CN201963468U - 帆式水平轴风能动力装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种帆式水平轴风能动力装置，属于风能转换设备技术领域。技术方案是：旋转轴（1）水平设置在机架（17）上，转盘一（2）、转盘二（3）垂直设置在前述旋转轴上，若干风帆轴均匀设置在转盘一、转盘二之间，风帆轴（12）均与旋转轴平行，风帆轴上设置风帆（4）；固定盘（18）与转盘二匹配设置，转盘二上设有与每个风帆匹配的风帆固位机构，固定盘上设有与风帆固位机构匹配的限位器（5）和复位器（6）。本实用新型可以在低转速下产生巨大能量，低风速（一级风）可以启动，在强风中也可以正常运行，保证稳定的转速；本实用新型可以依靠风能自动调控、自动运转、自动转换，结构合理，成本低，风能转换效率高。
Description
技术领域：
本实用新型涉及一种帆式水平轴风能动力装置，属于风能转换设备技术领域。
背景技术：
风能是取之不尽、用之不完的清洁能源，风能转换是利用风能的重要方式，例如：风力发电，具有节能、环保的特点，受到世界各国的广泛重视。普通的风能转换设备，一般都是浆式，是沿用飞行器空气动力学的基础上发展而来的，为提高发电能量，越来越大型化，桨叶的直径越来越大，存在问题是：桨叶直径越大，转速越慢，因为每一个桨叶是一个整体，在同一叶片轴上，桨叶自身的阻力将自身产生的动力大部分抵消了，直径越大，桨叶叶尖走的路程越长，但是叶尖走得再快，也不会达到风的速度，因此：桨叶直径越大，转速越慢；浆式风动机要求是高转速，转速越大输出功率越大，而且启动风速要求也比较高，转速低就不会产生出大的能量；飞机发动机可以使螺旋桨达到很高的转速，但是，用风能推动风动机螺旋桨达到很高的转速是不可能的，造成风能转换效率低。
实用新型内容：
本实用新型目的是提供一种帆式水平轴风能动力装置，结构合理，提高风能转换效率，解决背景技术中存在的上述问题。
本实用新型的技术方案是：帆式水平轴风能动力装置，包含机架、旋转轴、转盘一、转盘二、固定盘、若干风帆和风帆轴、限位器、复位器、风帆固位机构，旋转轴水平设置在机架上，转盘一、转盘二垂直设置在前述旋转轴上，若干风帆轴均匀设置在转盘一、转盘二之间，风帆轴均与旋转轴平行，风帆轴上设置风帆；固定盘与转盘二匹配设置，转盘二上设有与每个风帆匹配的风帆固位机构，固定盘上设有与风帆固位机构匹配的限位器和复位器。
所说的限位器设置在固定盘朝向风向的位置，为保证固定盘始终处在朝向风向的位置，在机架上设有方向舵。
所说的转盘二上设有与每个风帆匹配的风帆固位机构与限位器和复位器匹配，该机构包含弹簧拉板、拨叉、拨叉弹簧、固位栓、风帆固位轮、风帆轴，风帆通过风帆轴设置在转盘一、转盘二上，风帆固位轮是带有轮齿的轮子，设置在风帆轴上，拨叉的一端与固位栓连接，固位栓与风帆固位轮上的轮齿相匹配，拨叉的另一端与弹簧拉板相连接，并设有拨叉弹簧自动复位，弹簧拉板分别匹配限位器和复位器。
所说的风帆中部设有帆叶水平控制器，该帆叶水平控制器垂直于风帆设置，中空结构，内部装有流动物体；所说的流动物体包括液体、粉体等等，例如：水、沙子等等；流动物体不充满帆叶水平控制器的中空结构，留有空间，便于流动物体流动。帆叶水平控制器的作用是使得风帆保持最合理的姿态，在风帆不做功时，依靠流动物体在中空结构内的自然流动，在流动物体重力作用下，使得风帆保持水平状态，也就是风帆与风向平行，减小阻力。
本实用新型风帆的数量是任意的，根据需要确定。
本实用新型设置在转盘一、转盘二上的风帆通过限位器分割为做功区和非做功区两个半区，也就是说转盘一、转盘二的上部是做功区，下部是非做功区。所说的复位器，设置做功区内，位置、数量是任意的，根据情况确定，为节省材料，固定盘为半圆盘，位于做功区。
转盘一与发电机连接，在机架的下面还设有立柱，将本实用新型放置在高处，便于充分利用风能。
本实用新型工作过程：风力吹动风帆转动，带动转盘一、转盘二（简称转盘）转动，固定盘固定不动，当风帆随转盘转动到限位器的位置时（正朝向风力的位置），限位器触发弹簧拉板，带动拨叉动作，拨叉带动固位栓卡在风帆固位轮上的轮齿内，该风帆停止自身转动，风力吹到自身不转动的风帆上做功；虽然该风帆自身停止转动，但该风帆仍然随转盘转动，当风帆随转盘转动到复位器的位置时，复位器触发弹簧拉板，带动拨叉动作，卡在风帆固位轮上的轮齿内的固位栓离开，该风帆恢复自身转动，风力吹到自身转动的风帆上，该风帆由于帆叶水平控制器的作用，自动与风平行，该风帆不做功，但阻力很小。如此往复，多个风帆轮流做功，完成风能的转换工作。
本实用新型的有益效果是：
①本实用新型可以在低转速下产生巨大能量，因为风力与风帆是正面推动作用，风帆本身的面积可以很大；而且风帆的切入、切出也都在做功，做功的风帆迎风，不做功的风帆自动转换与风平行，实度比很大，可以产生巨大能量。
②低风速（一级风）可以启动，高风速可以自动减少做功的风帆片数、风帆的做功角度，通过双重调控，在强风中也可以正常运行，保证稳定的转速。
③本实用新型可以依靠风能自动调控、自动运转、自动转换，结构合理，成本低，风能转换效率高，本实用新型也可以用齿轮来完成所有控制。
附图说明：
图1为本实用新型实施例示意图；
图2为本实用新型风帆结构示意图；
图3为本实用新型风帆固位机构示意图；
图4为本实用新型侧面示意图；
图中：旋转轴1、转盘一2、转盘二3、风帆4、限位器5、复位器6、方向舵7、弹簧拉板8、拨叉9、拨叉弹簧10、风帆固位轮11、风帆轴12、帆叶水平控制器13、立柱14、发电机15、固位栓16、机架17、固定盘18。
具体实施方式：
以下结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步说明。
帆式水平轴风能动力装置，包含机架17、旋转轴1、转盘一2、转盘二3、固定盘18、若干风帆4和风帆轴12、限位器5、复位器6、风帆固位机构，旋转轴水平设置在机架上，转盘一、转盘二垂直设置在前述旋转轴上，若干风帆轴均匀设置在转盘一、转盘二之间，风帆轴均与旋转轴平行，风帆轴上设置风帆；固定盘与转盘二匹配设置，转盘二上设有与每个风帆匹配的风帆固位机构，固定盘上设有与风帆固位机构匹配的限位器和复位器。所说的限位器设置在固定盘朝向风向的位置，为保证固定盘始终处在朝向风向的位置，在机架上设有方向舵7。所说的转盘二上设有与每个风帆匹配的风帆固位机构与限位器和复位器匹配，该机构包含弹簧拉板8、拨叉9、拨叉弹簧10、固位栓16、风帆固位轮11、风帆轴12，风帆通过风帆轴设置在转盘一、转盘二上，风帆固位轮是带有轮齿的轮子，设置在风帆轴上，拨叉的一端与固位栓连接，固位栓与风帆固位轮上的轮齿相匹配，拨叉的另一端与弹簧拉板相连接，并设有拨叉弹簧自动复位，弹簧拉板分别匹配限位器和复位器。所说的风帆中部设有帆叶水平控制器13，该帆叶水平控制器垂直于风帆4设置，中空结构，内部装有流动物体。本实用新型设置在转盘一、转盘二上的风帆通过限位器分割为做功区和非做功区两个半区，也就是说转盘一、转盘二的上部是做功区，下部是非做功区。所说的复位器，设置做功区内，位置、数量是任意的，根据情况确定，为节省材料，固定盘为半圆盘结构，位于做功区。转盘一与发电机15连接，在机架的下面还设有立柱14，将本实用新型放置在高处，便于充分利用风能。
本实用新型工作过程：风力吹动风帆转动，带动转盘一、转盘二（简称转盘）转动，固定盘固定不动，当风帆随转盘转动到限位器的位置时（正朝向风力的位置），限位器触发弹簧拉板，带动拨叉动作，拨叉带动固位栓卡在风帆固位轮上的轮齿内，该风帆停止自身转动，风力吹到自身不转动的风帆上做功；虽然该风帆自身停止转动，但该风帆仍然随转盘转动，当风帆随转盘转动到复位器的位置时，复位器触发弹簧拉板，带动拨叉动作，卡在风帆固位轮上的轮齿内的固位栓离开，该风帆恢复自身转动，风力吹到自身转动的风帆上，该风帆由于帆叶水平控制器的作用，自动与风平行，该风帆不做功，但阻力很小。如此往复，多个风帆轮流做功，转盘转动，带动发电机发电，完成风能的转换工作。
Claims (7)
1.一种帆式水平轴风能动力装置，其特征在于包含机架（17）、旋转轴（1）、转盘一（2）、转盘二（3）、固定盘（18）、若干风帆（4）和风帆轴（12）、限位器（5）、复位器（6）、风帆固位机构，旋转轴水平设置在机架上，转盘一、转盘二垂直设置在前述旋转轴上，若干风帆轴均匀设置在转盘一、转盘二之间，风帆轴均与旋转轴平行，风帆轴上设置风帆；固定盘与转盘二匹配设置，转盘二上设有与每个风帆匹配的风帆固位机构，固定盘上设有与风帆固位机构匹配的限位器和复位器。
2.根据权利要求1所述之帆式水平轴风能动力装置，其特征在于限位器设置在固定盘朝向风向的位置，在机架上设有方向舵（7）。
3.根据权利要求1或2或所述之帆式水平轴风能动力装置，其特征在于所说的转盘二上设有与每个风帆匹配的风帆固位机构与限位器和复位器匹配，该机构包含弹簧拉板（8）、拨叉（9）、拨叉弹簧（10）、固位栓（16）、风帆固位轮（11）、风帆轴（12），风帆通过风帆轴设置在上层转盘上，风帆固位轮是带有轮齿的轮子，设置在风帆轴上，拨叉的一端与固位栓连接，固位栓与风帆固位轮上的轮齿相匹配，拨叉的另一端与弹簧拉板相连接，并设有拨叉弹簧自动复位，弹簧拉板分别匹配限位器和复位器。
4.根据权利要求1或2所述之帆式水平轴风能动力装置，其特征在于所说的风帆中部设有帆叶水平控制器（13），该帆叶水平控制器垂直于风帆（4）设置，中空结构，内部装有流动物体。
5.根据权利要求4所述之帆式水平轴风能动力装置，其特征在于所说的流动物体包括液体、粉体。
6.根据权利要求1或2所述之帆式水平轴风能动力装置，其特征在于固定盘为半圆盘结构。
7.根据权利要求1或2所述之帆式水平轴风能动力装置，其特征在于转盘一与发电机（15）连接，在机架的下面还设有立柱（14）。
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