行布置的转动轮上安装有环形牵引条，环形牵引条上安装有多个扇叶装置，扇叶装置包括用于承载流体冲击力的扇叶，环形牵引条上一侧的扇叶与另外一侧的扇叶均呈同向分布，扇叶装置还包括安装在环形牵引条上的固定板，扇叶铰接安装在固定板上，转动轮同轴安装有倒角柱，固定板上还安装有用于协助扇叶翻转并保持倾斜状态的辅助装置。本发明通过与风向横向垂直的多叶片平行上下往复运动，当每片风叶旋转至最高点和最低点时通过自身重力或换向机构依次改换叶片方向，使每片风叶都具有正向作用力，大大提高了发电效率。
Description
技术领域
本发明涉及风力发电装置领域，具体是指一种新型风叶装置。
背景技术
在全球能源危机和环境危机日益严重的背景下，风能资源开始受到普遍关注。风力发电大力发展给风力发电装备制造业提供了广阔的市场空间和前景。目前风力发电的原理，是利用风力带动风车扇叶旋转，再通过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风力发电机技术，大约是每秒四公尺的风流速度便可以开始发电。这类风机属轴流风机，即风流方向与转轴的方向平行，由于其结构特点决定了其存在以下不可避免的缺点，由于风扇叶围绕轮毂作圆周运动，故风叶在不同位置角速度相同，但线速度不同，所以各点受力不均衡，在一定的转速下，有的地方是正向力，有的地方却是反向力，导致效率低下，同时启动时由于正向力、反向力的共同作用无法难以启动，存在效率低，难启动，结构复杂的缺点。
针对上述技术问题，目前已有相对的解决方案：
FR2304790A1Wind energy powered engine-has pivoted blades mounted atends in chains passing over toothed wheels in vertical frame涉及一种平面风机具有双效果，该风力发动机具有立架的顶部和底部分别是两个水平轴。每个轴在其两端设有链轮，绕过链轮的环形链。链条通过支撑一系列的扇叶，安装在轴承上使其总是在最佳的角度被推进的吸入压力在它们的对置表面引起的风。所述轴承优选地设置有切口，限制倾斜的扇叶。
FR2534636A1Turbine with continuous panel of adjustable blades涉及一种涡轮形成从一个连续平行的扇叶1保持面板和驱动从任一侧通过一链轮-链条2-3，一定的销4，它携带元件适合用于改变和保持所述根据所述部分的所述扇叶1的调整所述电路通过该它们是旅行。所述链条2-3为每个张紧在两个轮30与专用齿。对准所述的扇叶1改变其方向为它们移动到所述其它侧的所述电路，这些涡轮机可以形成非常高的风动力发动机具有一大表面区，金属龙门支撑下保持对准或错开，它们将被自动地控制下的任一个以枢轴该在该风方向变化的效果，或以调整，根据所述强度的所述风，所述的动力它们的发电机和所述的倾斜所述扇叶1。这些因此束的能量的涡轮机将该潮汐和本发明的海洋和河流的浪涌电流。通过一个电机驱动它们将成为风扇，航海轨道和发电机反应驱动力的。
上述两件专利通过链轮及双向扇叶机构克服了传统轴流风机存在的效率低，难启动，结构复杂的缺点，但是双向扇叶中部铰接在链条上，通过一侧长度较长的臂控制其倾斜，因此，若流体动能过大，则会存在双向扇叶完全依靠流体流动方向而转动，进而导致会存在链轮链条一侧扇叶受力拉动链条顺时针旋转，而另外一侧扇叶受力拉动链条逆时针旋转的情况，最终导致装置无法正常启动或者无法转动发电的情况。
发明内容
基于以上问题，本发明提供了一种新型风叶装置。
为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种新型风叶装置，包括互相平行布置的转动轮，互相平行布置的转动轮上安装有环形牵引条，环形牵引条上安装有多个扇叶装置，扇叶装置包括用于承载流体冲击力的扇叶，环形牵引条上一侧的扇叶与另外一侧的扇叶均呈同向分布，一般的，将扇叶装置及扇叶互相平行设置，保证扇叶受力方向一致，最大效率的提高发电效率，扇叶装置还包括安装在环形牵引条上的固定板，扇叶铰接安装在固定板上，转动轮同轴安装有倒角柱，固定板上还安装有用于协助扇叶翻转并保持倾斜状态的辅助装置。
作为一种优选的方式，辅助装置包括与扇叶固定连接的外伸臂，固定板上还安装有转动臂，转动臂中部铰接在固定板上，转动臂一端通过连杆与外伸臂连接，另外一端外伸用于与倒角柱接触，拉杆与外伸臂及转动臂连接形式为铰接，连杆与转动臂中部连接有拉伸弹簧。
作为一种优选的方式，转动臂背离拉杆的一端设有抵板。
作为一种优选的方式，辅助装置包括与扇叶固定连接的抵杆，扇叶与抵杆连接组成的角度为钝角，固定板上安装有扭转弹簧，扭转弹簧两根转力臂中一根转力臂抵住固定板，另外一根转力臂抵住扇叶或抵杆中的一者。
作为一种优选的方式，扇叶背离固定板的一端设有滑轮，滑轮与固定安装的抵板接触。
作为一种优选的方式，转动轮为链轮或带轮中的一种。
作为一种优选的方式，转动轮为链轮，环形牵引条为链条。
作为一种优选的方式，转动轮为带轮，环形牵引条为皮带。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：；
(1)本发明通过与风向横向垂直的多叶片平行上下往复运动，当每片风叶旋转至最高点和最低点时通过自身重力或换向机构依次改换叶片方向，使每片风叶都具有正向作用力，大大提高了发电效率，具有可地面安装、安装运输简单方便、对鸟类不构成危害、装机规模灵活，发电效率高等特点；
(2)本发明通过倒角柱及辅助装置配合使扇叶在整个周转过程中完成顺利翻转并保持倾斜的最佳工作状态，避免流体流动对扇叶推动力使得扇叶翻转而最终导致转动轮两侧的扇叶无法传递流体动力驱动转动轮进行发电的现象。
附图说明
图1为实施例1具体实施方式的结构示意图。
图2为实施例1的扇叶装置的结构示意图。
图3为实施例2的具体实施方式的结构示意图。
图4为实施例2的扇叶装置的结构示意图。
其中，1转动轮，2环形牵引条，3倒角柱，4扇叶装置，41固定板，42扇叶，43辅助装置，4311外伸臂，4312连杆，4313转动臂，4314拉伸弹簧，4315抵座，4321滑轮，4322扭转弹簧，4323抵杆，5抵板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例1：
参见图1，一种新型风叶装置，包括互相平行布置的转动轮1，互相平行布置的转动轮1上安装有环形牵引条2，转动轮1及环形牵引条2可以为链传动机构或带传动机构，如链轮、链条组成的链传动机构，带轮及皮带组成的带传动机构，一般的，为了使得具有较好的传动稳定性并避免环形牵引条2上安装的固定板41由于与带传动固定连接存在的柔性拉伤，参见图1，本实施例转动轮1及环形牵引条2为由链轮、链条组成的链传动机构。
为了使得能够吸收流体(风能、水能)动能，环形牵引条2上安装有多个扇叶装置4，扇叶装置4包括用于承载流体冲击力的扇叶42，环形牵引条2上一侧的扇叶42与另外一侧的扇叶42均呈同向分布，具体扇叶装置4还包括安装在环形牵引条2上的固定板41，扇叶42铰接安装在固定板41上。一般的，将扇叶装置及扇叶互相平行设置，保证扇叶受力方向一致，最大效率的提高发电效率，其中扇叶42可纯平(多边形)或呈弧形(包括上弧形，下弧形)、波纹形，扇叶42形状可是长方形、梯形、平行四边形等，其主要用于承载流体冲击力进而拉动环形牵引条2带动转动轮1转动，可以呈向上或向下倾斜安装，扇叶42从侧面看始终成“八”字形分布，也可以是倒“八”字形，即“V”型，这样流体在横向穿过两个互相平行布置的转动轮1间时，环形牵引条2上一侧的扇叶42与另外一侧的扇叶42均可以呈顺时针或逆时针动作使得转动轮1转动。
由于扇叶42为铰接在固定板41上，为了保证环形牵引条2上一侧的扇叶42与另外一侧的扇叶42在转动后均呈同向，使得扇叶42绕过转动轮1后进行相应的翻转并在链条上下移动过程中保持倾斜状态，转动轮1同轴安装有倒角柱3，固定板41上还安装有用于协助扇叶42翻转并保持倾斜状态的辅助装置43。
参见图2，本实施例辅助装置43包括与扇叶42固定连接的外伸臂4311，固定板41上还安装有转动臂4313，转动臂4313中部铰接在固定板41上，转动臂4313一端通过连杆4312与外伸臂4311连接，另外一端外伸用于与倒角柱3接触，拉杆与外伸臂4311及转动臂4313连接形式为铰接，连杆4312与转动臂4313中部连接有拉伸弹簧4314。外伸臂4311、转动臂4313、拉杆组成N型的连杆4312系，拉伸弹簧4314拉紧连杆4312与转动臂4313，使其保证具有一定的夹角，进而扇叶42在拉伸弹簧4314的作用下能保持倾斜状态，而当扇叶装置4转过倒角柱3时，由于外伸的转动臂4313靠近倒角柱3，其线速度较小，而扇叶装置4上的扇叶42远离了倒角柱3，其线速度大，因此倒角柱3抵住转动臂4313，限制转动臂4313翻转，待扇叶42完全翻转过倒角柱3后，转动臂4313再绕过倒角柱3，值得注意的是，在转动臂4313被倒角柱3抵住时，由于扇叶42还保持周转运动状态，因此还使得转动臂4313拉动连杆4312、外伸臂4311带动扇叶42转动，最终在扇叶42完全翻过倒角柱3后，外伸臂4311、转动臂4313、拉杆组成N型的连杆4312系机构变形，扇叶42在拉伸弹簧4314的作用下继续保持倾斜状态，最终实现环形牵引条2上一侧的扇叶42与另外一侧的扇叶42在转动后均呈同向能够最大极限吸收流体动能的目的。
进一步的，转动臂4313背离拉杆的一端设有抵板5，抵板5可以进一步增大转动臂4313与倒角柱3的接触面，使得更好的协助扇叶42进行翻转。
工作原理：当流体从一侧流经两个互相平行的转动轮1间时，对左侧扇叶42形成向下压力，而对右侧的扇叶42又形成向上升力，在两边反向力的作用下使所有扇叶42均产生逆时针旋转的正向力，环形牵引条2带动转动轮1输出动力，最终通过驱动轴连接变速机再带动发电机发电。
实施例2：
本实施例与实施例1的其他部分相同，此处不再赘述，仅说明与实施例不同的辅助装置43。
参见图3，本实施例与实施例1具有相同的转动轮1、环形牵引条2、倒角柱3机构，扇叶装置4中具有相同的固定板41及扇叶42，区别仅在于协助扇叶42翻转并保持倾斜状态的辅助装置43不同。
参见图4，本实施例辅助装置43包括与扇叶42固定连接的抵杆4323，扇叶42与抵杆4323连接组成的角度为钝角，固定板41上安装有扭转弹簧4322，扭转弹簧4322两根转力臂中一根转力臂抵住固定板41，另外一根转力臂抵住扇叶42或抵杆4323中的一者。扇叶42与抵杆4323形成的钝角的作用为：如图3所示，转动轮1左侧的扇叶42压住扭转弹簧4322的一根转动臂4313，从而使得转动轮1左侧的扇叶42保持了朝外侧向下倾斜状态；而转动轮1右侧的抵杆4323压住扭转弹簧4322，从而使得转动轮1右侧的扇叶42保持了朝外侧向下倾斜状态。若扇叶42与抵杆4323形成的夹角为直角，则扇叶42转过转动轮1后，抵杆4323同样将抵住扭转弹簧4322，但扇叶42将呈垂直状态，流体将无法通过平行布置转动轮1间的区域，同时无法驱动环形牵引条2带动转动轮1转动；若扇叶42与抵杆4323形成的夹角为锐角，则处于转动轮1右侧的扇叶42将与左侧的扇叶42相平行，流体穿过平行布置转动轮1间的区域时，转轮动左侧的扇叶42与右侧的扇叶42将保持同向(图3为同上或同下)的受力方向，因此本实施例将扇叶42与抵杆4323连接组成的角度设置为钝角。
参见图3，当扇叶装置4转过上方的倒角柱3时，由于外伸的抵杆4323靠近倒角柱3，其线速度较小，而扇叶装置4上的扇叶42远离了倒角柱3，其线速度大，因此倒角柱3抵住抵杆4323，限制抵杆4323翻转，待扇叶42完全翻转过倒角柱3后，抵杆4323再绕过倒角柱3，随后扇叶42在重力作用下其本体压住扭转弹簧4322，进而完成扇叶装置4转过上方的倒角柱3实现翻转并保持倾斜状态的工作过程。当扇叶装置4转过下方的倒角柱3时，扇叶42将在自身重力的作用下自动翻转，然后抵杆4323压住扭转弹簧4322，在扇叶42自身重力及扭转弹簧4322的弹力作用下保持倾斜状态，最终完成扇叶装置4转过下方的倒角柱3实现翻转并保持倾斜状态的工作过程。
进一步的，扇叶42背离固定板41的一端设有滑轮4321，滑轮4321与固定安装的抵板5接触，抵板5为一线条型板体，其与滑轮4321运动轨迹相配，滑轮4321避免扇叶42与抵板5产生过大的摩擦力而消耗过多能量，抵板5可以限制扇叶42处于倾斜状态，避免流体动力过大而导致扇叶42过度翻转无法接收流体动能的现象。
如上即为本发明的实施例，辅助装置并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，还可用智能控制、霍尔控制等方式。上述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明人的发明验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种新型风叶装置，包括互相平行布置的转动轮(1)，所述互相平行布置的转动轮(1)上安装有环形牵引条(2)，所述环形牵引条(2)上安装有多个扇叶装置(4)，所述扇叶装置(4)包括用于承载流体冲击力的扇叶(42)，所述环形牵引条(2)上一侧的扇叶(42)与另外一侧的扇叶(42)均呈同向分布，其特征在于：所述扇叶装置(4)还包括安装在环形牵引条(2)上的固定板(41)，所述扇叶(42)铰接安装在固定板(41)上，所述转动轮(1)同轴安装有倒角柱(3)，所述固定板(41)上还安装有用于协助扇叶(42)翻转并保持倾斜状态的辅助装置(43)。
2.根据权利要求1所述的一种新型风叶装置，其特征在于：所述辅助装置(43)包括与扇叶(42)固定连接的外伸臂(4311)，所述固定板(41)上还安装有转动臂(4313)，所述转动臂(4313)中部铰接在固定板(41)上，所述转动臂(4313)一端通过连杆(4312)与外伸臂(4311)连接，另外一端外伸用于与倒角柱(3)接触，所述拉杆与外伸臂(4311)及转动臂(4313)连接形式为铰接，所述连杆(4312)与转动臂(4313)中部连接有拉伸弹簧(4314)。
3.根据权利要求2所述的一种新型风叶装置，其特征在于：所述转动臂(4313)背离拉杆的一端设有抵板(5)。
4.根据权利要求1所述的一种新型风叶装置，其特征在于：所述辅助装置(43)包括与扇叶(42)固定连接的抵杆(4323)，所述扇叶(42)与抵杆(4323)连接组成的角度为钝角，所述固定板(41)上安装有扭转弹簧(4322)，所述扭转弹簧(4322)两根转力臂中一根转力臂抵住固定板(41)，另外一根转力臂抵住扇叶(42)或抵杆(4323)中的一者。
5.根据权利要求4所述的一种新型风叶装置，其特征在于：所述扇叶(42)背离固定板(41)的一端设有滑轮(4321)，所述滑轮(4321)与固定安装的抵板(5)接触。
6.根据权利要求1～5任一项所述的一种新型风叶装置，其特征在于：所述转动轮(1)为链轮或带轮中的一种。
7.根据权利要求6所述的一种新型风叶装置，其特征在于：所述转动轮(1)为链轮，所述环形牵引条(2)为链条。
8.根据权利要求6所述的一种新型风叶装置，其特征在于：所述转动轮(1)为带轮，所述环形牵引条(2)为皮带。
9.根据权利要求1～5任一项所述的一种新型风叶装置，其特征在于：所述扇叶(42)横截面为多边形、弧形、波纹形中的一种。
10.根据权利要求1～5任一项所述的一种新型风叶装置，其特征在于：所述扇叶(42)形状为长方形、梯形、平行四边形中的一种。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |