CN2152919Y

CN2152919Y - 多层活叶式风力机

Info

Publication number: CN2152919Y
Application number: CN92240303U
Authority: CN
Inventors: 崔艺华
Original assignee: Cui Chengtai
Current assignee: Cui Chengtai
Priority date: 1992-12-26
Filing date: 1992-12-26
Publication date: 1994-01-12
Anticipated expiration: 2002-12-26

Abstract

本实用新型是关于一种多层活叶式风力机，该机由基座机构，挡风翅片框架机构和内筋固定机构所组成。其中主要采用内筋固定机构将挡风翅框架机构牢固地固定在地面；又采用多层活叶板式挡风栅面以增加阻风面积，从而获得最大的输出功率。这种风机在强风中，可随风大小自动调整翅片活叶的受力面积，使本风机可在安全范围内运转。

Description

本实用新型公开了一种风力机，尤其是一种多层活页式风力机，其随风力大小自动调整在安全范围内运转，属于动力机械领域。

风力发动机有各种样式的，有一种单层活页式风力机，其相互垂直的四支单层活页式翅片，基于安全考虑，其翅片挡风利用面积极为有限。这样该风力机输出功率也就有限。若要增加其输出功率，就要加大翅片上的活页的受力面积。然而这就会在强风袭来时，该风力机无法承受强风力而折断或倒塌的危险，其安全性较差。

本实用新型的目的是要提供一种在强风中，可以随风力大小自动调整翅片活页的受力面积，使增加的活页式翅片在安全范围内运转并以最大出力方式输出功率。

本实用新型的任务是如下技术方案完成的：本实用新型所设计的多层活页式风力机，主要是在挡风翅片框架沿转轴套管等分均布有若干支（2～4支）挡风栅面。该挡风栅面是由多层系列窗格所构成。每一窗格的竖窗格条上，由轴承铰链所连固有挡风活页板。该诸活页板是按窗格顺序由外而内，由上而下地依据所需承受的风力强度而设计成逐一加长活页板的宽度的。

本实用新型的多层活页式风力机具体结构如下：该机包括：基座机构，挡风翅片框架机构，内筋式固定机构三大部分。其中基座机构是由纵截面“工”字形的管体基座，均布在底托面上的系列光孔和系列凸栓孔，均布在管壁上的相应系列相贯斜孔等所组成。其中挡风翅片框架机构是由转轴套管，底平面轴承，伞齿轮组，挡风栅面等所组成。该框架机构的具体结构是在转轴套管的管轴面上均布固有（或焊接或螺接）若干支（2～4支）挡风栅面。该栅面之间相互以连杆而联固成高应力结构的框架。在转轴套管的下端套固有底平面轴承的上档凸缘座套。该转轴套管以底平面轴承为底支承面点而转动灵活。在该座套的外缘下方设有一组伞齿轮组，以改变转动轴动力方向，输出动力。该伞齿轮组又轴接于安装在基座管壁上的发电机或泵，以便输出功率。本实用新型的高应力挡风翅片框架，主要是对每一挡风栅面进行改进。这种挡风栅面是由多层系列窗格所构成，在诸窗格的竖窗格条上，由轴承铰链而连固有挡风活页板。其中轴承铰链是由两对半圆形连结器套在两对半圆形轴承之上，而由螺栓和防滑卡子所螺固在竖窗格条上，以便日后轴承疲乏时，可随时更换轴承铰链。有一半圆形连结器还螺固铰结有挡风活页板。诸活页板是按窗格顺序由外而内，由上而下地依据所需承受的风力强度而设计成逐一加长活页板的宽度。这样的栅面具有灵活的随风向而变化的活页板，因而栅面所承受风力的面积要大于单层活页翅片。当强风吹袭时，诸活页板因风向而受力绕转顺风向即造成可变动的受力面积，使风力机能在结构安全范围内始终以最大出力方式运转。为防止诸活页板顺风向全部放开，造成无法保持继续转动挡风栅面，而在诸栅面的最里面最下层的窗格上设有凸卡，以便随需要将窗格上的活页板卡靠在窗格上，以此活页板为维持转动的动力源。这种挡风活页板的竖直长度可以小于竖窗格的长度，而其横向宽度要大于横窗格宽度。这些诸挡风活页板除了栅面内侧的活页板外，其余活页板的非铰结竖边上都设有铰链缺口，以利于活页板紧靠在窗格上。

本实用新型的风力机，为防止翅片框架机构倒塌而设计了内筋式固定机构。这就是要将诸挡风栅面所连固的转轴套管上、下端都与基座机构相连结而紧固。所采取的是在转轴套管的顶端管内有一钢索座螺销固定在内管支柱的顶端上。该索座底部索环上可连固有若干条钢索。每条钢索的另一端在内管支柱内一直伸向其下部的贯通于管体基座上的相贯斜孔外，（也就是说内管支柱的下部也有相贯斜孔与管体基座上的相贯斜孔相贯通）。穿出斜孔的钢索，再通过管体基座的底托面上的对应凸栓孔与张力调整器和地锚相连接，构成内筋紧固机构，使内管支柱的顶端有钢索所拉紧固定于地上。该钢索座的上部可制成碗形滚珠轴承的碗面轴瓦。在该轴瓦中央再凸设一索座凸起螺杆。在该螺杆和轴瓦内依次装入碗形滚珠轴承，球形螺母和结合盖，并在结合盖上由螺母紧固之。这种结合盖的外环边还设有系列光孔，相应地由螺栓将均布在转轴套管上的诸挡风栅面的顶横梁而螺固于结合盖上。这样诸挡风栅面也通过结合盖与钢索座－内管支柱－钢索－张力调整器－地锚而连固成一体使得翅片框架旋转更加顺畅，并可防止框架上浮震动，即使在强风吹袭时，翅片框架由于内筋钢索而固定于地面而不倒塌。这种内筋式固定机构中的内管支柱是其上部分套入转轴套管内的，其底端嵌置入管体基座内，并有相贯斜孔下方的两螺销所螺销固定在管体基座上。这种固定机构采用的张力调整器是在一钢环的直径两侧分别螺接有一螺杆。该两端的螺杆再分别连接着钢索。在钢环圈内的两螺杆上分别套、螺接有垫圈和螺母。在螺紧钢索时，借调整钢环圈内的螺母而使各钢索的张拉力相同，用直尺量度各钢圈的变形宽度，即可知各钢索受力的异同，以便调整张力。

本风力机在组合时，首先将内管支柱套入管体基座内，由两个螺销将内管支柱的底端嵌置螺固在相贯斜孔的下方，然后分别将各条钢索的一端自基座的底托面上的系列凸栓孔，基座和内管支柱上的相应系列相贯斜孔穿入内管支柱内，直穿到钢索座的底部索环上，然后将钢索座套入内管支柱的顶端并由两个螺销固定在内管支柱上。然后将连固在一起的管体基座和内管支柱，竖立起，并由基座底托面上的光孔而钉固在地面，并将各钢索的另一端连接各相应的张力调整器，再拉紧连接于埋设在地下的地锚上，使内管支柱更加稳固。然后再将底平面轴承，上档凸缘座套所套固的挡风翅片框架的转轴套管而插套在内管支柱上，嵌置于基座上，并使伞齿轮组啮合于基座管壁上的发电机连轴器上。最后再在转轴套管顶端，依次向索座凸起螺杆和碗形轴瓦内，套入碗形滚珠轴承，球形螺母和结合盖，并用螺母紧压固定在结合盖上，再用螺栓将诸挡风栅面的顶横梁所对应在结合盖外环边上的系列光孔，栓螺紧固在一起，即而完成本风力机的组装。

使用本风力机时，如图6所示，其是多层活页式风力机的力学分析图。当风力吹动挡风翅片框架时，其中某一挡风栅面即从0°开始阻风，进而旋转至180°时，瞬间该挡风栅面上的窗格活页板，受风吹而翻转至板面顺风向，而不再阻风，在该栅面由180°转向360°时，栅面上的活页板都顺风向而不阻风。然而一旦超过360°（0°）又复始阻风推动整体翅片框架转动，如此周而复始即可借翅片框架下面的凸缘座套外缘上的伞齿轮组带动发电机转动而输出功率。当风力强度达到挡风栅面的最外面最上层的窗格挡风活页板所承受的最大风力强度时，该活页板即可绕曲，放开而不阻风，以降低危险性。当风力继续增强时，栅面上的诸窗格挡风活页板，则依据窗格顺序由外而内，由上而下地逐一放开，仅剩下最里面最下层上的窗格挡风活页板继续挡风运转。这样既安全，又能维持稳定的输出功率。

本实用新型的实施例结合附图说明如下：

制成一台四栅面多层活页式风力机如图1所示，其为多层活页式风力机实例的立体组合图。图1有：管体基座（1），系列光孔（2），系列凸栓孔（3），转轴套管（5），伞齿轮组（7），发电机（7′），挡风栅面（8），结合盖（13），上挡凸缘座套（17），窗格（18），竖窗格条（18′），轴承铰链（19），挡风活页板（20），凸卡（21），铰链缺口（29）。

如图2所示，其为多层活页式风力机实例剖面图。图2有：管体基座（1），系列光孔（2），凸栓孔（3），相贯斜孔（4），转轴套管（5），底平面轴承（6），伞齿轮组（7），发电机（7′），窗格（8），内管支柱（9），钢索（10），钢索座（11），碗形滚珠轴承（12），碗面轴瓦（12′），结合盖（13），球形螺母（14），索座凸起螺杆（14′），张力调整器（15），地锚（16），上档凸缘座套（17），窗格（18），竖窗格条（18′），螺销（22）、（23）、（30）、（30′）。

如图3所示，其为内筋固定机构的顶端结构B视图的剖面图。图3有：转轴套管（5），内管支柱（9），钢索（10），钢索座（11），碗形滚珠轴承（12），碗面轴瓦（12′），结合盖（13），系列光孔（13′），球形螺母（14），索座凸起螺杆（14′），钢环（24），螺销（30）、（30′）。

如图4所示，其为挡风活页板铰结示意图。图4有：竖窗格（18′）挡风活页板（20），半圆形连结器（27）、（27′），半圆形轴承（28）、（28′）。

如图5所示，其为张力调整器的平面视图。图5有：钢索（10），钢圈（24），螺杆（25）、（25′），螺母（26）、（26′）。

如图6所示，其为多层活页式风力机的力学分析图。图6有：转轴套管（5），竖窗格条（18′），挡风活页板（20）。

本实例的风力机不仅达到所预期的转化风力的目的，并且具有大阻力面，高功效高输出功率的特性，同时还耐经得起强风吹袭具有安全性能高的特点。

Claims

1、一种多层活页式风力机，其包括有由纵截面“工”字形的管体基座(1)，均布在底托面上的系列光孔(2)和系列凸栓孔(3)，均布在管壁上的相应系列相贯斜孔(4)等组成的基座机构；有挡风翅片框架机构；有由内管支柱(9)，钢索(10)，钢索座(11)，碗形滚珠轴承(12)，球形螺母(14)，索座凸起螺杆(14′)，外环边带系列光孔(13′)的结合盖(13)，张力调整器(15)，地锚(16)等组成的内筋式固定机构；其特征在于：所述的挡风翅片框架机构是在转轴套管(5)的管轴面上均布固有若干支(2～4支)挡风栅面(8)，该栅面(8)间相互以连杆联固，转轴套管(5)的下端头套固入底平面轴承(6)的上挡凸缘座套(17)内，该座套(17)的外缘下方设有伞齿轮组(7)，该伞齿轮组(7)又轴接于安装在基座(1)管壁上的发电机或泵(7′)；所述每一挡风栅面(8)是由多层系列窗格(18)构成，在诸窗格(18)的竖窗格条(18′)上，由轴承铰链(19)所连固有挡风活页板(20)，该活页板(20)是按窗格(18)顺序由外而内、由上而下地依据所需承受的风力强度而设计成逐一加长活页板(20)的宽度，在诸栅面(8)的最里面最下层的窗格(18)上设有凸卡(21)，以便随需要将窗格(18)上的挡风活页板(20)卡靠在该窗格(18)上。

2、根据权利要求1所述多层活页式风力机，其特征在于：所述的内筋式固定机构是在转轴套管（5）顶端管内有一钢索座（11），由螺销（30）、（30′）固定在内管支柱（9）顶端上，其（11）底部索环上连固有若干条钢索（10），每条钢索（10）的另一端在内管支柱（9）内，伸向其（9）下部的贯通于管体基座（1）上的相贯斜孔（4）外，并通过管体基座（1）底托面上的对应凸栓孔（3）与张力调整器（15）和地锚（16）相连接；该钢索座（11）上部为碗形滚珠轴承（12）的碗面轴瓦（12′），其（12′）中央又凸设有索座凸起螺杆（14′），在该螺杆（14′）和轴瓦（12′）内依次装入碗形滚珠轴承（12），球形螺母（14）和结合盖（13），并由螺母紧固在其（13）外环边带有的系列光孔（13′）相应地由螺栓将均布在转轴套管（5）上的诸挡风栅面（8）顶横梁而螺固在一起；所述的内管支柱（9），其上部分套装在转轴套管（5）内，其底端嵌置入管体基座（1）内，并有相贯斜孔（4）下方的两螺销（22）、（23）所螺销固定在管体基座（1）上。

3、根据权利要求1和2所述多层活页式风力机，其特征在于：所述的张力调整器（15），其是在一钢环（24）的直径两侧分别螺接有螺杆（25）、（25′），该杆（25）、（25′）分别连接着钢索（10），在钢环（24）圈内的两螺杆（25）、（25′）上分别套螺接有垫圈和螺母（26）、（26′）。

4、根据权利要求1所述多层活页式风力机，其特征在于：所述的连固挡风活页板（20）的轴承铰链（19）是由两对半圆形连结器（27）、（27′）套入两对半圆形轴承（28）、（28′），而由螺栓和防滑卡子所螺固在竖窗格条（18′）上，半圆形连结器（27′）又螺固铰结有挡风活页板（20）。

5、根据权利要求1和4所述多层活页式风力机，其特征在于：所述的挡风活页板（20），其竖直长度可以小于竖窗格（18′）长度，其横向宽度要大于横窗格（18″）宽度，诸挡风活页板（20）除栅面（8）内侧的活页板（20）外，其余活页板（20）的非铰结竖边上都设有铰链缺口（29）。