專利名稱：橫翼順風(fēng)轉(zhuǎn)發(fā)電風(fēng)車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于風(fēng)力發(fā)電原動力裝置領(lǐng)域。
現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電裝置基本上為螺旋轉(zhuǎn)的風(fēng)車，其轉(zhuǎn)動翼片由單軸豎立支撐，作向心螺旋槳式橫向轉(zhuǎn)動，主要存在下述問題(1)翼片軌跡是與風(fēng)向成直角的法向轉(zhuǎn)動，其斜面對風(fēng)流的阻力和風(fēng)流對翼片斜面的浮力使高速氣流在壓力角處受阻，必然使螺旋槳減速為氣流速的1／2；且風(fēng)速越大，阻力越大，故翼片面積不可太大，使得轉(zhuǎn)動力臂受力面有限，因而發(fā)電出力受限。
(2)由于翼片面積不能太大，只有在四、五級中速風(fēng)時才能正常連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，風(fēng)速太小或太大都不利于正常工作，限制了風(fēng)能利用率。
(3)單支點(diǎn)的螺旋槳承受著很大的風(fēng)壓扭折力；為避免折損，翼片需有減速機(jī)構(gòu)，使傳遞功率下降；且需豎立于一個固定地點(diǎn)，裝配不便，適應(yīng)不了隨氣候巨變搬遷的需要。
經(jīng)檢索德溫特出版物“世界專利索引”1983～1987年風(fēng)力發(fā)電裝置，未見與本實(shí)用新型相同的專利報道，只有相類似的如下專利文獻(xiàn)a、US4659940A《高海拔風(fēng)力發(fā)電機(jī)》
旋轉(zhuǎn)風(fēng)葉圍繞臥式轉(zhuǎn)軸，驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電。
b、DE3602414A《臥式多翼轉(zhuǎn)子風(fēng)動機(jī)》所用風(fēng)翼是垂直鉸鏈的輕金屬折式、葉片、葉片上還鑲有太陽能電池。
c、US1273639A《風(fēng)力發(fā)電機(jī)》葉片有三個齒狀叉支撐它們的共同點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易安裝，結(jié)構(gòu)或運(yùn)轉(zhuǎn)方式與本實(shí)用新型有本質(zhì)不同。
本實(shí)用新型的目的就是要改進(jìn)上述現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機(jī)缺點(diǎn)，提供一種雙軸順向轉(zhuǎn)動，結(jié)構(gòu)簡單而合理，受力面積大、風(fēng)能利用系數(shù)較高、不易損壞、便于遷移的臥式發(fā)電風(fēng)車。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是橫翼順風(fēng)轉(zhuǎn)發(fā)電風(fēng)車，具有套于中軸4上的風(fēng)動推力轉(zhuǎn)輪裝置，中軸4、支撐中軸4和底面擋風(fēng)裝置的機(jī)架，順風(fēng)轉(zhuǎn)裝置、傳動裝置、避雷針25。其特殊之處在于風(fēng)動推力轉(zhuǎn)輪裝置具有兩個分別由三根輕金屬條作腰點(diǎn)交叉鉚接而成的三角形翼輪邊架3，其內(nèi)裝固鋼片或鋁片制、中心裝有軸承24的“三角形”轄片6，兩軸承24穿進(jìn)中軸4；還具有六根分別兩兩連接于兩三角形翼輪邊架3每邊的外伸頂點(diǎn)和腰部、且空間相互平行的金屬細(xì)翼架條2；分別固于每兩根細(xì)翼架條2上的三塊鋁制、塑膠制或油漆堅韌的紙板制風(fēng)翼板1；以及由螺釘固于左邊翼輪邊架3外側(cè)的大皮帶輪5；中軸4為空心金屬管，上面套裝風(fēng)力推力轉(zhuǎn)輪裝置和擋風(fēng)罩邊架7，且中軸4兩端置于立架框8邊桿頂端的軸承座中；支撐中軸4和擋風(fēng)裝置的機(jī)架具有由三根鋁或木制橫條和二根鋁或木制豎條制成的長方形底框架11，其近左端處裝有電機(jī)座橫支條16，上面裝固固定電機(jī)17的電機(jī)座15；底框架11中間橫條外伸出框邊一段，其端部穿固向下延伸出一段，以插入相應(yīng)樁柱21形成轉(zhuǎn)軸的避雷針25；底框架11兩前角處斜拉有兩根斜條，其下側(cè)由螺釘裝固兩個轉(zhuǎn)輪座13；還具有分別由兩個一端與底框架11橫邊端頭相連，另一端與底框架11另一橫邊近端頭處連接的“人字形”立架和在底部連接它們的橫支桿10組成的立架框8，其兩頂端處為支承中軸4的軸座，且立框架8兩斜桿腰部連接有起擋風(fēng)罩限位用的桿18；順風(fēng)轉(zhuǎn)裝置具有與機(jī)架底框架11中間橫條和避雷針24下部相連接的導(dǎo)向用輕金屬或木制舵板20；分別裝固在固定于底框架11兩前角處底側(cè)的兩個轉(zhuǎn)輪座13中的兩個轉(zhuǎn)向輪12；使機(jī)身作半園回轉(zhuǎn)園心定位的空心鋼管制樁柱21(圖2)，其高度與轉(zhuǎn)輪12一致，中間供插入避雷針25底部伸出底框架11橫桿部分；傳動裝置為皮帶傳動裝置，其大皮帶輪5固于左邊翼邊架3外側(cè)，小皮帶輪14由螺釘固于發(fā)電機(jī)17轉(zhuǎn)軸上，由皮帶輪9聯(lián)接大、小帶輪；避雷針25下部為園柱形，上部逐細(xì)至頂端為“十字”尖形；其中下部焊有限制底擋風(fēng)罩23位置的限位扣22。其特殊之處還在于該橫翼順風(fēng)轉(zhuǎn)發(fā)電風(fēng)車還具有起隔風(fēng)和限制推力轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速過快的底風(fēng)隔離裝置。
本實(shí)用新型起隔風(fēng)和限制風(fēng)動推力轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速作用的底風(fēng)隔離裝置具有半園筒形底風(fēng)擋罩23，其底部中心處裝有起限制其位置作用的定位扣19；還具有與底風(fēng)擋罩23上端邊緣鉚固、可連動其繞中軸4作扇形轉(zhuǎn)動的“凵”形邊架7，其另兩端為鉸扣，套于中軸4兩端外側(cè)立架支承處。
本實(shí)用新型的順風(fēng)轉(zhuǎn)裝置還具有置于整機(jī)底部，使樁柱21過其園心以形成回轉(zhuǎn)點(diǎn)的供轉(zhuǎn)向輪12運(yùn)行的半園形鋼筋軌道。
本實(shí)用新型的風(fēng)翼板1彎曲成園弧形。
本實(shí)用新型由于采用了風(fēng)翼板制成簡單的兩側(cè)支撐的臥式風(fēng)動推力轉(zhuǎn)輪裝置，取代了現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電裝置的螺旋槳或其它復(fù)雜的臥式轉(zhuǎn)輪裝置，使其具備多方優(yōu)點(diǎn)(1)風(fēng)翼板是彎弧形、呈兩支點(diǎn)的臥式，且是順風(fēng)向走的；空載時，上半受力面為半園翼板，弧形內(nèi)面是對風(fēng)流的充分兜載，凸面回程只受到較小的阻力，其轉(zhuǎn)速與風(fēng)速接近，克服了螺旋槳式翼片對風(fēng)速的阻力。當(dāng)順風(fēng)轉(zhuǎn)的翼板處于回路位置時，因有底風(fēng)擋罩的隔風(fēng)，減去了逆向阻力。掛上轉(zhuǎn)動帶時，凹形翼板對流束形成較大阻力，該阻力轉(zhuǎn)為對發(fā)電機(jī)軸的高效推力。在8級以上暴風(fēng)時，底風(fēng)擋罩由于受到強(qiáng)力風(fēng)壓的上浮作用，將被吹起并繞中軸4作扇形擺動，遮住風(fēng)動推轉(zhuǎn)輪上部風(fēng)翼板而同時讓出下部風(fēng)翼板，對上部推力減小而下部逆向推力產(chǎn)生，從而可使轉(zhuǎn)輪減速，保證了電機(jī)安全。
(2)兩個支撐軸對風(fēng)翼板不存在扭折力和阻力，使傳遞效率提高，且翼片面積可按需要增大，使電機(jī)出力成倍增加。
(3)結(jié)構(gòu)簡單，便于制造，能在各種風(fēng)速下運(yùn)轉(zhuǎn)工作，可隨氣候條件變化搬遷。
圖1是本實(shí)用新型立體圖。
圖2是本實(shí)用新型側(cè)視圖。
圖3是本實(shí)用新型轉(zhuǎn)動裝置和軌道俯視圖。
圖4是本實(shí)用新型應(yīng)用實(shí)例示意圖。
圖5是本實(shí)用新型第二方案立體圖。
以下結(jié)合
本實(shí)用新型的一個實(shí)施例如圖1，本實(shí)用新型由三塊風(fēng)翼板1、六根細(xì)翼架條2，兩個三角形翼輪邊架3及其轄片6、中軸4、大皮帶輪5、擋風(fēng)板邊架7、立框架8、皮帶9、橫支桿10、底框架11、轉(zhuǎn)向輪12、轉(zhuǎn)向輪座13、小皮帶輪14、電機(jī)座15、電機(jī)座橫支條16、電機(jī)17、限位桿18、定位扣19、舵板20、樁柱21、限位扣22、底風(fēng)擋罩23、兩個軸承24、避雷針25組成。
本實(shí)用新型置于多風(fēng)的高位地點(diǎn)后，風(fēng)流作用于風(fēng)翼板1，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩而使風(fēng)動推力轉(zhuǎn)輪裝置旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而通過皮帶傳動裝置帶動發(fā)電機(jī)工作。當(dāng)風(fēng)向改變時，由于舵板20的導(dǎo)流作用，使機(jī)身隨之轉(zhuǎn)依靠轉(zhuǎn)向輪12在軌道26上繞樁柱21不斷變換方位，保證風(fēng)翼板1承受正面風(fēng)推力作用。當(dāng)風(fēng)為4～7級，風(fēng)速為5～15米／秒以下時，發(fā)電機(jī)可在風(fēng)動推力轉(zhuǎn)輪帶動下順利工作，底風(fēng)罩23以中軸4為園心，自重搭落在限位桿18上；當(dāng)風(fēng)速大于8級(風(fēng)速15米／秒以上)時，電機(jī)17轉(zhuǎn)速會超過3000轉(zhuǎn)／分，至使其被燒壞，但此時風(fēng)壓大于28kg／米，風(fēng)推力將會把底風(fēng)擋罩23上抬起到上半園周向風(fēng)位置，對風(fēng)翼板1起隔風(fēng)作用，限制了風(fēng)動推力轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速，可防止電機(jī)17被燒壞；底風(fēng)擋罩23向上抬起的限位由限位扣22實(shí)現(xiàn)，當(dāng)風(fēng)力減小時，底風(fēng)擋罩23將由自重下落至原位。
圖4給出了本實(shí)用新型大型風(fēng)力電站的一種使用狀況圖。1為輸電桿、2為遮雨棚、3為本發(fā)電風(fēng)車、4為聚風(fēng)狹板，聚風(fēng)狹板4為向外逐擴(kuò)大的“喇叭口”狀，將風(fēng)流集中引至風(fēng)翼板。
現(xiàn)有風(fēng)電機(jī)螺旋槳的直徑為5米時，發(fā)電量為2.5KW，本實(shí)用新型的風(fēng)動有效率按一塊翼板面垂直的受力面積計算，發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)為0.9；每塊翼板的設(shè)計尺寸為1米×3米時，其每平方米比現(xiàn)有螺旋翼風(fēng)車的受風(fēng)面積大出10倍，其發(fā)電功率也可增高10倍而達(dá)到25KW。
本實(shí)用新型的風(fēng)動推力轉(zhuǎn)輪的第二設(shè)計方案是兩塊對應(yīng)的風(fēng)翼板，如圖5所示，適合于風(fēng)速較強(qiáng)地點(diǎn)使用。
本實(shí)用新型的支撐架比其它風(fēng)車為低，適合于安裝在地形較高的土坡、山坡、二山谷間風(fēng)向口?？蔀樯絽^(qū)農(nóng)戶，邊遠(yuǎn)工作機(jī)構(gòu)提供低廉、方便的電能，在風(fēng)能較充足的開闊區(qū)，可將本實(shí)用新型架于三層以上樓房頂面。
權(quán)利要求1.一種橫翼順風(fēng)轉(zhuǎn)發(fā)電風(fēng)車，具有(1)套于中軸4上的風(fēng)動推力轉(zhuǎn)輪裝置；(2)中軸4；(3)支撐中軸4和底面擋風(fēng)裝置的機(jī)架；(4)順風(fēng)轉(zhuǎn)裝置；(5)傳動裝置；(6)避雷針25；其特征在于(1、1)風(fēng)動推轉(zhuǎn)輪裝置具有(1、1、1)兩個分別由三根輕金屬條作腰點(diǎn)交叉鉚接而成的三角形翼輪邊架3；其(1、1、1、1)內(nèi)裝固鋼片或鋁片制“三角形”轄片6；其(1、1、1、2)中心處具有軸承座；其中(1、1、1、3)裝有軸承24；(1、1、2)六根分別兩兩連于兩三角形翼輪邊架3每邊的外伸頂點(diǎn)和腰部，且空間相互平行的金屬翼架條2；(1、1、3)分別固于每兩根翼架條2上的三塊鋁制、塑膠制或油漆堅韌的紙板制風(fēng)翼板1；(1、1、4)由螺釘固于左邊翼輪邊架3外側(cè)的大皮帶輪5；(2、1)中軸4為空心金屬管，上面套裝風(fēng)力推轉(zhuǎn)輪裝置和擋風(fēng)罩邊架7；其(2、2)兩端置于立架框8頂端的軸座中；(3、1)支撐中軸4和擋風(fēng)裝置的機(jī)架具有(3、1、1)由三根鋁或木制橫條和二根鋁或木制豎條制成的長方形底框架11；其(3、1、1、1)近左端處裝有電機(jī)座橫支條16，其上裝固固定電機(jī)17的電機(jī)座15；(3、1、1、2)底框架11中間橫條外伸出框邊一段；其(3、1、1、2、1)端部穿固向下延伸出一段、以插入相應(yīng)樁柱21形成轉(zhuǎn)軸的避雷針25；(3、1、1、2、2)底框架11兩前角處斜線有二根斜條、其下側(cè)由螺釘裝固兩個轉(zhuǎn)輪座13；(3、1、2)分別由兩個一端與底框架11橫邊端頭相連、另一端與底框架11另一橫邊近端頭處連接的“人字形”立架和左底部連接它們的橫支桿10組成的立架框8；其(3、1、2、1)兩頂端點(diǎn)處為支承中軸4的軸座；(3、1、2、2)立架框8兩斜桿腰部連接有起擋風(fēng)罩限位作用的限位桿18；(4、1)順風(fēng)轉(zhuǎn)裝置具有(4、1、1)與機(jī)架底框架11中間橫條和避雷針25下部相連接的導(dǎo)向用輕金屬或木制舵板20；(4、1、2)分別裝在固定于底框架11兩前角處底側(cè)的兩個轉(zhuǎn)輪座13中的兩個轉(zhuǎn)向輪12；(4、1、3)使機(jī)身作半園回轉(zhuǎn)園心定位的空心鋼管制樁柱21；其(4、1、3、1)高度與轉(zhuǎn)向輪12一致，中間插入避雷針24底部伸出底框架11橫桿部分；(5、1)傳動裝置為皮帶傳動裝置；其(5、1、1)大皮帶輪5固于左邊翼邊架3外側(cè)；(5、1、2)小皮帶輪14由螺釘固于電機(jī)17軸上；(5、1、3)由皮帶9聯(lián)接大、小帶輪；(6、1)避雷針25下部為園柱形，上部逐細(xì)至頂端為“十字”尖形；其(6、1、1)中下部焊有限制底擋風(fēng)罩23位置的限位扣22；(7)還具有起隔風(fēng)和限制推力轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速過快的底風(fēng)隔離裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橫翼順風(fēng)轉(zhuǎn)發(fā)電風(fēng)車，其特征在于起隔風(fēng)和限制風(fēng)動推力轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速作用的底風(fēng)隔離裝置具有(1)半園筒形底風(fēng)擋罩23；其(1、1)底部中心處裝有起限制其位置作用的定位扣19；(2)與底風(fēng)擋罩23上端邊緣鉚固，頂端接于中軸4作扇形轉(zhuǎn)動的“凵”形邊架7；其(2、1)另兩端為鉸扣，套于中軸4兩端外側(cè)立架支承處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的橫翼順風(fēng)轉(zhuǎn)發(fā)電風(fēng)車，其特征在于順風(fēng)轉(zhuǎn)裝置還具有(1)置于整機(jī)底部、使樁柱21過其園心以形成回轉(zhuǎn)點(diǎn)的供轉(zhuǎn)向輪12運(yùn)行的半園形鋼筋軌道。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的橫翼順風(fēng)轉(zhuǎn)發(fā)電風(fēng)車，其特征在于風(fēng)翼板1彎曲成園弧形。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的橫翼順風(fēng)轉(zhuǎn)發(fā)電風(fēng)車，其特征在于風(fēng)翼板1彎曲成弧形。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種橫翼順風(fēng)轉(zhuǎn)發(fā)電風(fēng)車，屬風(fēng)力發(fā)電原動力裝置領(lǐng)域。本實(shí)用新型是具有三塊大面積翼板，由二個橫向軸點(diǎn)支撐，作順風(fēng)轉(zhuǎn)動的風(fēng)力發(fā)電裝置，其翼板成半圓弧型，內(nèi)圓面可承受較大推力，外圓受空氣阻力較??；翼板回轉(zhuǎn)位裝有底風(fēng)擋罩，可保證翼輪作全速轉(zhuǎn)動；兩個底腳輪和舵板可使風(fēng)車隨流正面迎對風(fēng)向。本實(shí)用新型支架較低，安裝于山坡或高樓頂，可求得20KW以上的發(fā)電功率，適于山區(qū)農(nóng)戶和邊遠(yuǎn)工作機(jī)構(gòu)的需求。
文檔編號F03D3/02GK2035806SQ88208619
公開日1989年4月12日 申請日期1988年7月14日 優(yōu)先權(quán)日1988年7月14日
發(fā)明者彭從新 申請人:彭從新