CN87214619U - 升-阻力综合式风力发动机 - Google Patents

Abstract

一般风力发动机叶轮的风能利用系数0.4左右。风对叶轮做完功以后尚有余速度没有被利用。本实用新型采用两个叶轮驱动一根轴，第一个叶轮靠来风的速度产生的升力来运转，第二个叶轮靠通过第一个叶轮的风的余速度产生的阻力运转，这样不但起动力矩大，而且风能利用系数也很大。其结构只比一般螺旋桨式风力发动机多一个叶轮和传动装置。但机器性能优点很多。为开发低速风能提供新的设计方案。并能满足广大农牧渔业地区对动力和电能的要求。

Description

一般风力发动机的叶轮，起动力矩小，对于广大低速风地区，年平均风能利用率就太低了，因而国内外能源虽然短缺，但是风力发动机依然只是沿海高原等个别地区感兴趣的能源机械。

本实用新型的目的就是利用简单机构，增加风力发动机自起动力矩。最大限度的提高风能利用系数，开发低速风能源。

升－阻力综合式风力发动机的具体结构如图1所示：

增速锥（1）、升力叶轮（2）、阻力叶轮（3）、内摩擦锥（4）、外摩擦锥（5）、弹簧（6）、离心调速锤（7）、主轴（7）、大内齿圈（9）、中介齿轮（10）、齿轮轴（11）、固定轴架（12）、齿轮棘轮圈（13）、滚珠（14）、轴承（15）、弹簧钢丝（16）、棘爪轮（17）、棘爪（18）、轴承盖（19）、小翼（20）构成。

其中由内摩擦锥、外摩擦锥、弹簧、离心调速锤、构成离心调速摩擦离合器，由大内齿圈、中介齿轮、齿轮轴、固定轴架、齿轮棘轮圈、滚珠、轴承、弹簧钢丝、棘爪轮、棘爪和轴承盖构成增速换向单向传动器。

升－阻力综合式风力发动机工作原理如下：

当低速风吹向升力叶轮时，升力叶轮可能慢慢转动，也可能不转动。低速风的一小部份被叶片导向。大部分风穿过升力叶轮，没有和叶片接触。这两部份的风一起吹向阻力叶轮，阻力叶轮的叶片型状是利用风的阻力来运转，其旋转方向和升力叶轮旋转方向相反。然而阻力叶轮自起动力矩非常大，可以在低于2米／秒的风速情况下起动。固定在阻力叶轮上的大内齿圈将力矩经中介齿轮换向后传给齿轮棘轮组合。齿轮棘轮组合的功能就是单向传动器和自行车的飞轮原理、结构一样。自行车的飞轮的外面是链轮，此处是齿轮。因此可以通过齿轮棘轮组合将力矩传到主轴上，这时主轴上有两个力矩，其方向相同，前面的力偶矩很小，是升力叶轮传给的，后面的力偶矩非常大，因此阻力叶轮带动升力叶轮加速起动和运转。当升力叶轮的转速超过增速后的阻力叶轮的转速时，升力叶轮传给主轴上的力偶矩不能传给阻力叶轮，这是因为齿轮棘轮组合起了单向传动作用，逆向不能传动。当强大风速降临时，主轴的转速超过额定转速时，离心调速装置开始起作用。离心锤克服弹簧拉力甩向它所具有更大动能位置。离心锤的柄杆凸轮部份将装在同轴花健位置上的外摩擦锥压向固定在阻力叶轮上的内摩擦锥上。使阻力叶轮和升力叶轮一起旋转。然而阻力叶轮的旋转方向应该与升力叶轮旋转方向相反、阻力叶轮的叶型不适于和升力叶轮同方向旋转。于是这时阻力叶轮起阻止旋转作用，使超速旋转的升力叶轮的转速降为额定转速。

当主轴处于额定转速时，离心锤所具有的离心力克服不了弹簧的拉力，被弹簧拉回来，失去压力的外摩擦锥也被弹        簧拉回来，使内外摩擦锥脱开接触。本实用新型的特点自起动力矩特别大，风能利用系数也非常大，能够满足开发低度风能的要求。

本实用新型与发电机配套可以将广大低速风地区的风能转变为电能，满足农牧渔民家庭和小企业对电力的要求，可以人与活塞式抽水机配套使用不必转换成电能，再驱动电动机、抽水机，省略了增速器、发电机、硅整流器、逆变器、蓄电池和电动机，成倍提高效率。为无电力的新开垦和防护林带提供动力设备。本发明技术方案可靠，机器性能优良，成本略比一般螺旋浆式的风力机高5％左右，适于大批量生产满足农村的需要。

Claims (4)

1、升-阻力综合式风力发动机，其特征在于，由增速锥(1)、升力叶轮(2)、阻力叶轮(3)、内磨擦锥(4)、外磨擦锥(5)、弹簧(6)、离心调速锤(7)、主轴(7)、大内齿圈(9)、中介齿轮(10)、齿轮轴(11)、固定轴架(12)、齿轮棘轮圈(13)、滚珠(14)、轴承(15)、弹簧钢丝(16)、棘爪轮(17)、棘爪(18)、轴承盖(19)、轴承(15)、小翼(20)构成。

2、根据权利要求1的升－阻力综合式风力发动机其特征在于，升力叶轮靠风的初速度产生的升力来运转，阻力叶轮靠风的余速度产生的阻力来运转，两个叶轮旋转方向相反，安装在一根轴上。

3、根据权利要求1的升－阻力综合式风力发动机其特征在于，由固定在阻力叶轮上的大内齿圈和中介齿轮与齿轮棘轮组合构成反向增速单向传动器。

4、根据权利要求1的升－阻力综合式风力发动机其特征在于，升力叶轮由单叶片或多叶片构成，叶端装有流线型小翼。