CN114033614A - 一种开合式风叶恒速储能风力发电机 - Google Patents

Abstract

一种开合式风叶恒速储能风力发电机，风叶具有张开和闭合功能，叶片迎风时张开，获取最大风能，逆风运行时闭合，减小逆风阻力；风力太大时将风叶全部闭合，全部闭合时所有的风叶呈水平状态，任何方位均与风向和风叶旋转方向平行，避免了风暴对风机的损害；本风机具有储存能量的功能，有较宽的风速适应范围，通过风能转换器将不稳定的自然风能收储变为恒定的能量输送给发电机组；使发电机组恒速运行。本技术还可以将波浪的水位高低差产生的能量替代风能，通过储能转换器变为恒定的能量输送给发电机组；使发电机组恒速运行，实现恒速恒频和储能的效能。

Description

一种开合式风叶恒速储能风力发电机

技术领域

本发明涉及一种风力发电机，特别是一种开合式风叶恒速储能风力发电机。

背景技术

现有水平轴风力发电机存在诸多缺陷和不足，风机风叶结构获取风能效率低，使大量风能流失浪费；而且无法解决风速差异大的问题；更因为风能不能存储，风力不足发电机所需功率的时候无法启动发电机；风力发电的随机性、输出功率不可控性导致风电不稳定，给并入电网增加了难度，所以导致对风能的利用率低、运行的经济性差。

发明内容

本发明所提供的一种开合式风叶恒速储能风力发电机，包括有塔架、发电机组、电子技术和电控机构、调速机构和传动机构；其特征是：风叶轴（2）为垂直装置，包括有转向机构的转盘底座（4），具有张开与闭合功能的叶片（3），还有叶片轴（14），；风叶杆架（1）装置有使叶片张开与闭合的机构，每个风叶设置有一套开合机构，使叶片迎风时张开，水平方向运行；逆风时闭合，呈水平状态，与风叶旋转方向平行，以端、侧面迎风运行。

本发明还有一种不需要转向机构和叶片调控机构的风叶机构，适应任何风向；其特征是：设置有整体的框架（64），固定在风叶架杆（1）上，风叶架杆上设置具备一定长度的、与风叶架杆水平方向装配的主杆（67）；风叶面（66）为软质材料，包裹住主杆顶端，叶面周边通过一定长度的绳索（65）连接在框架（64）上；风叶面迎风时由风力自动将风叶撑开，逆风时由主杆顶端顶着风叶面中部逆风运行，风叶面自动收缩闭合。

本发明还在风力发电机的获取风能机构与发电机组之间设置了一种能量转换装置，该装置将不稳定的能量转换为恒定的能量输送给发电机组；该装置包括具备一定重量的大重砣（63）；能量转换器（37）内设置有绞盘辊筒（32），辊筒上有齿轮挡护盘（40）和行星齿轮轴（41），装配有行星齿轮（35）；还有同为一体的外齿轮（33）和内齿轮（34），通过轴承装配在功率输入轴（39）上。齿轮（31）和轴（39）固定，齿轮（31）和齿轮（35）啮合；齿轮（35）外围和内齿轮（34）啮合，外齿轮（33）和功率输出齿轮（36）啮合；齿轮（36）和功率输出轴（38）固定。

本发明与现有技术相比所具有的有益效果如下：

1、本技术结构简单，微风即可运行，风能利用率高，适用范围广。

2、本技术有较宽的风速适应范围，将不稳定的风能收储转换为恒定的能量输出，从根本上优化了风力发电技术。

3、将发电机等设施安装在地面，风机的垂直轴通过传动机构直达地面，将风能输送地面的发电机组，大大减轻风机塔架的承重，方便安装和维护。

4、风叶运行速度与风速基本相等，不会伤害飞禽，没有噪音。

5、本技术可充分利用海浪、潮汐、和水位差的浮力发电，水位差大小均可以运行，充分发挥了浪涌的能量，结构简单，可在水域广泛应用。

6、本发明不但可以在单个风力发电机组应用，更因为本技术简单，造价低、效率高、安全可靠、维护简便、方便实现大规模集成应用。

附图说明：

图1是实施方式一风机上半部分的平视图；

图2是图1中A-A位置的左视图；

图3是图1中B-B位置的右视图；

图4是图1风叶逆时针旋转的俯视图；

图5是实施方式二风机上半部分的平视图；

图6是图5中D-D位置的右视图；

图7图6中圆圈中的放大图；

图8是图5中C-C位置的左视图；

图9是在图8结构基础上增加有限位结构的示意图；

图10是在图6结构基础上增加有限位结构的示意图；

图11是图5风叶逆时针旋转的俯视图；

图12是实施方式三风机上端的平视图；

图13是图12中E-E位置子叶片的左视图；

图14是图12中F-F位置的右视图；

图15是调档器结构放大示意图；

图16是风叶的开和机构设置在风叶背面时张开的示意图；

图17是图16的子叶片合起来的示意图；

图18是转盘底座上平面滑槽部位的截面图；

图19是图18中H-H位置的截面图；

图20是实施方式四转盘底座的立面滑槽示意图；

图21是拨杆拐柄和滑轮与子叶片轴和风叶的示意图；

图22是具有长短两套拨杆拐柄和滑轮及换挡器与叶片轴和风叶的示意图；

图23是图20中滑槽平展开后拨杆拐柄和滑轮在滑槽运行的示意图；

图24是图23基础上加长的拨杆拐柄和滑轮在滑槽运行的示意图；

图25是图23基础上具有长短两套拨杆拐柄和滑轮在滑槽运行的示意图；

图26是实施方式六的平视图；

图27是图26风叶逆时针旋转的俯视图；

图28是实施方式七的结构示意图；

图29是实施方式八的风能转换器内部构件的平视图；

图30是图29的俯视图；

图31是图29的右视图；

图32是辊筒32前面内齿轮挡护盘的正面图；

图33是图32的右视图；

图34是辊筒上装配好行星齿轮的正面图；

图35是风机的获取风能机构和能量转换装置及发电机的装配示意图；

图36是实施方式九的结构图；

图37是图36内部结构的左视图；

图38只有轮盘机构及单向离合器的示意图；

图39是实施方式十一内部结构示意图；

图40是图39的俯视图；

图41是图39的右视图。

具体实施方式：

实施方式一：本实施方式在风机塔架5上面设置有转盘底座4，转盘底座可以通过风向标或者电子技术按照风向电动调控。风叶轴2为垂直设置，每个风叶都是由两个子叶片6组合成一个完整的风叶3，每两个子叶片为一对，通过子叶片轴14装配在风叶杆架1上，杆架1固定在风叶轴2上，子叶片6为上下开合的方式同步张开和同步闭合，如图1、2、3所示。风叶运行至迎风位置时，在开合机构与转盘底座上的相关机构相互作用下将子叶片张开，风叶运行至逆风位置时，在相关机构作用下将子叶片闭合，闭合后的叶片呈水平状态；在开合点前后分别10°—40°之间完成敞开或者闭合程序，逆风时可以延后。每对风叶片设置一套开合机构，一套开合机构也可以是由两个开合机构组成，如图16、17所示。

风叶设计有一定弧度，每对叶片敞开后弧度为20-60°、60-100°、100-160°多种规格，敞开后如凹凹状、伞状或碟状，如图3、4所示，在增强叶片强度的同时更好的捕获风力；叶片也可以为平面状。风叶和子叶为圆形、半圆形、椭圆形、矩形；子叶背面和四周为流线型设计，每对子叶闭合后的截面如飞机机翼的截面，如图2、13所示；以减少逆风时的风阻力和涡流产生的阻力。还可以将风叶设计为以中心点（图4中的N点）为圆心，使风叶按照运行的不同位置和风向，在一定角度范围内来回摆动，通过电机和电子技术调控，使风叶捕获风能的角度更广泛，风能利用效率更高。风叶材料为金属材料、化工材料或复合材料。

两个子叶片分别固定在两个子叶轴上，其中一个子叶轴由调控机构和电子技术结合电动机启动往返转动，并通过其中一个子叶轴齿轮9启动另一个子叶轴齿轮9转动，使每对子叶达到同步敞开与闭合的目的。如图6、7、8、9、10所示。或者由两个开合结构分别调控一对叶片，还可以在子叶片敞开后的背后设置有结构架13，使子叶片敞开后靠在结构架上，以增强风叶的稳定性，如图12、14所示；还可以在风叶两边设置挡板，风叶敞开后由挡板将两边的风兜住，和风叶形成半封闭体；也可以设置有子叶限位结构10，子叶片敞开时给予限位固定，如图9、10所示。也可以在子叶设置有加强筋结构，或者将子叶设计为波浪状，以增强叶片强度。

控制开合的机构可设置在子叶片的内部，通过子叶轴14的中心轴和外套轴分别连接子叶片，类似于木门上的合页功能；由控制机构完成开合程序；也可以在子叶片侧面或者在后面结构架上。依据风力大小可变换开合比例，风小的时候最大张开，以捕获更多风能。风力太大时将子叶片按照比例部分张开，或者全部闭合，全部闭合时所有的风叶在任何方位均为闭合锁定状态，所有叶片始终为水平状态的形式存在，均以端、侧面迎风，与风叶水平旋转的方向平行，彻底避免了风暴对风机的损害。子叶片也可以设置为左右开合的方式。

依据风力发电机规格，风叶杆的长度设置为2-5米、6-10米、或者数十米以上。

实施方式二：本实施方式设置有风叶框架7，风叶面料采用具有一定强度的纺织材料或者其他化工合成的软质材料8组装；该框架属于两个半圆框架为一对，两个框架打开后为一个圆形，该框架也可以为椭圆或者矩形；在风叶框架7设置有子叶轴，装配在风叶杆架1上，在两个子叶轴各设置有齿轮9，两个齿轮9相互啮合，用现有技术的电子技术结合电动机或本发明开和机构启动其中一个子叶轴；迎风时一个框架打开的同时将另一个框架同步打开，如图5、6、7、8所示。风叶从杆架1的后面装配在框架7上，迎风时风叶像降落伞一样打开，逆风时框架闭合，叶片将杆架1裹在里面，如图6、10、11所示。也可以在风叶杆架上设置有子叶框架打开时的限位结构10，框架7打开后由结构10给予位置限定，如图9、10所示；还可以在风叶面的底部设置有可以敞开和闭合的泄压口，泄压口通过橡胶带或者弹簧封闭，风力太大的时候该泄压口由风力打开，风小的时候自动封闭。

实施方式三：本实施方式在转盘底座4的中部或者顶部设置有平面滑槽22，如图18、19所示；在子叶中部有开合机构；有带滑轮16的前端推拉杆17和推拉杆21，滑轮16依据滑槽的凸轮性能带动推拉杆在滑道12上往返滑动；推拉杆21通过连杆11将子叶片打开与闭合；推拉杆中部有调档器15，调档器15和推拉杆21固定；调档器15的伸缩结构19可以用钢丝绳拉线18或者油压伸缩的方式、或者用齿轮和齿条、螺杆、包括线性电机的方式来实现在推拉杆21上面的移动功能，并设置有缓冲装置。还设计有限位块20，如图12、15所示。伸缩器19调至最长（左端）位置时锁定推拉杆21和推拉杆17，依据滑槽及相关机构的作用，将子叶片完全打开和完全闭合；调档位置调至最短（右端）位置时，伸缩器19顶住限位块20呈锁定状态，子叶片始终闭合状态，此时推拉杆17只在调档器空腔内来回无功推拉，子叶片始终不会张开。更可以依据风力大小将子叶片设置为任意比例的开合，既无级变速。在风叶杆架1与风叶轴2的联接部位设置有开合调控机构总成（图中未示），和转盘底座的相关调控机构配合，对所有子叶进行调控。或者运用现有电子电器技术，通过传感器无线控制的方式调控开合功能，用现有技术设计。也可以由继电器和相关电子技术，通过直线电机在滑道12上直接推动推拉杆21往返，并通过连杆11将子叶打开与合并。还可以通过子叶片背后或侧面的框架结构由直线电机68直接将子叶打开与合并；如图16、17所示。

开合机构也可以采用伺服启动器，伺服电机，以及线性电机的方式，或者运用蜗杆和蜗轮结合电动机的方式，螺栓和螺套结合电动机的方式，齿轮和齿条结合电动机的方式，或者线性电机的方式，结合程序控制的电子技术，等现有技术直接控制叶片的开合和调控开合比例的功能，用现有技术设计。

实施方式四：本实施方式在转盘底座4的外周设置有立面滑槽23，如图20所示，在子叶轴26的端部设置有拨杆拐柄25和滑轮24，各构件相互固定，如图21所示，拨杆滑轮24依据滑槽23设计轨迹，上下来回滑动并带动子叶轴26转动，使子叶片达到开合的功能；图23、24、25中标线27是子叶轴26的运行轨迹线，图中箭头表示风叶运行方向；拨杆滑轮24在滑槽上层段位置时子叶闭合，在滑槽低层段位置时子叶打开；用现有技术设计。

子叶拨杆拐柄的长短决定子叶打开的比例；也可以在子叶轴设置长拐柄29和短拐柄25两套结构，两套结构和子叶轴26均不固定，换档轮30在子叶轴26上可以滑动但不能转动，换档轮30将长短拐柄的调档功能分别传给子叶轴，如图22所示；短拐柄拨杆可以使一对子叶最大张开和闭合，长拐柄拨杆可以使子叶张开一定比例和闭合，通过换档拨杆28的调节实现换挡功能，用现有技术设计。还可以在转盘底座外周设置一圈水平状的滑槽（图中未示），另外设置一套专用拨杆拐柄及滑轮（图中未示），通过换挡轮和换档拨杆控制，使子叶片始终处于闭合状态；以上换档轮和调档拨杆的功能设计类似于汽车的换挡机构，用现有技术设计。

实施方式五：本实施方式子叶片可以为两对、三对，或者四对以上子叶片组成一个完整的风叶；多组子叶片通过串联的方式设置开合机构。

开和结构也可以通过凸轮功能，拨杆功能，滑槽功能，齿轮和间歇机构的往复功能，油压和伸缩连杆的功能，继电器和直线电机的方式，包括无线传输和遥控的方式，传感器和现代电子技术用电动的方式实施，以达到叶片张开和闭合的目的；用现有技术设计。

开和结构还可以将叶片设置为一个整体的风叶，用本发明的实施方式通过结构架13和风叶杆架1上的开和机构将整体的叶片在迎风时调控为竖立状态，并依据风力大小决定竖立起来的角度，逆风时翻转为水平状态，用现有技术设计；叶片轴可以设置在叶片的中部，也可以在其他部位；每个叶片设置有支架结构，使叶片更加稳固，用现有技术设计。

实施方式六：本实施方式设置一种不需要转向机构和调控机构，适应任何风向的风力发电机。包括在风叶架杆1上固定有圆形框架64，具备一定长度的叶面主杆67与风叶架杆水平方向垂直固定；主杆的长度为风叶面的半径的长度以上、作为叶面66底部的支撑结构。叶面66为纺织材料或者化工合成的软质材料，叶面中心加固后包裹住主杆顶端，叶面周边采用一定长度的绳索65连接在框架64上，绳索的长度为框架的半径的长度以上，迎风时由风力将叶面自动撑开，像降落伞一样打开；逆风时由主杆顶端顶着叶面中部逆风前行，由风力将叶面自动收缩闭合，如图26、27所示。

本发明还在叶面底部或者侧面设置有一个或多个出风口，通过弹性材料（橡胶或弹簧）将出风口闭合，在风力太大的时候，风力将出风口自动打开泄压，风力小的时候出风口自动闭合。还在叶面底部位置用具有一定长度的弹性材料（松紧带）将叶面中部与主杆下部分别连接，叶面撑开的时候脱离主杆顶部，叶面收缩时由松紧带将叶面中部拉回至主杆顶部。还可以在叶面周边设置有小环套和收紧叶面的收绳，在主杆67的两头设计有滑轮，两条绳索分别通过主杆两头的滑轮分别与收绳连接，通过在风叶轴2位置上设置的转换机构或者电动机，在需要的时候收缩主杆67和架杆1固定一端的绳索使叶面收紧闭合，绳索拉动的同时另一端绳索放开；或者拉动主杆顶端的绳索使叶面放开；也可以收紧部分叶面。还可以设置如雨伞一样的伞骨等结构，以加强叶面强度和避免紊乱，用现有技术设计。

框架也可以为椭圆形或者矩形；伞顶端可以是条形或者圆弧形。主杆也可以是数根平行或梯形状水平固定，使风叶面收缩闭合后呈水平形的扁平状。还可以依据主杆长度，以主杆和风叶架杆1连接的地方为圆心（图27中的M位置），将主杆67设计为可以向内（风叶轴2方向）在10-60°之间水平向来回自由摆动，向外在10-30°之间水平向来回自由摆动；这样可以提前打开叶面，也使风叶捕获风能的角度更广泛，风能利用效率更高；并设置有弹簧机构，以稳定和缓冲因摆动而造成结构间来回冲撞。也可以在一个风叶架杆1上设置两个以上的框架64，多套结构共同组合成一组风叶。 还可以按照叶面打开后的形状，在底部或者包括外围设置金属或者合成材料的网栏，使叶面打开后贴在该网栏上，以减小风力对叶面的冲击力和增加叶面的强度。

也可以将本实施方式的叶片结构，变更为用以上实施方式的开合式叶片结构，设置在主杆67上。以达到使叶片的迎风角度可以在一定范围内水平向来回自由摆动，使捕获风能的范围更广更大；通过开合机构迎风时打开风叶迎风，逆风时将风叶闭合。

实施方式七：在实施方式六的基础上，本实施方式不需要圆形框架64，叶面周边也不需要由绳索55连接。而是设置和雨伞一样的伞骨结构71、72，其结构和功能类似雨伞；在叶面主杆67上设置有直线电机73，在迎风时由直线电机通过伞骨将叶面66向四周同步张开，既雨伞的敞开面迎风，如图28所示；逆风时将风叶闭合以顶端迎风逆行；其敞开和闭合机构也可采用油压伸缩杆的方式，结合电子技术综合控制，用现有技术设计。

实施方式八：本实施方式是在本发明的风机获取风能机构和发电机组之间设置的一种能量转换装置；能量转换器37内设置有绞盘辊筒32，辊筒上有齿轮挡护盘40和行星齿轮轴41，装配有行星齿轮35，如图29、30、31、32、33、34所示；还有同为一体的外齿轮33和内齿轮34，通过轴承装配在功率输入轴39上。齿轮31（太阳轮）和轴39固定，齿轮31和齿轮35啮合；齿轮35外围和内齿轮34啮合，外齿轮33和功率输出齿轮36啮合；齿轮36和功率输出轴38固定；如图29、30所示。图29中虚线圆32为辊筒32的示意。

该装置还包括具备一定重量的大重砣63和吊装重砣的结构架69；重砣重量可达数十至百千万吨；大重砣通过相关吊装机构连接至绞盘辊筒32上，如图35所示。

本技术的做功原理是：风机获得风能后通过传动机构将能量传给功率输入轴39并带动齿轮31运转，轴39和齿轮31设计有止逆机构。齿轮31带动行星齿轮35旋转并驱动绞盘辊筒32转动，通过钢丝绳或者钢锁链以及滑轮组和相关机构将大重砣起吊升空，因重砣自然下坠力而产生一定重力的能量，在重力的作用下，由辊筒结构通过齿轮35带动齿轮34和33旋转，齿轮33驱动齿轮36并带动功率输出轴38运行，通过传动机构将能量输送给发电机组42。

依据发电机所需功率和设计转速确定发电机做功所需能量，因为重砣重量是恒定的，由此产生的重力也是恒定的，依据发电机做功所需能量通过变速机构设定重砣重力输出的能量；所以发电机恒速运行。在重砣没有被起吊时，重砣没有产生重力，齿轮31驱动齿轮35带动辊筒转动，重砣被起吊达到设计重力要求时，齿轮35驱动齿轮34和33恒速旋转并给齿轮36输出功率；在风力太小或者初次启动的情况下，先将重砣吊起一定高度时才能启动发电机，如果风力足够所需功率时候则无需这样。

因为重力是恒定的，风力与发电机运行所需功率相同的时候，齿轮31与齿轮36同步运行，齿轮35在齿轮31的驱动下原位置旋转，此时绞盘辊筒不转动，齿轮35驱动齿轮34和齿轮33恒速旋转并驱动齿轮36输出功率。如果风力大于发电机所需功率时，齿轮31运行速度高于输出速度，齿轮35在驱动齿轮34和33恒速旋转的同时还带动绞盘辊筒32共同转动，并通过相关机构将重砣逐步升高，将富余的能量储存。如果风力小于发电机所需功率时，齿轮31运行速度低于输出速度，因为重砣下坠的重力不変，发电机转速不变，此时重砣因下坠的作用逐步下降，绞盘辊筒32反方向转动，使能量释放，并由齿轮35带动齿轮34和33持续恒速运行，以储存的能量来弥补因风力不足的动力。如果重砣上升至一定高度的话，即在无风的情况下，尽管齿轮31不动，但因为重砣重力的作用，会继续驱动发电机恒速运行，直至重砣降落地面失去重力作用。起吊机构及功率输入和输出系统都设置有变速机构和离合机构及锁止机构，如果风力很大，重砣上升至设计位置时自动减小输入功率或者脱离风能输入机构，或者停止运行，用现有技术设计。

重砣可以是石块、沙、土、水、金属、或者混合物，及具备一定重量的物质，盛装容器和吊装机构用现有技术设计；使用钢丝绳或者锁链，通过滑轮组或者链条链轮组起吊；也可以采用多组滑轮组及多组链轮和链条组合使用，用现有技术设计。

本技术设置有变速和离合装置，在风力太小不足以驱动发电机的时候，先运用小的风能先将重砣上升至设计高度，以储存足够能量，然后启动发电机组，运用小风力继续输入的能量和储存的能量合并输出功率。还可以采用串联和并联的方式，增加重砣总重；更可以将重砣升至更高空，也可以用串联或者并联的方式增加累计高度；也可以将多组风能转换器机构串联或者并联，多组转换器机构共同运行，用现有技术设计；以增加能量的储存，根据重砣总重和储存能量、以及发电机功率的需求，即就是在无风的情况下，发电机也可以长时间继续运行。本技术还可以应用于太阳能发电和现有电网用电峰谷的调节，在用电低谷时期，使用电动力替代风能，通过相关机构结合本技术，将重砣起吊升至高空，以储存富余能量，在用电高峰时期使重砣下降，释放能量输出功率发电。

实施方式九：本技术在实施方式八的基础上，在水域设置有整体的框架结构和工作平台。另外设置有浮力机构，浮力器利用波浪水位高低差产生的能量替代风能，能量通过转换器37起吊大重砣63和驱动发电机。

本机构在能量转换器37上配置有浮力器装置43，浮力装置上设置有轮盘驱动机构44，浮力器通过相关机构驱动轮盘46转动，轮盘通过功率输入轴39输入功率；驱动机构包括有撑杆机构和拉力索45；还有单向离合器47，内有弹簧50、滚珠或滚柱49、锁止坡块48；如图36、37、38所示。还包括有浮力器和撑杆机构的稳定装置。拉力索也可以是绳索、钢丝缆绳、钢锁链、齿条和链条的方式；轮盘可以是辊轮，也可以是齿轮或者链轮。撑杆结构可以是伸缩连杆、交叉连杆、杠杆、油压和弹簧等方式。还可以将浮力器43通过撑杆推动杠杆（图中未示）的一端，杠杆另一端连接驱动辊轮盘，杠杆两端之间设置一支撑点，可以将小的水位差放大到数倍；也可以多种方式组合使用，以及可以通过水位差的能量驱动轮盘转动的其他方式。浮力器和撑杆机构以及轮盘机构可以在其他位置另外设置，将能量通过传动机构传送给功率输入轴39，用现有技术设计。

本技术做功原理是拉力索缠绕在辊轮盘46上，拉力索和撑杆连接。在水位上升时浮力器推动撑杆上升，撑杆44通过拉力索45驱动轮盘46转动，轮盘46内设有单向离合装置，离合器的外圈和轮盘固定一起，离合器内部和功率输入轴39固定，撑杆上升时离合器合并锁止，通过输入轴39及相关机构将重砣升高，水位下降时浮力器和撑杆下降，离合器自动分离。周而复始，将重砣逐步升高，通过转换器37将能量转换后恒定的输送给发电机组。

在以上基础和原理上，也可以在撑杆下端或浮力器上设置一定重量的重砣，浮力器上升的时候先直接将该重砣推高，用重砣自身重力下坠的能量驱动辊轮转动；同时将单向离合器分离和合并锁止的方式改变，浮力器上升时离合器分离，下降时锁止；通过功率输入轴39及转换器给发电机输送功率。

本技术还可以用两种不同的方式组合做功，两套浮力器装置，两套撑杆机构，两个离合方式不同的单向离合器，两套轮盘，同时给功率输入轴39输送能量，这样做到浮力器和撑杆机构上升和下降的时候都分别有一套机构驱动轮盘和功率输入轴转动，充分利用了水位差的能量发电；除此以外，其他做功运行原理和结构设置均和实施方式七相同。

实施方式十：采用本技术风能获取的能量和利用水位差获取的能量综合运用，相互补充，由风能和水能共同或者分别将能量通过传动系统输送给输入轴39，由转换器37将能量转换后通过输出轴38将功率输送给发电机组，用现有技术设计。

实施方式十一：本技术在实施方式八的基础上，由能量转换器70替代能量转换器37，转换器为水平设置；转换器70内有风能输入蜗杆52、功率输出方杆53，方杆也可以是花键方式；有上、下两个齿轮盘55，齿轮盘上设置重力齿轮56和同轴固定的蜗轮57，四个功率输入和输出杆轴承54，四个轴承可以在蜗杆和方杆上面自由滑动；还有和重力齿轮啮合的传动齿轮59、齿轮59和锥齿轮60同轴固定，通过轴51装配在上齿轮盘上，锥齿轮60和锥齿轮61啮合，锥齿轮61套在方杆53上并装配在支座62上；转换器内上、下箱体板有滑道58，以使齿轮盘可以自由滑动；如图39、40、41所示。运行程序是：风能通过传动机构将能量传递给蜗杆52，蜗杆带动蜗轮57旋转，重力齿轮56带动齿轮59，锥齿轮60带动锥齿轮61，锥齿轮61驱动方杆，方杆53通过相关传动机构给发电机输送功率，用现有技术设计。

运行原理是：将大重砣63的重力通过传动机构从齿轮盘前方导入并固定，风能通过传动机构将能量传递给输入蜗杆52，蜗杆及重力齿轮设置有止逆机构；风能驱动蜗杆并带动重力齿轮向后运行（逆时针旋转）；重力齿轮通过相关机构拉动大重砣上升，使重砣产生一定量的重力，在重力的作用下，因重砣自然下坠力而产生一定重力的能量，在重力的作用下，齿轮56始终逆时针方向运转，通过相关齿轮传动由方杆通过功率输出轴输出功率。有关重砣重力的运行原理和设置与实施方式八相同。

Claims (8)

1.一种开合式风叶恒速储能风力发电机，包括有塔架、发电机组、电子技术和电控机构、增速控速机构、传动机构；其特征是：风叶轴（2）为垂直装置，包括有转向机构的转盘底座（4），底座转盘上有叶片调控机构，还有叶片轴（14），具有张开与闭合功能的叶片（3）；风叶杆架（1）装置有使叶片张开与闭合的机构，每个风叶设置有一组开合机构，和底座转盘上的相关机构共同调控；使叶片迎风时张开、以正面迎风，水平方向旋转运行；逆风时叶片闭合，叶片呈水平状态，以侧面迎风，与风叶旋转的方向平行。

2.如权利要求1所述的一种开合式风叶恒速储能风力发电机，设置有风叶框架（7），风叶面料用具有一定强度的软质材料（8）组装，通过开合机构调控框架（7）的开合。

3.如权利要求1所述的一种开合式风叶恒速储能风力发电机，叶片张开与闭合的调控机构具有调档功能，依据风力大小变换子叶片开合的档位，风小的时候最大张开，以捕获更多风能，风力太大时将子叶片（6）按照比例敞开，或者全部闭合；全部闭合时所有的风叶在任何方位均为闭合锁定状态，均呈水平状态存在；风叶以端、侧面迎风，任何角度均为水平状态并与风向平行，与风叶旋转的方向平行。

4.如权利要求1所述的一种开合式风叶恒速储能风力发电机，其特征是：叶片为一个整体风叶，通过结构架（13）和风叶杆架（1）上的开和机构将整体的叶片在迎风时调控为竖立状态，逆风时翻转为水平状态。

5.如权利要求1所述的一种开合式风叶恒速储能风力发电机，其特征是：由本结构的特征机构替代权利要求1特征机构；本技术包括风叶轴（2）为垂直装置，在风叶架杆（1）上设置有固定的框架（64），风叶架杆上设置具备一定长度的、与风叶架杆水平方向装配的主杆（67）；叶面（66）为软质材料，包裹住主杆顶端，叶面周边通过一定长度的绳索（65）连接在框架（64）上；叶面迎风时由风力自动将叶面撑开，逆风时由主杆顶端顶着叶面中部逆风运行，叶面自动收缩闭合。

6.一种开合式风叶恒速储能风力发电机，包括有风力发电机的捕获风能机构和发电机组机构；其特征是：在风机获取风能机构与发电机组之间设置有能量转换器（37），能量转换器（37）内设置有绞盘辊筒（32），还有具备一定重量的大重砣（63），大重砣通过相关机构连接固定至绞盘辊筒（32）上，辊筒上装配有行星齿轮（35），另外还有同为一体的外齿轮（33）和内齿轮（34）通过轴承装配在功率输入轴（39）上，功率输入齿轮（31）和轴（39）固定；齿轮（31）和行星齿轮（35）啮合，行星齿轮（35）外围和内齿轮（34）啮合，外齿轮（33）和功率输出齿轮（36）啮合，齿轮（36）和功率输出轴（38）固定。

7.如权利要求6所述的一种开合式风叶恒速储能风力发电机，其特征是：利用水波浪的水位高低差的浮力产生的能量替代风能，包括在能量转换器（37）上配置有浮力器装置（43）、功率输入轮盘（46）、轮盘有单向离合器（47）、浮力器上有轮盘驱动机构（44）；浮力器利用水位高低差的浮力产生的能量通过相关机构驱动轮盘（46）转动，轮盘通过功率输入轴（39）输入功率。

8.如权利要求6所述的一种开合式风叶恒速储能风力发电机，其特征是：使用电能替代风能，将本技术应用于太阳能发电和现有电网用电峰谷的调节，在用电低谷时期，使用电动系统通过能量转换器（37）将大重砣（63）起吊升至高空，将富余能量储存，在用电高峰时期将重砣按自然下坠的重力逐步释放，用储存的能量发电。

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