CN110454326A - 离心自平衡聚力式高效风能动力装置 - Google Patents

Abstract

本发明为一种离心自平衡聚力式高效风能动力装置，它有风叶片、动力杠杆和支点座，动力杠杆以与支点座切线平行但不过支点座圆心的方式安装在支点座上，每一根动力杠杆上有一块风叶片，各动力杠杆均匀分布在支点座上，风叶片的外端安装固定在连接座上，连接座通过轴销安装在动力杠杆上，动力杠杆与连接座之间有弹簧或弹片将风叶片的内端抵紧到动力杠杆上，连接座上有配重块，配重块重心不在动力杠杆的中心线延长线上。支点座为一圆盘，圆盘的上侧有安装动力杠杆的杠杆槽，下侧开有轴向的工作机连接孔，中央部位有中心孔安装锥形盖以加固动力杠杆。本发明通过改变风叶片对支点座的力臂距离，使得力矩最大化，风能转换效率最大化。

Description

离心自平衡聚力式高效风能动力装置

技术领域

本发明是一种动力装置，具体是离心自平衡聚力式高效风能动力装置。

背景技术

现有的风力动力机械，如大风车等，其原理都是将风能通过风叶片转换成转矩，然后再带动发电机发电或者推动其他类型的工作机。常见的大风车一般有三个大风叶片，流线型，（叶片中心线垂直于风轮轴线并与风轮固定为一个整体）每个叶片对风轮轴的力矩中的力臂是固定不变的，无论力整怎样变化，这个力臂一般是风叶片的中心位置到轴心线的距离，甚至是风叶片顶端到轴心线的距离，导致叶片受到的风力越接近风轮轴心，风能转换效率越低。这种结构使得风能不能充分地转换成力矩能去推动发电机或其他工作机械。有必要加以改进。

发明内容

为此，本发明提出一种离心自平衡聚力式高效风能动力装置，该装置通过改变风叶片对轴心线的力臂距离，使得所产生的力矩最大化，风能转换效率最大化，以此克服现有技术的不足。

本发明提出的这种离心自平衡聚力式高效风能动力装置，它有风叶片、动力杠杆和支点座，其特征在于动力杠杆以支点座切线平行但不过支点座圆心的方式安装在支点座上，每一根动力杠杆上安装一块风叶片，各动力杠杆均匀分布在支点座上，风叶片的外端安装固定在连接座上，连接座通过轴销安装在动力杠杆上，动力杠杆与连接座之间有弹簧或弹片将风叶片的内端抵紧到动力杠杆上，连接座上装有一配重块，配重块的重心不在动力杠杆的中心线延长线上。

所述支点座为一圆盘，圆盘的上侧有安装动力杠杆的杠杆槽，下侧开有轴向的工作机连接孔，中央部位开有中心孔，用以安装锥形盖，加固动力杠杆。

所述动力杠杆为不包括1的奇数根，每一根动力杠杆与支点座连接的部分为方形结构，支点座上的杠杆槽为与之一致的方形槽，动力杠杆镶嵌在方形槽中。

所述各动力杠杆在支点座上的部分互相镶嵌，以增加整体稳定性。

所述支点座上中央孔为螺纹孔，锥形盖用螺钉或螺栓固定在中心孔上，或者支点座的中心孔为穿透孔，锥形盖通过该穿透孔用螺栓固定。

所述动力杠杆的外端处有叉口，叉口两侧有轴销孔（外），轴销孔（外）的中心在动力杠杆的中心线上，连接座上有相应的轴销孔（内），连接座通过轴销安装在叉口中可转动。

所述连接座上有至少2个风叶片安装孔，同时有配重安装孔，配重块为一块或多块。

所述弹簧为螺旋弹簧，撑抵在动力杠杆与连接座之间，，将风叶片内端抵紧在动力杠杆上。

所述弹片一端固定在动力杠杆上，另一端固定在连接座上，将风叶片内端抵紧在动力杠杆上。

所述风叶片为扇形，宽边在外，窄边在内，平时被抵紧到动力杠杆上，扇形中心线与动力杠杆的中心线在同一平面内，风叶片与支点座平面间的夹角在45度正负20度之间。

本发明是这样工作的：

支点座安装在工作机上，如发电机的转子轴上，风叶片迎风转动带动工作机工作。风叶片转速较低时，配重块的离心力不足以克服弹簧阻力，风叶片一端在连接座上，另一端在动力杠杆上，整个风叶片对动力杠杆的合力线过动力杠杆的中部，此时动力杠杆对支点座轴心的力臂较小，产生的力矩也较小。当风速增大，风叶片转速随之增大时，配重块产生较大的离心力克服弹簧阻力，风叶片被翘起，其窄边，也就是内端脱离动力杠杆，此时整个风叶片对动力杠杆的着力点全部转移到宽边，也就是外端的连接座上，使得动力杠杆对支点座轴心的力臂增大（改为增长），力矩增加，对工作机输出更大的动力，风能的转换效率得以提高。动力杠杆中心线不过支点座圆心的特点也使得叶片对轴心线的固有力矩大于过圆心者。

本发明的有益技术效果在于通过改变风叶片对支点座轴心线的力臂距离，使得所产生的力矩最大化，风能转换效率最大化。

附图说明

图1是本发明的立体图。

图2是本发明的主视图。

图3是本发明去掉锥形盖时的立体图。

图4是支点座立体图。

图5是动力杠杆立体图。

图6是风叶片、动力杠杆、连接座、配重块和弹片集成立体图。

图7是风叶片、动力杠杆、连接座、配重块和弹簧集成立体图。

图8是连接座立体图。

图1-8中，各零部件或部分的标号如下：

1-风叶片；2-动力杠杆；3-弹片；4-配重块；5-连接座；6-锥形盖；7-支点座；21-叉口；22-轴销孔（外）；23-卡挡齿左；31-螺旋弹簧；50-螺旋弹簧连接座；51-风叶片安装孔；52-轴销孔（内）；53-配重安装孔；71-中心孔；72-杠杆槽；73-工作机连接孔；501-卡挡齿右。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明。

如图1-8所示，支点座7 为一圆盘结构，其上侧开有五条均匀分布的杠杆槽72，槽间互有交叉，在中央部位形成一个正五边形的台，以及周边五个小台。如上所述杠杆槽为方形槽。中心孔71开在正中处为穿透孔，也可以为非穿透孔但有内螺纹。与工作机连拉孔73为五个，分别开在五个周边的小台上且都为穿透孔。

与杠杆槽对应的动力杠杆2也有五根，均为直条形结构，镶嵌在支点座中的部分均为方形。每一根动力杠杆上均开有一个槽口，用以与相邻的动力杠杆相嵌合，这样能够增加整体的稳固性。从图4可以看出，每一个杠杆槽的中心线均与支点座的切线平行且不过支点座的圆心。

动力杠杆的外端有一叉口21，叉口两侧有轴销孔（外）22。当使用螺旋弹簧31时，动力杠杆上有一卡挡齿左23。

连接座5上有轴销孔52，三个风叶片安装孔51和两个配重块安装孔53。当使用螺纹弹簧时，连接座上有相应的卡挡齿右501。

配重块4可以是一块，也以是多块，以便调整。本例为三块。为方块块。当然配重块的形状可以是其他形状，如球形，可以焊接在连接座上。

配重块的重量根据所需离必力的大小和弹簧或弹片的阻力大小决定。原则是能够在一定的转速上使得风叶片1翘起。

风叶片为扇形片，轴角处有圆角，宽边一端，也就外端安装固定在连接座的风叶安装孔上，窄边，也就是内端被抵紧在动力杠杆上。

风叶片与支点座平面间的夹角一般以45度为宜，正负不超过20度。

如上所述，风叶片的数量为奇数片，一般为3、5、7，不宜超过7片。也不宜少于3片。

未提及的零部件标号如上所述。

Claims (10)

1.一种离心自平衡聚力式高效风能动力装置，它有风叶片、动力杠杆和支点座，其特征在于动力杠杆以支点座切线平行但不过支点座圆心的方式安装在支点座上，每一根动力杠杆上安装一块风叶片，各动力杠杆均匀分布在支点座上，风叶片的外端安装固定在连接座上，连接座通过轴销安装在动力杠杆上，动力杠杆与连接座之间有弹簧或弹片将风叶片的内端抵紧到动力杠杆上，连接座上装有一配重块，配重块的重心不在动力杠杆的中心线延长线上。

2.根据权利要求1所述离心自平衡聚力式高效风能动力装置，其特征在于支点座为一圆盘，圆盘的上侧有安装动力杠杆的杠杆槽，下侧开有轴向的工作机连接孔，中央部位开有中心孔。

3.根据权利要求1所述离心自平衡聚力式高效风能动力装置，其特征在于动力杠杆为不包括1的奇数根，每一根动力杠杆与支点座连接的部分为方形结构，支点座上的杠杆槽为与之一致的方形槽，动力杠杆镶嵌在方形槽中。

4.根据权利要求3所述离心自平衡聚力式高效风能动力装置，其特征在于各动力杠杆在支点座上的部分互相镶嵌。

5.根据权利要求1所述离心自平衡聚力式高效风能动力装置，其特征在于支点座上中央孔为螺纹孔，锥形盖用螺钉或螺栓固定在中心孔上，或者支点座的中心孔为穿透孔，锥形盖通过该穿透孔用螺栓固定。

6.根据权利要求1所述离心自平衡聚力式高效风能动力装置，其特征在于动力杠杆的外端处有叉口，叉口两侧有轴销孔（外），轴销孔（外）的中心在动力杠杆的中心线上，连接座上有相应的轴销孔（内），连接座通过轴销安装在叉口中转动。

7.根据权利要求1所述离心自平衡聚力式高效风能动力装置，其特征在于连接座上有至少2个风叶片安装孔，同时有配重安装孔，配重块为一块或多块。

8.根据权利要求1所述离心自平衡聚力式高效风能动力装置，其特征在于弹簧为螺旋弹簧，撑抵在动力杠杆与连接座之间，将风叶片内端抵紧在动力杠杆上。

9.根据权利要求1所述离心自平衡聚力式高效风能动力装置，其特征在于弹片一端固定在动力杠杆上，另一端固定在连接座上，将风叶片内端抵紧在动力杠杆上。

10.根据权利要求1所述离心自平衡聚力式高效风能动力装置，其特征在于风叶片为扇形，宽边在外，窄边在内，扇形中心线与动力杠杆的中心线在同一平面内，风叶片与支点座平面间的夹角在45度正负20度之间。