CN202381253U - 圆形叶片风力机 - Google Patents

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Abstract

圆形叶片风力机结构是由圆盘(1)、叶片轴(2)、叶片(3)、风向标(4)、控制器(5)组成,风力推动45度斜角叶片带动叶片轴对圆盘进行旋转,超过额定风速叶片轴自动改变迎风夹角,来调整风力机的转速,可以充分利用风能进行发电,圆形叶片风力机可以在微风下进行启动,结构简单,维修方便,发电效率高,可以进行任意造型达到美化环境,具有易于制造加工,重心下降,安全性好,运行成本低,维护容易,无噪音污染等明显特点。圆形叶片风力机可以应用于水平轴和垂直轴上,在发电机、高吸程水泵、空气压缩机等设备进行储能使用。根据需要进行加工生产大、中、小型风力机械,可以应用于建筑、通信、运输、牧业、能源、工业、农业、电力等领域。

Description

圆形叶片风力机
技术领域
本发明属于清洁的能源领域,随着风力发电的兴起,风能作为一种清洁的可再生能源,越来越受到世界各国的重视。中国风能储量很大、分布面广,开发利用潜力巨大。风力发电技术是把风能转变为电能的技术。通过风力推动风车叶片旋转带动发电机进行发电,或带动其他设备进行储能转换。 
背景技术
随着科学技术的不断发展,新能源领域要求具有高效率,目前使用的风力发电机械效率低、叶片窄风能利用率低,结构复杂、不便于维护、成本高等,如:水平轴风力发动机、当前的垂直轴风力发电机等。 
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、效率高、应用范围广的圆形叶片风力机使用圆形叶片可以增加受风面积,使风能利用率高,结构紧凑可以降低安装高度,在这点上相对于当前水平轴风力发电机是一大优势,本发明的目的是这样实现的: 
1,一种圆形叶片风力机,其特征在于: 
圆形叶片风力机系统结构,在连接轴上安装圆盘,在圆盘上安装两根或两根以上可以调节的叶片轴,圆形叶片以45度或小于45度夹角,在叶片中心或偏离中心位置固定安装在叶片轴上,在风力的作用下,对叶片的45度或小于45度夹角产生作用力,形成向上和向前两个作用力,向上作用力可以产生旋转力,和另一边叶片向下作用力的两个合力,推动叶片轴对圆盘进行旋转,超过额定风速圆盘内控制装置会自动或手动改变叶片轴迎风夹角,风速继续加大使圆形叶片可以转动到最小夹角,可以达到减小风力对圆形叶片产生作用力,使转速降低达到一个平衡点,在圆盘内可以有重锤式弹簧复位控制系统,或使用微电脑控制系统进行控制迎风夹角,改变迎风 夹角可以调整风力机保持稳定的转速进行运转,可以直接带动设备进行运转,或带动发电机进行运转发电。 
2,圆形叶片风力机的水平结构 
圆形叶片风力机结构,可以水平安装风力机,还可以在垂直发电机设备上通过伞齿轮来安装风力机,在发电机设备一端或两端安装风力机,其结构由圆盘(1)、叶片轴(2)、叶片(3)、风向标(4)、控制器(5)组成,通过风向标指定的方向信号,使控制器控制电动机运转,推动风力机的方向对准风的方向,风力对叶片的45度或小于45度夹角产生作用力,推动叶片轴带动圆盘进行旋转,超过额定风速圆盘内控制系统会自动改变叶片轴迎风夹角,使转速降低来调整风力机的转速,可以充分利用风能带动设备进行运转,或带动发电机进行运转发电。 
3,圆形叶片风力机的垂直结构 
圆形叶片风力机结构,可以垂直安装风力机,在垂直安装的发电机设备上安装风力机,其结构由圆盘(1)、叶片轴(2)、叶片(3)、控制器(5)组成,在垂直发电机上安装的风力机,风力对左边向下45度夹角和右边向上45度夹角的叶片产生作用力,圆盘两边叶片的方向不同,机翼形叶片产生的作用力大小也不同,作用力大的一边叶片推动叶片轴对圆盘进行旋转,超过额定风速圆盘内控制系统会自动改变叶片轴迎风夹角,或利用离心力使叶片达到水平方向,减少风力对叶片的作用力,使转速降低来调整风力机的转速,可以充分利用风能带动设备进行运转,组成一个工作系统。 
4,圆形叶片风力机的叶片结构 
圆形叶片风力机的叶片形状,可以是圆形结构的,也可以采用方形结构等、叶片构造可以是上面为平面下面为曲形的机翼形叶片,也可以采用椭圆形叶片,使叶片作用力达到最高。 
5.圆形叶片风力机中圆盘作用 
圆形叶片风力机中圆盘的工作原理,在圆形容器内,通过叶片轴套把叶片轴固定在圆盘上,叶片轴一端安装连接板,连接板在连接重锤,重锤上有回位弹簧,在风速加大超过额定转速时,重锤克服弹簧的作用力向外有离心力,转速越大作用距离越大,可以带动连接板旋转角度,使叶片轴另一端的叶片改变迎风角,风速减小靠弹簧力进行回位来调整风力机的转速。 
6.圆形叶片风力机中控制器作用 
圆形叶片风力机中控制器的工作原理,在发电机工作腔内有控制器机构,为了在维护检修时需要对风力机进行停车,对输入轴要进行刹车制动,立轴与风力机要进行旋转来对准风的方向,需要有旋转机构和控制系统,为了减少圆盘的重量,可以把重锤调速系统放入控制器内或工作腔内,通过推杆到圆盘内,在连接叶片轴的连接板,进行调整叶片轴的角度,使叶片改变迎风角度。 
7.圆形叶片风力机的工作原理 
圆形叶片风力机的工作原理,在发电机上安装控制系统和圆盘,在圆盘上安装叶片轴与叶片,对于单面安装风力机,靠尾翼调整风力机的方向,对双面安装风力机,任意方向的来风,靠控制系统控制风力机对准风的方向,控制旋转角度不大于100度,使风力对圆形叶片的夹角产生作用力,推动叶片轴带动圆盘进行旋转,达到规定转速控制器动作,使叶片轴转动减少叶片受风面积,使风力机的转速下降,通过对转速进行控制,不用停车充分发挥风力机的工作效率,最大能力对电能进行调节和储存,或进行并网发电,可以带动用电设备进行使用。 
8.圆形叶片风力机的工作特点, 
圆形叶片风力机可以在微风下进行启动,结构简单,维修方便,发电效率高,可以进行任意造型达到美化环境。圆形叶片风力机易于制造加工,重心下降,安全性好,运 行成本低,维护容易,无噪音污染等明显特点。圆形叶片风力机可以应用于水平轴和垂直轴上,可以在发电机、高吸程水泵、空气压缩机等设备进行储能使用。 
附图说明
图1是圆形叶片风力机的结构示意图,其中,1-圆盘、2-叶片轴、3-叶片、4-方向标、5-控制器 
图2是圆形叶片风力机的结构示意图,其中,1-圆盘、2-叶片轴、3-叶片、5-控制器 
具体实施方式
圆形叶片风力机的风力发电系统,在微风的速度下,便可以开始发电,完全可以解决当前水平轴风力发电机的效率问题,当前的水平轴发电机叶片窄,风能利用率就很低,在向大型发展,风力发电机越大转速越低,就需要通过齿轮进行增速,转速比越高,运转阻力越大,在加上齿轮运转效率,需要再增加叶片尺寸,这样就产生恶性循环,使风力发电机制作的越大工作性能比越低。 
圆形叶片风力机采用圆形或方形叶片,使叶片受风面积增大,叶片长度减少转速可以提高,就可以减少齿轮的转速比,或直接连接到发电机上,可以使整体发电机尺寸减少,重量减少可以减小对立轴的负荷,可以有效提高发电机的工作效率。 
我国风能资源丰富,其中,陆地和海上风能储量约10亿kW,利用风能进行并网发电,风是没有公害的能源之一,而且它取之不尽,用之不竭。对于缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区、高原地带、海上、工农业生产、交通等因地制宜地利用风力发电,非常适合大有可为。 
圆形叶片风力机可以在近地面进行安装,可以与高层建筑同体安装进行发电,可以进行移动发电,可以安装在大型船舶上,完全可以达到普及安装使用的要求,不会产生辐射或空气污染,根据需要进行加工生产大、中、小型风力机机械,可以应用于建筑、通信、运输、牧业、能源、电力、军事等领域、可以促进各个行业的大发展。 

Claims (4)

1.一种圆形叶片风力机,其特征在于:
圆形叶片风力机系统结构,在连接轴上安装圆盘,在圆盘上安装两根或两根以上可以调节的叶片轴,圆形叶片以45度或小于45度夹角,在叶片中心或偏离中心位置固定安装在叶片轴上,在风力的作用下,对叶片的45度或小于45度夹角产生作用力,形成向上和向前两个作用力,向上作用力可以产生旋转力,和另一边叶片向下作用力的两个合力,推动叶片轴对圆盘进行旋转,超过额定风速圆盘内控制装置会自动或手动改变叶片轴迎风夹角,风速继续加大使圆形叶片可以转动到最小夹角,可以达到减小风力对圆形叶片产生作用力,使转速降低达到一个平衡点,在圆盘内可以有重锤式弹簧复位控制系统,或使用微电脑控制系统进行控制迎风夹角,改变迎风夹角可以调整风力机保持稳定的转速进行运转,可以直接带动设备进行运转,或带动发电机进行运转发电。
2.根据权利要求1所述的圆形叶片风力机,其特征在于:
圆形叶片风力机结构,可以水平安装风力机,还可以在垂直发电机设备上通过伞齿轮来安装风力机,在发电机设备一端或两端安装风力机,其结构由圆盘(1)、叶片轴(2)、叶片(3)、风向标(4)、控制器(5)组成,通过风向标指定的方向信号,使控制器控制电动机运转,推动风力机的方向对准风的方向,风力对叶片的45度或小于45度夹角产生作用力,推动叶片轴带动圆盘进行旋转,超过额定风速圆盘内控制系统会自动改变叶片轴迎风夹角,使转速降低来调整风力机的转速,可以充分利用风能带动设备进行运转,或带动发电机进行运转发电。
3.根据权利要求1所述的圆形叶片风力机,其特征在于:
圆形叶片风力机结构,可以垂直安装风力机,在垂直安装的发电机设备上安装风力机,其结构由圆盘(1)、叶片轴(2)、叶片(3)、控制器(5)组成,在垂直发电机 上安装的风力机,风力对左边向下45度夹角和右边向上45度夹角的叶片产生作用力,圆盘两边叶片的方向不同,机翼形叶片产生的作用力大小也不同,作用力大的一边叶片推动叶片轴对圆盘进行旋转,超过额定风速圆盘内控制系统会自动改变叶片轴迎风夹角,或利用离心力使叶片达到水平方向,减少风力对叶片的作用力,使转速降低来调整风力机的转速,可以充分利用风能带动设备进行运转,组成一个工作系统。
4.根据权利要求1所述的圆形叶片风力机,其特征在于:
圆形叶片风力机的叶片形状,可以是圆形结构的,也可以采用方形结构、叶片构造可以是上面为平面下面为曲形的机翼形叶片,也可以采用椭圆形叶片,使叶片作用力达到最高。 
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