專利名稱：一種旋輪線水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及風(fēng)能利用設(shè)備領(lǐng)域，尤其是風(fēng)力發(fā)電機(jī)，具體是一種風(fēng)能利用率極高的旋輪線水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
人類從很早就開始利用風(fēng)能，隨著流體力學(xué)理論的完善，風(fēng)車結(jié)構(gòu)也在不斷改進(jìn)?，F(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的風(fēng)力發(fā)電機(jī)是模仿“螺旋槳”的結(jié)構(gòu)，用一根長(zhǎng)桿固定槳輪。然而，這種類型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)有如下幾個(gè)不足:①受材料強(qiáng)度的限制，槳葉面積有限，使得僅有很少一部分風(fēng)被利用，風(fēng)車起轉(zhuǎn)需要的最低風(fēng)速偏高。②只有一根桿固定風(fēng)車的槳輪，使得風(fēng)車抵抗災(zāi)害風(fēng)能力較弱，且當(dāng)風(fēng)方向變化時(shí)，風(fēng)車的方向不容易改變，因此限制了它的應(yīng)用范圍。③風(fēng)車的槳葉受力方向與風(fēng)向垂直，這種力是由槳葉周圍空氣的速度環(huán)量產(chǎn)生，由于速度環(huán)量有限，風(fēng)車力矩偏小。另外，我國(guó)歷史上有一種立式風(fēng)車，其主要原理是在一個(gè)水平的槳輪上加裝八片動(dòng)帆，并用繩控制它的轉(zhuǎn)向，使得當(dāng)它運(yùn)動(dòng)方向與風(fēng)向相同時(shí)，以最大面積迎風(fēng)受力，而當(dāng)它運(yùn)動(dòng)方向與風(fēng)向相反時(shí)，則以最小面積迎風(fēng)。這種風(fēng)車雖然有較大的有效迎風(fēng)面積，能產(chǎn)生較大的力矩，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占地面積大，安裝使用極不方便，難以推廣。另外，市面上的風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要是通過鏈條或普通的齒輪傳動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，這種傳動(dòng)結(jié)構(gòu)安裝復(fù)雜，摩擦損耗較大，使用也不方便。另外，市面上的風(fēng)力發(fā)電機(jī)僅適于較強(qiáng)風(fēng)力環(huán)境下使用，而且風(fēng)能轉(zhuǎn)換使用率較低。目前，市面上還沒有通過曲軸連桿組件傳動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種以曲軸、連桿傳動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的旋輪線水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，有效降低風(fēng)力發(fā)電過程中產(chǎn)生的摩擦損耗及生產(chǎn)、安裝和使用成本，滿足風(fēng)能利用低投入高利用率的可持續(xù)發(fā)展需求。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案:這種旋輪線水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括左右位置相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)主軸支架，至少一個(gè)主軸支架設(shè)有發(fā)電機(jī)，兩主軸支架之間至少設(shè)置有一根可轉(zhuǎn)動(dòng)的曲軸，曲軸上固定有帆片，曲軸上的連桿頸處活動(dòng)連接有控制連桿，該控制連桿的另一端與發(fā)電機(jī)的主軸傳動(dòng)連接。這樣，當(dāng)帆片迎風(fēng)時(shí)，帆片受力驅(qū)動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)使曲軸上的連桿頸處帶動(dòng)控制連桿，控制連桿帶動(dòng)與其傳動(dòng)連接的發(fā)電機(jī)主軸，從而使發(fā)電機(jī)發(fā)電轉(zhuǎn)動(dòng)。這種傳動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電的方式可有效降低風(fēng)力發(fā)電過程中力矩傳遞的損耗，進(jìn)而提升風(fēng)能利用率。進(jìn)一步，發(fā)電機(jī)的主軸上設(shè)有主軸齒輪；控制連桿一端固定有連桿齒輪，該連桿齒輪與主軸齒輪嚙合傳動(dòng)。這樣，主軸齒輪是固定在發(fā)電機(jī)主軸上的，連桿齒輪是固定在控制連桿端部的，當(dāng)帆片迎風(fēng)時(shí)，帆片受力驅(qū)動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，曲軸帶動(dòng)控制連桿端部的連桿齒輪做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)連桿齒輪的運(yùn)動(dòng)軌跡為圍繞主軸齒輪不做自轉(zhuǎn)地公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)主軸齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，可大大減少力矩傳遞的摩擦損耗，提升風(fēng)能利用率。[0006]進(jìn)一步，左右兩側(cè)的主軸支架上分別設(shè)有與主軸支架轉(zhuǎn)動(dòng)配合的轉(zhuǎn)子連桿，曲軸穿設(shè)于該兩個(gè)轉(zhuǎn)子連桿的上端之間并與轉(zhuǎn)子連桿轉(zhuǎn)動(dòng)配合，轉(zhuǎn)子連桿下端與發(fā)電機(jī)的主軸傳動(dòng)連接。這樣，由于帆片活動(dòng)設(shè)置在轉(zhuǎn)子連桿上端之間，當(dāng)帆片在迎風(fēng)受力的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生較大的向心力，該向心力可通過轉(zhuǎn)子連桿下端，傳遞給與轉(zhuǎn)子連桿下端傳遞連接的發(fā)電機(jī)主軸，從而能有效被發(fā)電機(jī)所轉(zhuǎn)換利用，進(jìn)一步提升了風(fēng)能的利用率。更進(jìn)一步，曲軸至少有三根，各曲軸上均固定有帆片，各曲軸的連桿頸上處均活動(dòng)連接有控制連桿，各控制連桿的下端均固定于同一連桿齒輪上，該連桿齒輪與主軸齒輪嚙合傳動(dòng)。這樣，通過多個(gè)曲軸、帆片及控制連桿的配合，帆片正面受到較小的風(fēng)力時(shí)，也能得到有效轉(zhuǎn)換利用，擴(kuò)大了整機(jī)的適用范圍，進(jìn)而便于利用和推廣。更進(jìn)一步，曲軸至少有三根，各曲軸兩端均設(shè)有轉(zhuǎn)子連桿，同一側(cè)的轉(zhuǎn)子連桿下端固定于同一轉(zhuǎn)套上，該轉(zhuǎn)套與發(fā)電機(jī)的主軸傳動(dòng)連接。這樣，通過多個(gè)曲軸、帆片及轉(zhuǎn)子連桿的配合，帆片上受到較小的風(fēng)力時(shí)，產(chǎn)生的較小向心力也能得到有效轉(zhuǎn)換利用，擴(kuò)大了整機(jī)的適用范圍，進(jìn)而便于利用和推廣。更進(jìn)一步，左右兩側(cè)的主軸支架底部固定有底座，該底座下方設(shè)有與底座轉(zhuǎn)動(dòng)配合的圓形軌道。這樣，不僅可以增加整機(jī)強(qiáng)度，還能自動(dòng)調(diào)整迎風(fēng)方向，以適應(yīng)風(fēng)向的變化，確保帆片長(zhǎng)時(shí)間正面迎風(fēng)，進(jìn)而使發(fā)電機(jī)主軸長(zhǎng)時(shí)間獲得較大的力矩，使風(fēng)能最大化得到利用轉(zhuǎn)換。更進(jìn)一步，帆片通過固定框架固定于曲軸上。這樣，可提高帆片的固定強(qiáng)度，延長(zhǎng)了整機(jī)的使用壽命。本實(shí)用新型有益的效果是:本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)合理、緊湊，通過主軸支架、發(fā)電機(jī)、曲軸、帆片、控制連桿、主軸齒輪、連桿齒輪、轉(zhuǎn)子連桿、底座和圓形軌道等組件的合理布局設(shè)置，使本實(shí)用新型能實(shí)現(xiàn)在較小風(fēng)力和災(zāi)害大風(fēng)地環(huán)境下都能使用，并且能將帆片所受到的正面風(fēng)的壓差力、斜向風(fēng)的垂直力產(chǎn)生的力矩得到良好地轉(zhuǎn)換利用，另外，本實(shí)用新型還能根據(jù)風(fēng)力方向自由調(diào)整最佳迎風(fēng)面，大大提升風(fēng)能利用率。本實(shí)用新型整機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，組裝方便，造價(jià)或使用成本遠(yuǎn)低于現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機(jī)，并且使用效果好，值得推廣應(yīng)用。
圖1為本實(shí)用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖；附圖標(biāo)記說明:主軸支架1，發(fā)電機(jī)2，曲軸3，連桿頸3-1，帆片4，控制連桿5，主軸齒輪6，連桿齒輪7，轉(zhuǎn)子連桿8，轉(zhuǎn)套9，底座10，圓形軌道11，固定框架12。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明:實(shí)施例1一種旋輪線水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括左右位置相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)主軸支架，至少一個(gè)主軸支架設(shè)有發(fā)電機(jī)，兩主軸支架之間至少設(shè)置有一根可轉(zhuǎn)動(dòng)的曲軸，曲軸上固定有帆片，曲軸上的連桿頸處活動(dòng)連接有控制連桿，該控制連桿的另一端與發(fā)電機(jī)的主軸傳動(dòng)連接。發(fā)電機(jī)的主軸上設(shè)有主軸齒輪；控制連桿一端固定有連桿齒輪，該連桿齒輪與主軸齒輪哨合傳動(dòng)。左右兩側(cè)的主軸支架上分別設(shè)有與主軸支架轉(zhuǎn)動(dòng)配合的轉(zhuǎn)子連桿，曲軸穿設(shè)于該兩個(gè)轉(zhuǎn)子連桿的上端之間并與轉(zhuǎn)子連桿轉(zhuǎn)動(dòng)配合，轉(zhuǎn)子連桿下端與發(fā)電機(jī)的主軸傳動(dòng)連接。曲軸至少有三根，各曲軸上均固定有帆片，各曲軸的連桿頸上處均活動(dòng)連接有控制連桿，各控制連桿的下端均固定于同一連桿齒輪上，該連桿齒輪與主軸齒輪哨合傳動(dòng)。各曲軸兩端均設(shè)有轉(zhuǎn)子連桿，同一側(cè)的轉(zhuǎn)子連桿下端固定于同一轉(zhuǎn)套上，該轉(zhuǎn)套與發(fā)電機(jī)的主軸傳動(dòng)連接。左右兩側(cè)的主軸支架底部固定有底座，該底座下方設(shè)有與底座轉(zhuǎn)動(dòng)配合的圓形軌道。帆片通過固定框架固定于曲軸上。本實(shí)用新型的工作原理:當(dāng)帆片迎風(fēng)受力時(shí)，帆片驅(qū)動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)使曲軸上的連桿頸處帶動(dòng)控制連桿做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，控制連桿端部的連桿齒輪與主軸齒輪嚙合傳動(dòng)，該嚙合傳動(dòng)的方式是連桿齒輪繞主軸齒輪作無滑動(dòng)滾動(dòng)，帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電；同時(shí)，帆片迎風(fēng)受力時(shí)，帆片還會(huì)給轉(zhuǎn)子連桿施力，轉(zhuǎn)子連桿上端受力時(shí)，使位于轉(zhuǎn)子連桿下端轉(zhuǎn)套發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，而轉(zhuǎn)套是與發(fā)電機(jī)的主軸傳動(dòng)連接的，因此，轉(zhuǎn)套的轉(zhuǎn)動(dòng)也成為了一個(gè)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的動(dòng)力源。曲軸優(yōu)選為三根，一方面，是讓兩邊的轉(zhuǎn)子同步轉(zhuǎn)動(dòng)更穩(wěn)定，如果曲軸數(shù)量過少，可能會(huì)由于兩邊的阻力差異導(dǎo)致變形而損壞器件。另一方面，兩條相鄰的曲軸上固定的帆片不能發(fā)生碰撞，帆片的長(zhǎng)度要受到曲軸之間距離的限制。曲軸數(shù)量過多會(huì)導(dǎo)致帆片過短，影響攔風(fēng)面積，所以三條曲軸無論從成本、效率和穩(wěn)定性考慮都是最好的。另外，底座下方設(shè)有與底座轉(zhuǎn)動(dòng)配合的圓形軌道，不僅可以增加整機(jī)強(qiáng)度，還能自由調(diào)整迎風(fēng)方向，以適應(yīng)風(fēng)向的變化，確保帆片總是以最佳角度迎風(fēng)，進(jìn)而使發(fā)電機(jī)主軸在更多時(shí)間獲得最大力矩，讓風(fēng)能利用更加地充分。雖然本實(shí)用新型已通過參考優(yōu)選的實(shí)施例進(jìn)行了圖示和描述，但是，本專業(yè)普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，可作形式和細(xì)節(jié)上的各種各樣變化。
權(quán)利要求1.一種旋輪線水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括左右位置相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)主軸支架(I)，所述至少一個(gè)主軸支架(I)設(shè)有發(fā)電機(jī)(2)，其特征是:所述兩主軸支架(I)之間至少設(shè)置有一根可轉(zhuǎn)動(dòng)的曲軸(3)，所述曲軸(3)上固定有帆片(4)，所述曲軸(3)上的連桿頸(3-1)處活動(dòng)連接有控制連桿(5)，該控制連桿(5)的另一端與發(fā)電機(jī)(2)的主軸傳動(dòng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋輪線水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征是:所述發(fā)電機(jī)(2)的主軸上設(shè)有主軸齒輪(6 );所述控制連桿(5 ) —端固定有連桿齒輪(7 )，該連桿齒輪(7 )與主軸齒輪(6)嚙合傳動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的旋輪線水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征是:所述左右兩側(cè)的主軸支架(I)上分別設(shè)有與主軸支架(I)轉(zhuǎn)動(dòng)配合的轉(zhuǎn)子連桿(8)，所述曲軸(3)穿設(shè)于該兩個(gè)轉(zhuǎn)子連桿(8)的上端之間并與轉(zhuǎn)子連桿(8)轉(zhuǎn)動(dòng)配合，所述轉(zhuǎn)子連桿(8)下端與發(fā)電機(jī)(2)的主軸傳動(dòng)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的旋輪線水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征是:所述曲軸(3)至少有三根，所述各曲軸(3)上均固定有帆片(4)，所述各曲軸(3)的連桿頸(3-1)上處均活動(dòng)連接有控制連桿(5 )，各控制連桿(5 )的下端均固定于同一連桿齒輪(7 )上，該連桿齒輪(7 )與主軸齒輪(6)哨合傳動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的旋輪線水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征是:所述曲軸(3)至少有三根，各曲軸(3)兩端均設(shè)有轉(zhuǎn)子連桿(8)，所述同一側(cè)的轉(zhuǎn)子連桿(8)下端固定于同一轉(zhuǎn)套(9 )上，該轉(zhuǎn)套(9 )與發(fā)電機(jī)(2 )的主軸傳動(dòng)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的旋輪線水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征是:所述左右兩側(cè)的主軸支架(I)底部固定有底座(10)，該底座(10)下方設(shè)有與底座(10)轉(zhuǎn)動(dòng)配合的圓形軌道(11)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的旋輪線水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征是:所述左右兩側(cè)的主軸支架(I)底部固定有底座(10)，該底座(10)下方設(shè)有與底座(10)轉(zhuǎn)動(dòng)配合的圓形軌道(11)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的旋輪線水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征是:所述左右兩側(cè)的主軸支架(I)底部固定有底座(10)，該底座(10)下方設(shè)有與底座(10)轉(zhuǎn)動(dòng)配合的圓形軌道(11)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的旋輪線水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征是:所述帆片(4)通過固定框架(12)固定于曲軸(3)上。
10.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的旋輪線水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征是:所述帆片(4)通過固定框架(12)固定于曲軸(3)上。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種旋輪線水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括左右位置相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)主軸支架，至少一個(gè)主軸支架設(shè)有發(fā)電機(jī)，兩主軸支架之間至少設(shè)置有一根可轉(zhuǎn)動(dòng)的曲軸，曲軸上固定有帆片，曲軸上的連桿頸處活動(dòng)連接有控制連桿，該控制連桿的另一端與發(fā)電機(jī)的主軸傳動(dòng)連接。該旋輪線水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，可有效降低風(fēng)力發(fā)電過程中產(chǎn)生的摩擦損耗及生產(chǎn)、安裝和使用成本，滿足風(fēng)能利用低投入高利用率的可持續(xù)發(fā)展需求。
文檔編號(hào)F03D9/00GK202946321SQ201220693569
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2012年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月16日
發(fā)明者馬龍 申請(qǐng)人:馬龍