專利名稱：垂直軸活動葉片式風輪機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種風輪機，是把風能轉(zhuǎn)化成旋轉(zhuǎn)機械能的一種裝置。
背景技術：
目前普遍使用的風輪機有“水平軸葉片式風輪機”，它缺點是效率低，制造成本高， 不便于維護；“垂直軸風輪機”盡管有很多奇思妙想，但由于克服不了反向阻力的作用，沒有 大扭矩輸出，在風能領域里始終沒有得到突破。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題在于提供一種效率高，輸出扭矩大，制造成本低，便于維 護使用的“風輪機”。其主要特點是葉片在風力的作用下繞中心軸公轉(zhuǎn)，同時葉片通過偏心 軸和風力的作用在一定范圍內(nèi)自轉(zhuǎn)，使其葉片在扭矩輸出方與風向保持一定的角度或者垂 直，在扭矩阻礙方與風向基本保持平行，減小阻礙方的阻力，從而提高了輸出扭矩。


“圖1”為風輪機整體結構要圖；“圖2”為單個葉片結構要圖；“圖3、圖5、圖7、圖9、圖11”為風輪機在運轉(zhuǎn)各過程中的前(正)視圖；“圖4、圖6、圖8、圖10、圖12、圖13”為風輪機在運轉(zhuǎn)各過程中的上視圖；“圖14”為逆時針旋轉(zhuǎn)風輪機。
具體實施例方式“垂直軸活動葉片式風輪機”的主要部件及名稱1、葉片；2、支架；3、基座等部件 組成(如圖1)。葉片各部分的名稱①偏心軸；②葉片前端；③葉片正面；④葉片尾端；⑤ 葉片背面；⑥限制槽。工作原理1、我們首先假設“風輪機”處于最原始狀態(tài)(在此設計為互為對稱的四個葉片)， 各個葉片都平行各自的支撐架，如圖3 (前視)、如圖4 (上視)。2、我們假設風從正視方向吹去，分別分析各個葉片的受力情況葉片a的“葉片 前端”的背面受到一個較小力的作用，有使葉片逆時針自轉(zhuǎn)的趨勢，但葉片受到支撐架的限 制，葉片a不能自轉(zhuǎn)；葉片b的“葉片正面”與風向基本垂直，受到一個較大的作用力，由于 葉片是偏心的，這個力也有使葉片b逆時針自轉(zhuǎn)的趨勢，但葉片b也受到支撐架的限制而不 能自轉(zhuǎn)，這個較大的力就會迫使支架做順時針旋轉(zhuǎn)；葉片c的“葉片尾部”的背面也受到一 個較小的力的作用，這個力使葉片c做順時針自轉(zhuǎn)，葉片c開始調(diào)整位置；葉片d的“葉片 背面”受風力作用后，由于葉片是偏心的，“葉片前端”受力比“葉片尾端”小，所以葉片會順 時針自轉(zhuǎn)來調(diào)整位置，直到葉片與風向平行為止；在各葉片位置不斷的調(diào)整過程中，整個風
3輪機受到“葉片b”強大的推力作用，迫使風輪機繞中心軸順時針旋轉(zhuǎn)，如圖5 (正視圖)、如 圖6(上視圖)。3、葉片在繞中心軸旋轉(zhuǎn)過程中，葉片a正面開始受到風力的作用，隨著轉(zhuǎn)動角度 增大，葉片a正面的受力面積也不斷增大，對中心軸產(chǎn)生的扭矩也不斷增大；葉片b正面隨 著風輪機的轉(zhuǎn)動由與風向垂直變成與風向成一定角度，受力面積不斷減小，對中心軸產(chǎn)生 的扭矩也不斷地減??；葉片c和葉片d在受到離心力和風力的作用下，葉片正面與風向保持 基本平行。這種狀態(tài)下，風輪機旋轉(zhuǎn)20° (如圖7、圖8)，旋轉(zhuǎn)45° (如圖9、圖10)，旋轉(zhuǎn) 75° (如圖11、圖12)，直到旋轉(zhuǎn)90° (如圖13)，風輪機的狀態(tài)回到了“圖6”位置，完成了 一個周期的循環(huán)(循環(huán)周期為90° )，開始下一個周期的循環(huán)。4、不管風向從任何方向吹來，都可以設定風吹去的方向為正視方向，所以，任意風 向，風輪機都是順時針旋轉(zhuǎn)。5、如果我們把葉片設計在支架的另一邊，同樣的原理，任何風向，風輪機即為逆時 針旋轉(zhuǎn)。
權利要求
一種垂直軸風輪機，利用風能吹動葉片繞中心軸旋轉(zhuǎn)做功，其葉片在一定范圍內(nèi)通過風力作用而自轉(zhuǎn)，使其葉片在扭矩輸出方與風向成一定角度或者垂直，而在扭矩阻礙方基本與風向保持平行。
2.根據(jù)權利要求1所述的垂直軸活動葉片式風輪機，其特征是葉片設計成圓弧形，兩 頭拉直封邊，葉片上設有偏心軸，偏心軸可設計在圓弧上三分之一處，自轉(zhuǎn)角度110 125 度。
3.根據(jù)權利要求1所述的垂直軸活動葉片式風輪機，其特征是任意風向，風輪機都保持同一方向旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種垂直軸風輪機，其主要特點是葉片在風力的作用下繞中心軸公轉(zhuǎn)，同時葉片通過偏心軸和風力的作用在一定范圍內(nèi)自轉(zhuǎn)，使其葉片在扭矩輸出方與風向保持一定的角度或者垂直，在扭矩阻礙方與風向基本保持平行，減小阻礙方的阻力，從而提高了輸出扭矩。
文檔編號F03D3/00GK101929425SQ20091014865
公開日2010年12月29日 申請日期2009年6月26日 優(yōu)先權日2009年6月26日
發(fā)明者呂敬橋, 梁北岳, 汪德明 申請人:呂敬橋