CN205744292U - 平垂多功能风发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型平垂多功能风发电机，是把水平轴风力发动机和垂直轴风力发电机的优点相结合，把由风轮变成的机械能而传送给置于风轮下的各种工作机。若用于发电，则不需另加电磁发电机而自身就能发电，它是由桨叶风轮及其转轴和随动调向部件或锁定调向部件、圆锥齿轮副和大立柱或大立桶及发电部件等构成，桨叶风轮的动力传输给具有储能和稳速作用的大转管而到达底座发电部件的磁转桶而发电。能克服传统水平轴风电机的头重脚轻及偏航误差和难以用储能或调速部件来解决转速和电压不稳定，以及导线过热而引起退磁或火灾等故障；并保留了水平轴风电机的高效率和相对低成本。用于风光合一发电时能有风光互帮作用。能广泛用于风光合一发电站上网卖电，以及油田、矿山、边防哨所、海岛、轮船、工厂和城市的用电。具有转速较平稳，无安全隐患、发电效率高、无发热故障、便于储能和成本较低等优点。若不用于发电，则可由大转管或大转杆直接驱动工作机，例如抽水灌溉或空气压缩储能等，成本更低，效率更高。

Description

平垂多功能风发电机

技术领域

本实用新型属于可再生能源的安全而平稳的风能利用领域。

背景技术

风能是可再生能源的重要组成部分。至今所用的水平轴风力发电机，都是由风轮和外加电磁发电机及大立柱组成，外加电磁发电机都是装在大立柱的顶部，成头重脚轻之势，稳定性差。另外，由于外加电磁发电机的机壳内空间很小，当风速很大时因转速极高，故在此小空间内发热很厉害，容易引起火灾，或者烧坏导线造成短路，或者不发生火灾但因温度太高易使永磁发电机退磁而不能发电。对于没有专设调速机构的小型风力发电机来说，转速不平稳，波动性大引起电压忽高忽低，影响使用。另外，若要在水平轴风力发电机设置调速或稳速机构，或设置储能机构，也是比较复杂难行的。还有一个缺点，是难以避免的偏航误差，即风向对不准使发电效率和功率下降。另一方面，由于外加电磁发电机也使成本提高。

此外，在某些情况下，把风轮的机械能变成电能再变为机械能驱动工作机，既损能量又增加成本，不如直接用风轮的机械能驱动工作机好。

本实用新型就是要解决这些问题，就是要实用新型一种不外加电磁发电机，并能避免发热退磁或烧毁导线引起火灾的弊病，能避免头重脚轻的不稳定性，能消除或减少偏航误差，并易于解决调速和储能问题的成本较低的创新型平垂多功能风发电机；或者不通过电能转换而直接驱动工作机的多功能的风力发动机。

实用新型内容：

1、一种平垂多功能风发电机，是外转式的或是内转式的，它们都包括支撑部件、动力部件、动力传输部件、调向部件，或者还包括发电部件，其特殊之处在于：

A、所述支撑部件，外转式平垂多功能风发电机的支撑部件是和底座固连的大立柱，内转式平垂多功能风发电机的支撑部件是和底座固连的大立桶，所谓固连即固定连接；

B、所述动力部件，包括桨叶风轮及其转轴和支杆，所述桨叶风轮与其转轴固连，桨叶风轮的转轴与其支杆活动连接，其支杆与所述调向部件连接；

C、所述动力传输部件，包括立锥齿轮和平锥齿轮及大转管或大转杆，所述平锥齿轮与桨叶风轮的转轴固连，立锥齿轮或与大转管固连，或者与大转杆固连，大转管与所述大立柱活动连接，并以大立柱为载体，大转杆与所述大立桶活动连接，并以大立桶为载体，立锥齿轮和平锥齿轮相互啮合；

所述大转管或大转杆，或者与发电部件作可传力矩的连接，或者通过可传力矩的器件与其它工作机连接；或者直接与需要动力的其它工作机连接；

D、所述调向部件，或是随动调向部件，或是锁定调向部件，随动调向部件包括调向轴承、尾杆和尾翼，调向轴承一方面与大立柱或者大立桶连接，另一方面与桨叶风轮的支杆直接的或间接的连接，同时，调向轴承直接的或间接的与尾杆和尾翼固连；

所述锁定调向部件除了含有调向轴承及尾杆和尾翼以外，还包括离合组件和控制组件，所述控制组件或是活翼轴杆式的，或是风轮拨杆式的，或是风轮电磁式的，所述离合组件，或是爪牙式的，或是插孔式的；

E、所述发电部件，或是桶式发电部件，或是板式发电部件：它们的转子，或者和所述大转管作可传力矩连接，或者和所述大转杆作可传力矩的连接；

(a)所述桶式发电部件，包括桶式底座、磁转桶、多槽管和导线包，桶式底座由座底板和桶管固定连接构成，桶式底座简称桶底座，它或与大立柱固连，或与大立桶固连，磁转桶的桶壁由磁性物质构成，它或与大转管固连，或与大转杆固连，具有高导磁率的多槽管固连于桶底座的桶管，导线包固连于多槽管的槽中，并以其为载体；

(b)所述板式发电部件，包括板式底座、磁转板、多槽板和导线包，板式底座或与大立柱固连，或与大立桶固连，所述具有高导磁率的多槽板固连于底座板，底座板是构成板式底座的板，导线包固连于多槽板的槽中，所述由磁性物质构成的磁转板或是固连于大转管，或是固连于大转杆，它和大转管或大转杆的轴心线的方向相互垂直。

2、所述锁定调向部件中的爪牙式离合组件，包括锁定盘和离合机构，锁定盘周围有齿，它或是固连于外转式平垂多功能风发电机的大立柱，或是固连于内转式平垂多功能风发电机的大立桶，离合机构包括轴支板、支轴和爪牙杠杆，所述支轴和以连接于尾杆的轴支板为载体而相连接，爪牙杠杆穿在支轴上，和轴支板活动连接，爪牙杠杆的爪牙和锁定盘作可啮合可脱离的连接关系，它的一个臂端，一方面通过传力器件和拔杆连接，另一方面和弹簧连接，弹簧的另一端直接或间接的连接于尾杆；

具有发电部件的平垂多功能风发电机其爪牙式离合机构中，或者还包括止转板和止转环，所述止转环是经过绝缘层而包围大立柱或大立桶，并以其为载体，每个止转环都和所述发电部件的对应的输出电路分别作电连接，止转板连接在爪牙杠杆的其中一个臂端上，它和止转环作成可触可离的连接关系；

3、所述锁定调向部件中的插孔式离合组件，包括锁定盘和离合机构，锁定盘近周边处布满一圈孔，它或是固连于外转式平垂多功能风发电机的大立柱，或是固连于内转式平垂多功能风发电机的大立桶，所述离合机构，或是提拉式，或是顶压式，所述提拉式离合机构，包括穿有弹簧的销轴、限位筒及其支架以及滑轮或滑柱及其支架，限位筒的支架固连于尾杆，穿有弹簧的销轴的一端插入限位筒中，与限位筒活动连接，其另一端与锁定盘的孔作成可插入可拔出的离合关系，限位筒的一端与由两个滑轮或两个滑柱构成的槽孔正对，销轴顶部固连的挠性传力器件和活动尾翼的提杆相连，弹簧一端和限位筒端口接触，弹簧另一端连接于销轴；

所述顶压式离合机构，包括偏心轮或凸轮及其转轴和支板以及限位筒及其支架和带弹簧的销轴，凸轮或偏心轮的转轴穿在和尾杆连接的支板上，此转轴与活动尾翼固连，限位筒与其支架固连，带弹簧的销轴的一部分穿在限位筒中，两者活动连接，弹簧的一端和限位筒的一个端口接触，另一端连接于销轴，销轴的露出限位筒的一端和锁定盘的孔形成可插入可退出的离合关系，销轴的露出限位筒的另一端和所述偏心轮或凸轮接触；

所述具有发电部件的平垂多功能风发电机，其提拉式离合机构中，或顶压式离合机构中，除上述有关方案外，或者还包括止转板和止转环，所述止转板，装在提拉式离合机构的提杆的靠近锁定盘的一端，或者装在顶压式离合机构的转轴的靠近锁定盘的一端，所述止转环，或者装在外转式平垂多功能风发电机的大立柱，或者装在内转式平垂多功能风发电机的大立桶，这两种情况下的每个止转环，都分别和所述发电机部件的输出电路作电连接，所述止转板和所有止转环作成可离可触的连接关系。

4、所述活翼轴杆式控制组件，包括尾杆、活动尾翼及其支架、提杆或凸轮轴以及弹簧和支板，尾杆和所述调向轴承直接或间接的连接，活动尾翼通过其支架铰接在尾杆上，它的两个面用弹簧拉在固连于尾杆的支板上，无风或顺风时使它处于中立位置。提杆或凸轮轴的一端与活动尾翼固连，另一端面或者与止转板连接，或处于自由状态。

5、所述风轮拨杆式控制组件，包括对控风轮、拨轮、拨杆和传力器件，它们都是以尾杆或风轮支杆为载体；拨轮与对控风轮之间，作可传力矩的连接，拨轮的各个辐条与拨杆头构成可插合可分离的连接关系，拨杆通过传力器件与所述爪牙杠杆作传力连接，此种力和连接在爪牙杠杆的弹簧力的方向是相反的；

所述拨轮与对控风轮之间，或是一体式的，或是分体式的，所谓一体式的，即拨轮成为对控风轮的辐条状的组成部分；所谓分体式的，即拨轮与对控风轮分别独立安装，而形成直接的或间接的可传力矩的连接，所谓直接可传力矩，是拨轮与变速齿轮中之被动轮同轴，而主动轮与对控风轮同轴，通过这俩齿轮啮合而传力矩；

所述拨杆，或是旋轮式拨杆，或是斜面式拨杆，旋轮式拨杆是把拨杆和装在支轴上可转动的槽轮固连，固结在槽轮上的挠性传力器件直接的或间接的与爪牙杠杆作传力连接；所述斜面式拨杆，是把拨杆头作成单斜面或双斜面；并使可绕支轴转动的拨杆通过传力器件而直接的或间接的与爪牙杠杆作传力连接。

6、所述电磁式控制组件，包括对控风轮、发电机和电磁铁，它们都以所述尾杆为载体，装在尾杆上的对控风轮与所述发电机的转子作成可传力矩的连接，发电机的电流输出电路和所述电磁铁的输入电路作电连接，电磁铁和装在所述爪牙杠杆上的软铁作近邻对应。电磁铁的吸力和连接在爪牙杠杆的弹簧力方向相反。

7、所述风轮拔杆式控制组件所对应的尾翼，或是双板夹道式的，或是平板加流线形壳式的，或是轮圈深桶式的，它们都是直接或间接的以尾杆或风轮支杆为载体，所述双板夹道尾翼，或是在对控风轮的两侧或其临近处安装两个平面板，或是在对控风轮的两侧或其临近处安装两个曲面板；所述平板加流线形尾翼，是在靠近桨叶风轮的一方装平板，在距桨叶风轮较远处，以所述平板为对称平面而连接流线壳并固定于尾杆：所述轮圈深桶式尾翼，是在对控风轮外周连一个深桶式轮圈。

8、所述桶式发电部件的桶底座，或是单层桶底座，或是多层桶底座，单层桶底座是一个桶管和座底板固连而成，多层桶底座是一个座底板和多于一个的桶管固连而成，多层桶底座的全部桶管的轴心线是同一个，桶底座上的每一个桶管都有多槽管及其所载导线包和它固连，每个多槽管的管壁及其所载导线包都和磁转桶的磁性桶壁构成近邻对应，所述磁转桶的下部，或者经过轴承和它最近邻的桶管构成活动连接，或者作自由状态。

9、所述板式发电部件的板式底座，简称板底座，它或是单层板底座，或是多层板底座，所述单层板底座，或固连于大立柱下部，或固连于大立桶下部，它只有一层底座板和与它固连的多槽板，所述导线包固连于其槽中；

所述多层板底座，或是固连于所述大立桶下部的一个以上的平行板，或是固连于所述大立柱下部的一个以上的相互平行的板，每个板的上面或下面都有高导磁率的多槽板及其所载导线包与它固连；

每个多槽板及其所载导线包都和所述磁盖板构成近邻对应，所述磁盖板是富有磁性的板，所述磁盖板与前述大转管或大转杆固连。

附图说明

图1是外转拨杆锁定式并具有夹道式尾翼的平垂多功能风发电机的主视图；

图2是图1的俯视图；

图3是外转插锁或平垂多功能风发电机的主视图；

图4是图3的俯视图；

图5是内转插锁或平垂多功能风发电机的主视图；

图6是外转式平垂多功能风发电机的单层桶底座的发电部件剖视图；

图7是外转拨杆锁定式或带变速器和拨轮风轮分体安装的平垂多功能风发电机的主视图；

图8是图7的俯视图；

图9外转斜面拨杆锁定式带变速器和把拨轮风轮分体安装的平垂多功能风发电机的主视图；

图10是图9的俯视图；

图11是外转电磁锁定式带有桶式发电部件的平垂多功能风发电机的主视图；

图12是图11的主视图；

图13是外转电磁锁定式无发电部件而直驱工作机的平垂多功能风发电机的主视图；

图14是内转外拨锁定式的平垂多功能风发电机的主视图；

图15是内转内拨锁定式并带有曲面板夹道尾翼和把拨轮风轮分体安装的平垂多功能风发电机的主视图；

图16是图14的俯视图；

图17是内转式含有随动调向部件和桶式发电部件的平垂多功能风发电机的主视图；

图18是内转式含有随动调向部件和板式发电部件的平垂多功能风发电机的主视图。

具体实施方式

在附图1中，1是桨叶风轮，2是轮轴支杆，是桨叶风轮的载体，它与桨叶风轮的转轴活动连接，3是桨叶风轮的转轴，与桨叶风轮作可传力矩的连接，4是平锥齿轮，它与桨叶风轮轴固连，5是止动环，各自与发电部件的各相输出电路分别作电连接，它们固定在位于大立柱23的上部的绝缘材料上，6是锁定轮，7是爪牙，它固连于爪牙杠杆的上端，它与锁定轮作成可啮合可脱离的连接关系，8是爪牙杠杆，它由支轴9承载，它的一个臂端与止转板10连接，另一臂端与连板12活动连接，止转板10与各个止转环作成可触可离的连接关系，11是弹簧，其一端固连在爪牙杠杆的支板35上，另一端和摆动杆的后板连接，13是摆前板，其上端和摆轴固连，其下端通过传力器件，和拨杆的槽轮连接，14是摆前板的支板，15是拨杆的槽轮，挠性传力器件和拨杆固结于其上，16是拨杆，它的头插入对控风轮的内圈辐条中，17是对控风轮的内圈辐条，18是对控风轮，它靠中心部分是辐条17，，外围是桨叶20，19是尾杆，21是调向轴承，其外圈一方面和桨叶风轮的支杆2连接，另一方面和尾杆连接，22是立锥齿轮，23是大立柱，24是和立锥齿轮作可传力矩连接的大转管，25是下轴承，26是盖板，27是永磁铁，28是导线包，29是磁转筒，它和大转管固连，30是桶底座的外桶，31是桶底座的内桶，32是桶底座的底板，33是通风孔，34是多槽管，它固连于桶壁，槽中有导线包。

在图2中，35是爪牙杠杆的轴支板，36是摆后板，它与摆动轴固连，与连扳12活动连接，37是双板夹道式尾翼，38是两个平板的支连扳，39是槽轮支板，40是对控风轮轴。

在图1和图2中，若无风，则因弹簧拉力，使爪牙杠杆上的止转板和大立柱上的止转环相接触，使发电部分的单相电或三相电短路，风轮被锁。若有风，从左边吹来，桨叶风轮因停转不阻挡风，尾翼使整个机器对准风向后，对控风轮旋转，把拨杆压下一个角度，迫使爪牙杠杆的爪牙与锁定轮相啮合，同时止转板和止转环脱离开，电流短路取消，桨叶风轮即旋转作功。

当风向变动时，对控风轮停转，拨杆复位，弹簧拉回爪牙杠杆的下端，爪牙离开锁定轮，连接在爪牙杠杆上的止动板10和止动环5接触，桨叶风轮被锁定，尾翼调对风向而对准来风方向后，对控风轮旋转，桨叶风轮即可转动作功。夹道尾翼的优点有二：一是避免斜向风把对控风轮吹转干扰，二是把尾翼受风面加大一倍。

图3是带有提拉式离合机构和有底部轴承的平垂多功能风发电机(带有发电部件)的主视图。图中，零件1至4的名称和图1相同。零件5是锁定盘，是靠近周边有一圈孔的盘，6是大立柱，7是销轴，其腰部穿有弹簧8，其上部穿在限位桶9中，其上端系有线绳13，线绳13从双滑轮14所夹槽中穿出后，把线绳上端系于提杆12上，10是止转环，11是止转板，15是滑轮的心轴，16是限位筒9和滑轮14的支架，17是活尾翼，18是拉簧，位于活尾翼两侧，弹簧的下端固连在簧座23上，19是固定尾翼，也可用活动尾翼代替它，20是活尾翼的转轴，21是该转轴的支架，22是尾杆，24是调向轴承，25是立锥齿轮，它穿在大立柱上，与平锥齿轮4啮合，26是大转管，它和立锥齿轮25相啮合，27是中轴承，28是永磁体，29是固连于多槽管的导线包，30是固连于大转管26的磁转桶，31是固连于桶底座的外桶管，多槽管与它固连，32是内桶管，33是下轴承，34是座底板。

图中表示：有北风吹来，使活翼17偏离中立位置而倾斜，使提杆12向南转动，带动线绳13把销轴7从锁定盘5中提出，使尾杆22处于自由状态而围绕调向轴承24转动以对风向。同时止动板1122处于自由状态而围绕调向轴承24转动以对风向。同时止动板11和止动环10接触以短路，当来风基本垂直于桨叶风轮旋转平面时，活翼受弹簧力而恢复中立位置，弹簧8使销轴插入锁定盘中，同时止动板11也离开止动环10，使桨叶风轮工作。

图4是图3的俯视图。图中零件序号与图3相同的序号就是同一个零件。

图5是含有顶压式离合机构和桶式发电部件的内转式平垂平垂多功能风发电机的主视图。图中1是大立桶，它与大转杆3和永磁体29活动连接，2是下轴承，4是桨叶风轮，5是转轴，它和平锥齿轮6及桨叶风轮4固连，它和尾杆8活动连接，以其为载体，7是立锥齿轮，它和大转杆3固连，9是调向轴承，10是支圈，它和调向轴承9的外圈连接，11是止转环，它包围大立桶并和大立桶绝缘，12是止转板，它和凸轮轴的轴端连接，它与止转环作成可触可离的连接关系，13是凸轮或偏心轮，它和凸轮轴17固连，14是弹簧，其下端和带有法兰的限位筒接触，其上端和销轴的法兰盘接触，销轴的法兰盘和凸轮或偏心轮13接触，15是限位筒，它和销轴22活动连接，16是限位筒的支板，18是弹簧，共两根，其下端和活动尾翼连接，其上端挂在和尾杆固连的板上，无风时活翼20处于中立位置，19是活翼和凸轮轴的支板，和凸轮轴活动连接，20是活翼，21是固定尾翼，也可用活动尾翼20代替固定尾翼21，23是锁定盘，其边缘有一圈孔。24是桶式发电部件的桶底座的外桶管，25是内桶管，装有导线包的内外多槽管都和内外桶管固连。26是多槽管，27是桶底座的底板，28是导线包，29是永磁体，30是磁转桶，它和大转杆3固连。图中表示，有北风吹来，使活翼偏离平衡位置而向南偏倒，使凸轮13的不凸出面和销轴的法兰盘接触，弹簧14，使销轴22脱离锁定盘23，使尾杆处于自由状态而正在调对风向，同时，止转板12接触止转环11以短路。当桨叶风轮的旋转平面和来风垂直时，活翼恢复中立位置，弹簧使销轴穿入锁定盘孔中，同时止转板12脱离止转环11，使桨叶风轮工作。

图6是单桶发电部件的剖视图。在图6中。1是永磁体，它和所述磁转桶2的桶壁固连，磁转桶2和大转管5固连，3是中轴承，4是大立柱，6是导线包，它被装于具有高导磁率的多槽管7的槽中，多槽管7和桶底座的底板9固连，此图中已把多槽管的管壁和桶底座的桶壁8作成合二为一，更为简单，单桶底座的底板9和大立柱4固连，8是下轴承，它介于磁转桶和桶底座的桶管之间。

图7与图8和图1与图2所代表的两个实施例的不同之处，只在于图7和图8实施例中的控制组件是带有变速器并把对控风轮与拨轮分体安装。除此而外，其它零部件都是相同的，兹不复述。在图7和图8中，对控风轮44和变速器中的主动轮28同轴，被动轮19和拨轮17同轴，主动轮和被动轮相啮合以提高速度，减少拨杆的往复震动幅度。图7中18是对控风轮轴和拨轮轴的支板。27是对控风轮的轴，在图8中，39是平板尾翼，40是流线尾翼，41是尾杆，42是槽轮支板，43是拨轮17的轴，44是对控风轮。

图7中的平板尾翼和流线型尾翼结合；使风向易于对准确。因为当平板尾翼37和风向夹角较小时，若无流线尾翼，则风力再不能推动尾翼旋转对准风向，若有流线尾翼，则在它和平板尾翼交界处，与平板夹角较小的风力，仍能使尾翼继续转动直至完全对准，流线型壳产生风阻极小。

图9和图10所代表的实施例与图7和图8所代表的实施例的不同之处，在于图9和图10中的拨杆不同，除此之外，其它零部件都相同，兹不重复赘述。图9和图10中的拨杆是斜面拨杆，即和拨轮的相接触之处的拨杆是尖劈型斜面，可以是单面尖劈，也可是双面尖劈。而在图7和图8，乃至图1和图2中的拨杆都是带有槽轮的旋轮拨杆。

图11是具有锁定调向部件的含有电磁式控制组件的平垂自发风动机的主视图。图中1是桨叶风轮，2是支杆，3是桨叶风轮轴，4是平锥齿轮，5是大立柱，6是锁定轮，7是爪牙，它和锁定轮作成可啮合可脱离的连接关系，8是爪牙杠杆，9是其支轴，10是弹簧，11是电磁铁，它与爪牙杠杆下端的软铁作成可触可离的连接关系，12是尾杆，13是发电机15和电磁铁11之间的电路，14是单板尾翼，16是对控风轮，17是锁支架，18是调向轴承，其内圈固连于大立柱，外围与尾杆直接或间接相连，19是立锥齿轮，20是大转管，其上端与立锥齿轮连接，21是下轴承，它被连在大立柱和大转管之间，22是磁盖桶的盖板，23是磁盖桶的永磁体，它固连于磁盖桶的桶管；24是导线包，25是磁盖桶的桶管，26是桶底座的外桶壁，27是其内壁，28是桶底座的底板，29是通风孔，30是多槽管，它由高导磁率材料作成，固连于桶壁，槽中有导线包。

图12是图11的俯视图。

图13是带有电磁锁定部件和用齿轮输出功率而无发电部件的平垂多功能风发电机的主视图。其中零件1至19与图11的全同，兹不复述。图13中，大转管20的下面与齿轮21固连，并且和下轴承22的外圈固连，大立柱5的下端一方面和下轴承22内圈固连，另一方面和底座23固连。齿轮21可以连各种工作机，例如可和抽水机或空气压缩机作可传力矩的连接，用于抽水或压缩空气储能等。

图14是带有外拨式的锁定部件的内转式平垂多功能风发电机的主视图。图中，1是磁转桶，2是大立桶，3是下轴承，4是大转杆，5是上轴承，6是桨叶风轮，7是风轮转轴，8是平锥齿轮，9是尾杆，10是立锥齿轮，11是支圈，它和调向轴承12的外圈连接，13是止转环，14是止转板，15是锁定盘，16是弹簧，其一端固定于爪牙杠杆的支板，另一端连接于推拉杆19，17是连杆，18是爪牙杠杆的支轴，20是挠传器件，其一端固结在拨轮25上，另一端固结在推拉板19上，21是对控风轮，22是对控风轮轴的支板，23是对控风轮的轴，24是拨杆，它和拨轮25固连，26是拨轮25的支杆，27是尾翼，28是推拉板19的支板，29是爪牙，30是桶底座的外桶管，31是内桶管，32是多槽管。此图中已卸掉一面尾翼。

在图15中，1是磁转桶，它是磁钢30的载体，它和大转杆23固连，2是大立桶，3是桨叶风轮，4是桨叶风轮转轴，5是平锥齿轮，6是支杆，7是立锥齿轮，8是轴承外圈，9是固连于扛杆11的爪牙，10是爪牙杠杆11的支轴，12是弹簧支板，13是止转板，14是弹簧，15是双板夹道尾翼，16是尾杆，17是对控风轮的支板，18是大转杆的支架，19是止转环，20是旋轮拨杆，21是拨轮，22是对控风轮23是大转杆，其上端和立锥齿轮7固连，其下端和磁转桶固连，24是轴承，25是桶底座的桶管，26是内多槽管，27是外多槽管，多槽管固连于底座的桶管。28是桶底座的底板，29是导线包，30是永磁体。

在图16中，31是梁支柱，共3个，它们都和调向轴承的外圈直接或间接固连，32是中梁，它与尾杆16固连，并和各个梁支柱固连。33是两个曲面板构成的夹道式尾翼，34是尾翼支板，35是槽轮，它与拨杆固连。

在图17中，1是磁转桶；2是大立桶；3是桨叶风轮；4是其转轴；5是平锥齿轮，它与桨叶风轮的转轴固连，6是桨叶风轮转轴的支杆即尾杆，和桨叶风轮轴活动连接，此支杆与调向轴承的外圈间接的固连，靠外圈支撑；7是与大转杆固连的立锥齿轮，它与平锥齿轮5相啮合，它位于调向轴承之内；8是调向轴承盒，它与调向轴承的外圈固连；9是尾翼，它与调向轴承盒间接的固连；10是调向轴承，其内圈与大立桶固连；11是上轴承支架，它包容上轴承外圈并与大立桶固连；12是大转杆，它依靠下轴承13支持，下端与磁转桶1固连。下轴承13的外圈与大立桶2固连。14是桶底座的外桶；15是桶底座的内桶，它们各自都有高导磁率的多槽管分别和它们固连；16是多槽管；17是桶底座的底板；18是固连于多槽管的导线包；19是固连于磁转桶1的永磁体。

图18中，零件3至12仍如图13所述，不重复述。1是上底板，2是法兰盘，13是带法兰盘的大立桶，14是下轴承，15是磁转板，16是导线包，17是板底座的下底板，它上面固连有含下导线包的多槽板。磁转板15的上和下两表面都有磁场，故上和下两板导线包都发电。若只装一板导线包，则大立桶经过其法兰盘可直接和第一座底板固连。

在把水平轴风动机变为垂直轴风动机时，必须要用一对锥齿轮，当固连于桨叶风轮的平锥齿轮拨动立锥齿轮时，立锥齿轮必然对平锥齿轮施加反作用力矩，使桨叶风轮偏离风向摇晃不定，不能工作，因此必须有锁定调向部件，特别是外转式平轴风动机更需要。内转式平轴风动机，当桨叶风轮和尾杆尾翼质量特别大，并且垂直轴下面的负载较轻，而且当立锥齿轮远小于平锥齿轮的情况下，也可用随动调向部件，因为此时的立锥齿轮重臂很短，施于平锥齿轮的反作用力矩很小，把质量很大的桨叶风轮和尾翼尾杆几乎推不动。除此而外，一般情况下，为稳定对准风向，内转式平垂自发风动机仍需锁定调向部件。

本实用新型当用于发电时，取代了普通的电磁发电机，把普通风力发电机的支柱和底座变成了新的风力风电机的定子，一物多用，降低成本。

另外，其大转管和磁转桶，相当于给风轮加上了惯性储能轮，能起到稳定转速和稳定发电电压的作用。这样，就能减小一切风电机的固有缺点即波动性。又因为大转管是沿垂直轴旋转，热空气总是自然的由下往上升，故冷却性能良好，故能解决普通风力发电机因通风散热不良而引起发热退磁或火灾问题。

此外，水平轴风电机的固有缺点之一是风向不易对准，往往有15°以上的偏航误差，本实用新型的对控风轮及其特有的尾翼就能使风向对准.因双板夹道尾翼不但能避斜向风干扰对风向，而且等于加大了尾翼受风面，特别是流线型曲面夹道尾翼更有利于对准风向而提高发电效率和功率。

本实用新型除可用于发电外还有其它多种用途，例如，把所述大转管或大转杆通过齿轮或其他传力器件和抽水机(例如往复式水泵和螺杆式水泵或链条式水泵等等)连接，不通过电能转换，就能直接抽水灌溉农田或储水储能，又如和风磨相连，就能加工猪祠料等农产品，如此等等。这样既省去了机械能变电能再变机械能的能量消耗和发电机与电动机，又能使成本大为节约。

所以本实用新型是多功能的。若用于发电则其优点为：

1、不需另加电磁发电机而自身单独发电，可降低成本。

2、可避免传统的水平轴风电机因导线发热而引起的退磁不能发电或火灾故障。

3、能避免传统的水平轴风电机的头重脚轻的不稳定性。

4、便于使用飞轮储能而利于转速趋向稳定以克服波动性，从而使电压趋于稳定。

5、外转式平垂多功能风发电机便于使用离心调速器等，有利于用大风工作。

6、平垂多功能风发电机因有对控凤轮配合我们的特殊尾翼寻找方向，可减少传统水平轴风电机的偏航误差，有助于在同样风速下多发电。

7、本实用新型除能和发电部件的单桶底座或单板底座配用外，还能和发电部件的双桶底座或双板底座配用，把永磁体的两个表面磁场都能用上，使永磁体一个顶两个用，使成本大降。

8、能把水平轴风电机的高速性优点保留下来，加上锥齿轮的增速，能使发电部件的重量和成本大为降低。

Claims (9)

1.一种平垂多功能风发电机，是外转式的或是内转式的，它们都包括支撑部件、动力部件、动力传输部件、调向部件，或者还包括发电部件，其特征在于：

A、所述支撑部件，外转式平垂多功能风发电机的支撑部件是和底座固连的大立柱，内转式平垂多功能风发电机的支撑部件是和底座固连的大立桶，所谓固连即固定连接；

B、所述动力部件，包括桨叶风轮及其转轴和支杆，所述桨叶风轮与其转轴固连，桨叶风轮的转轴与其支杆活动连接，其支杆与所述调向部件连接；

C、所述动力传输部件，包括立锥齿轮和平锥齿轮及大转管或大转杆，所述平锥齿轮与桨叶风轮的转轴固连，立锥齿轮或与大转管固连，或者与大转杆固连，大转管与所述大立柱活动连接，并以大立柱为载体，大转杆与所述大立桶活动连接，并以大立桶为载体，立锥齿轮和平锥齿轮相互啮合；

所述大转管或大转杆，或者与发电部件作可传力矩的连接，或者通过可传力矩的器件与其它工作机连接；或者直接与需要动力的其它工作机连接；

D、所述调向部件，或是随动调向部件，或是锁定调向部件，随动调向部件包括调向轴承、尾杆和尾翼，调向轴承一方面与大立柱或者大立桶连接，另一方面与桨叶风轮的支杆直接的或间接的连接，同时，调向轴承直接的或间接的与尾杆和尾翼固连；

所述锁定调向部件除了含有调向轴承及尾杆和尾翼以外，还包括离合组件和控制组件，所述控制组件或是活翼轴杆式的，或是风轮拨杆式的，或是风轮电磁式的，所述离合组件，或是爪牙式的，或是插孔式的；

E、所述发电部件，或是桶式发电部件，或是板式发电部件：它们的转子，或者和所述大转管作可传力矩连接，或者和所述大转杆作可传力矩的连接；

(a)所述桶式发电部件，包括桶式底座、磁转桶、多槽管和导线包，桶式底座由座底板和桶管固定连接构成，桶式底座简称桶底座，它或与大立柱固连，或与大立桶固连，磁转桶的桶壁由磁性物质构成，它或与大转管固连，或与大转杆固连，具有高导磁率的多槽管固连于桶底座的桶管，导线包固连于多槽管的槽中，并以其为载体；

(b)所述板式发电部件，包括板式底座、磁转板、多槽板和导线包，板式底座或与大立柱固连，或与大立桶固连，所述具有高导磁率的多槽板固连于底座板，底座板是构成板式底座的板，导线包固连于多槽板的槽中，所述由磁性物质构成的磁转板或是固连于大转管，或是固连于大转杆，它和大转管或大转杆的轴心线的方向相互垂直。

2.据权利要求1所述平垂多功能风发电机，其特征在于：所述锁定调向部件中的爪牙式离合组件，包括锁定盘和离合机构，锁定盘周围有齿，它或是固连于外转式平垂多功能风发电机的大立柱，或是固连于内转式平垂多功能风发电机的大立桶，离合机构包括轴支板、支轴和爪牙杠杆，所述支轴和以连接于尾杆的轴支板为载体而相连接，爪牙杠杆穿在支轴上，和轴支板活动连接，爪牙杠杆的爪牙和锁定盘作可啮合可脱离的连接关系，它的一个臂端，一方面通过传力器件和拔杆连接，另一方面和弹簧连接，弹簧的另一端直接或间接的连接于尾杆；

具有发电部件的平垂多功能风发电机其爪牙式离合机构中，或者还包括止转板和止转环，所述止转环是经过绝缘层而包围大立柱或大立桶，并以其为载体，每个止转环都和所述发电部件的对应的输出电路分别作电连接，止转板连接在爪牙杠杆的其中一个臂端上，它和止转环作成可触可离的连接关系。

3.据权利要求1所述平垂多功能风发电机，其特征在于：它的锁定调向部件中的插孔式离合组件，包括锁定盘和离合机构，锁定盘近 周边处布满一圈孔，它或是固连于外转式平垂多功能风发电机的大立柱，或是固连于内转式平垂多功能风发电机的大立桶，所述离合机构，或是提拉式，或是顶压式，所述提拉式离合机构，包括穿有弹簧的销轴、限位筒及其支架以及滑轮或滑柱及其支架，限位筒的支架固连于尾杆，穿有弹簧的销轴的一端插入限位筒中，与限位筒活动连接，其另一端与锁定盘的孔作成可插入可拔出的离合关系，限位筒的一端与由两个滑轮或两个滑柱构成的槽孔正对，销轴顶部固连的挠性传力器件和活动尾翼的提杆相连，弹簧一端和限位筒端口接触，弹簧另一端连接于销轴；

所述顶压式离合机构，包括偏心轮或凸轮及其转轴和支板以及限位筒及其支架和带弹簧的销轴，凸轮或偏心轮的转轴穿在和尾杆连接的支板上，此转轴与活动尾翼固连，限位筒与其支架固连，带弹簧的销轴的一部分穿在限位筒中，两者活动连接，弹簧的一端和限位筒的一个端口接触，另一端连接于销轴，销轴的露出限位筒的一端和锁定盘的孔形成可插入可退出的离合关系，销轴的露出限位筒的另一端和所述偏心轮或凸轮接触；

所述具有发电部件的平垂多功能风发电机，其提拉式离合机构中，或顶压式离合机构中，或者还包括止转板和止转环，所述止转板，装在提拉式离合机构的提杆的靠近锁定盘的一端，或者装在顶压式离合机构的转轴的靠近锁定盘的一端，所述止转环，或者装在外转式平垂多功能风发电机的大立柱，或者装在内转式平垂多功能风发电机的大立桶，这两种情况下的每个止转环，都分别和所述发电机部件的输出电路作电连接，所述止转板和所有止转环作成可离可触的连接关系。

4.据权利要求1所述平垂多功能风发电机，其特征在于：所述活翼轴杆式控制组件，包括尾杆、活动尾翼及其支架、提杆或凸轮轴以及弹簧和支板，尾杆和所述调向轴承直接或间接的连接，活动尾翼通过其支架铰接在尾杆上，它的两个面用弹簧拉在固连于尾杆的支板上，无风或顺风时使它处于中立位置；提杆或凸轮轴的一端与活动尾翼固连，另一端面或者与止转板连接，或处于自由态。

5.据权利要求1所述平垂多功能风发电机，其特征在于：所述风轮拨杆式控制组件，包括对控风轮、拨轮、拨杆和传力器件，它们都是以尾杆或风轮支杆为载体；拨轮与对控风轮之间，作可传力矩的连接，拨轮的各个辐条与拨杆头构成可插合可分离的连接关系，拨杆通过传力器件与所述爪牙杠杆作传力连接，此种力和连接在爪牙杠杆的弹簧力的方向是相反的；

所述拨轮与对控风轮之间，或是一体式的，或是分体式的，所谓一体式的，即拨轮成为对控风轮的辐条状的组成部分；所谓分体式的，即拨轮与对控风轮分别独立安装，而形成直接的或间接的可传力矩的连接，所谓直接可传力矩，是拨轮与变速齿轮中之被动轮同轴，而主动轮与对控风轮同轴，通过这俩齿轮啮合而传力矩；

所述拨杆，或是旋轮式拨杆，或是斜面式拨杆，旋轮式拨杆是把拨杆和装在支轴上可转动的槽轮固连，固结在槽轮上的挠性传力器件直接的或间接的与爪牙杠杆作传力连接；所述斜面式拨杆，是把拨杆头作成单斜面或双斜面；并使可绕支轴转动的拨杆通过传力器件而直接的或间接的与爪牙杠杆作传力连接。

6.据权利要求1所述平垂多功能风发电机，其特征在于：所述电磁式控制组件，包括对控风轮、发电机和电磁铁，它们都以所述尾杆为载体，装在尾杆上的对控风轮与所述发电机的转子作成可传力矩的连接，发电机的电流输出电路和所述电磁铁的输入电路作电连接，电磁铁和装在所述爪牙杠杆上的软铁作近邻对应；电磁铁的吸力和连接在爪牙杠杆的弹簧力方向相反。

7.据权利要求1所述平垂多功能风发电机，其特征在于：所述风轮拔杆式控制组件所对应的尾翼，或是双板夹道式的，或是平板加流线形壳式的，或是轮圈深桶式的，它们都是直接或间接的以尾杆或风轮支杆为载体，所述双板夹道尾翼，或是在对控风轮的两侧或其临近处安装两个平面板，或是在对控风轮的两侧或其临近处安装两个曲面板；所述平板加流线形尾翼，是在靠近桨叶风轮的一方装平板，在距桨叶风轮较远处，以所述平板为对称平面而连接流线壳并固定于尾 杆：所述轮圈深桶式尾翼，是在对控风轮外周连一个深桶式轮圈。

8.据权利要求1所述平垂多功能风发电机，其特征在于：所述桶式发电部件的桶底座，或是单层桶底座，或是多层桶底座，单层桶底座是一个桶管和座底板固连而成，多层桶底座是一个座底板和多于一个的桶管固连而成，多层桶底座的全部桶管的轴心线是同一个，桶底座上的每一个桶管都有多槽管及其所载导线包和它固连，每个多槽管的管壁及其所载导线包都和磁转桶的磁性桶壁构成近邻对应，所述磁转桶的下部，或者经过轴承和它最近邻的桶管构成活动连接，或者作自由状态。

9.据权利要求1所述平垂多功能风发电机，其特征在于：所述板式发电部件的板式底座，简称板底座，它或是单层板底座，或是多层板底座，所述单层板底座，或固连于大立柱下部，或固连于大立桶下部，它只有一层底座板和与它固连的多槽板，所述导线包固连于其槽中；

所述多层板底座，或是固连于所述大立桶下部的一个以上的平行板，或是固连于所述大立柱下部的一个以上的相互平行的板，每个板的上面或下面都有高导磁率的多槽板及其所载导线包与它固连；

每个多槽板及其所载导线包都和磁盖板构成近邻对应，所述磁盖板是富有磁性的板，所述磁盖板与前述大转管或大转杆固连。