專(zhuān)利名稱(chēng)：軸流偶輪對(duì)稱(chēng)轉(zhuǎn)折風(fēng)力機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)力轉(zhuǎn)換裝置，即一種軸流偶輪對(duì)稱(chēng)轉(zhuǎn)折風(fēng)力機(jī)。
背景技術(shù)：
風(fēng)力機(jī)是借助風(fēng)力轉(zhuǎn)動(dòng)作功的機(jī)械裝置。風(fēng)力機(jī)的種類(lèi)很多，如果按照風(fēng)輪轉(zhuǎn)軸 與風(fēng)向的關(guān)系來(lái)分，主要有軸流式和徑流式兩種。軸流式風(fēng)輪的軸線(xiàn)方向與風(fēng)向一致，徑流 式風(fēng)輪的轉(zhuǎn)軸的徑向與風(fēng)向一致。由于軸流式風(fēng)輪的扇葉斷面形狀符合柏努力流體力學(xué)方 程，工作效率較高，因而成為市場(chǎng)上的主要產(chǎn)品?？墒?，現(xiàn)有的軸流式風(fēng)力機(jī)均采用獨(dú)輪結(jié) 構(gòu)，即一個(gè)機(jī)架上面支撐一個(gè)裝有幾個(gè)葉片的風(fēng)輪。實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，這種風(fēng)力機(jī)存在以下兩個(gè) 問(wèn)題一是葉片過(guò)長(zhǎng)。為了增大受風(fēng)面，必須加長(zhǎng)葉片，而太長(zhǎng)的葉片就會(huì)增大重量，而且容 易損壞，安全性差。二是故障率高?，F(xiàn)有風(fēng)力機(jī)在風(fēng)力過(guò)大時(shí)，只能通過(guò)自動(dòng)切斷傳動(dòng)路線(xiàn) 的方式，來(lái)保護(hù)其他部件的安全，而風(fēng)輪本身則照樣轉(zhuǎn)動(dòng)而受不到保護(hù)。超速轉(zhuǎn)動(dòng)的風(fēng)輪很 容易損壞，而且葉片還會(huì)飛落傷人。由于這個(gè)原因，在風(fēng)力資源較好的草原、山口等處，都不 能使用較大的風(fēng)力機(jī)，一般風(fēng)力機(jī)只有300W左右，只能帶動(dòng)電視和照明，不能滿(mǎn)足生產(chǎn)用 電。如果要安裝較大的風(fēng)力機(jī)，則必須具有較大的強(qiáng)度和噸位，工作效率較低，造價(jià)較高，性 價(jià)比很低。此外，風(fēng)力機(jī)機(jī)架的設(shè)計(jì)除了要考慮功率大小以外，還要考慮機(jī)架自身的抗風(fēng)能 力。因此，一個(gè)小功率的風(fēng)力機(jī)也要有一個(gè)很大的機(jī)架。小功率的風(fēng)力機(jī)和一個(gè)大功率的 風(fēng)力機(jī)相比，機(jī)架強(qiáng)度之差往往小于功率之差，假定把一臺(tái)風(fēng)力機(jī)的風(fēng)輪功率降低一半，但 機(jī)架的規(guī)格卻不能降低一半。這就是說(shuō)，適當(dāng)增加風(fēng)輪的功率，可相對(duì)降低機(jī)架的成本。但 要在現(xiàn)有的單一風(fēng)輪上增加功率，則必然增長(zhǎng)葉片的長(zhǎng)度，就會(huì)降低風(fēng)輪的強(qiáng)度和安全性。 因此，應(yīng)當(dāng)尋找其他提高風(fēng)力機(jī)功率的途徑。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種在不增加葉片長(zhǎng)度的情況下，增大風(fēng)力機(jī)的受風(fēng)面 積，而且在風(fēng)力超限時(shí)能夠合理限制風(fēng)輪所受的風(fēng)力和轉(zhuǎn)速，工作效率高，材料用量小，造 價(jià)較低，安全可靠的軸流偶輪對(duì)稱(chēng)轉(zhuǎn)折風(fēng)力機(jī)。上述目的是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的研制一種軸流偶輪對(duì)稱(chēng)轉(zhuǎn)折風(fēng)力機(jī)，包括機(jī) 架和軸流式風(fēng)輪，所不同的是所說(shuō)的風(fēng)輪成對(duì)安裝在機(jī)架的左右兩側(cè)，每個(gè)風(fēng)輪都由一個(gè) 平置的支撐臂支撐，支撐臂的一端通過(guò)轉(zhuǎn)軸鉸鏈在回轉(zhuǎn)體上，回轉(zhuǎn)體與機(jī)架轉(zhuǎn)動(dòng)連接，回轉(zhuǎn) 體向后接出一支順風(fēng)軸，順風(fēng)軸上裝有滑塊，滑塊上裝有彈簧，彈簧對(duì)滑塊的作用力向著回 轉(zhuǎn)體方向，滑塊上面通過(guò)短軸鉸鏈兩支拉桿，拉桿的另一端分別鉸鏈在兩個(gè)左右對(duì)稱(chēng)的支 撐臂上。所說(shuō)的回轉(zhuǎn)體是一種中部彎折的桿件，其中部是一段平置的擺臂，擺臂一端是折 向上方且與支撐臂相鉸鏈的的支撐座，另一端是向下延伸與機(jī)架轉(zhuǎn)動(dòng)連接的轉(zhuǎn)動(dòng)接頭。所說(shuō)的回轉(zhuǎn)體是一支豎立的桿件，桿件的下端與機(jī)架轉(zhuǎn)動(dòng)連接，轉(zhuǎn)動(dòng)桿的上端與 支撐臂相鉸鏈。[0007]所說(shuō)的回轉(zhuǎn)體的上端有一支轉(zhuǎn)軸，左右對(duì)稱(chēng)的兩個(gè)支撐臂的內(nèi)端均鉸鏈在這個(gè)轉(zhuǎn)軸上。所說(shuō)的回轉(zhuǎn)體的兩側(cè)各有一支轉(zhuǎn)軸，左右對(duì)稱(chēng)的兩個(gè)支撐臂的內(nèi)端分別鉸鏈在兩 個(gè)轉(zhuǎn)軸上。所說(shuō)的彈簧拉在回轉(zhuǎn)體和滑塊之間。所說(shuō)的成對(duì)安裝的兩個(gè)風(fēng)輪之間設(shè)有協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)速的同步裝置。所說(shuō)的同步裝置是在回轉(zhuǎn)體上面裝有一個(gè)平置傘齒輪，平置傘齒輪上面分別與左 右兩個(gè)垂直傘齒輪相嚙合，兩個(gè)垂直傘齒輪的軸桿分別沿兩個(gè)支撐臂向外延伸而與風(fēng)力機(jī) 的軸端通過(guò)一對(duì)傘齒輪相接。所說(shuō)的風(fēng)力機(jī)的機(jī)架上裝有多對(duì)風(fēng)輪。本實(shí)用新型的有益效果是由于在同一機(jī)架上裝有一對(duì)或多對(duì)風(fēng)輪，既降低了機(jī) 架的成本，又在不增加葉片長(zhǎng)度的情況下，增大了風(fēng)力機(jī)的受風(fēng)面積。在風(fēng)速超限時(shí)，對(duì)稱(chēng) 的兩個(gè)風(fēng)輪隨支撐臂自動(dòng)向后等角對(duì)折，可減少受風(fēng)面積，避免超速損壞，提高了風(fēng)力機(jī)的 安全性，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)力機(jī)提高功率、降低成本的目的。

圖1是第一種實(shí)施例的主視圖；圖2是第一種實(shí)施例的左視圖；圖3是第一種實(shí)施例的俯視圖；圖4是第一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)解析圖；圖5是第一種實(shí)施例的一種工作狀態(tài)圖；圖6是第一種實(shí)施例的另一種工作狀態(tài)圖；圖7是第二種實(shí)施例的俯視圖；圖8是第三種實(shí)施例的俯視圖；圖9是第四種實(shí)施例的主視圖；圖10是第五種實(shí)施例的主視圖；圖11是第六種實(shí)施例的主視圖；圖12是第六種實(shí)施例的左視圖；圖13是第六種實(shí)施例的俯視圖。圖中可見(jiàn)機(jī)架1，回轉(zhuǎn)體2，風(fēng)輪3，支撐臂4，轉(zhuǎn)軸5，拉桿6，穿桿7，順風(fēng)軸8，滑 塊9，短軸10，彈簧11，支撐座12，擺臂13，轉(zhuǎn)動(dòng)接頭14，平置傘齒輪15，垂直傘齒輪16，傘 齒輪17。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型總的構(gòu)思是在風(fēng)力機(jī)的機(jī)架上面通過(guò)可擺轉(zhuǎn)的支撐臂成對(duì)安裝風(fēng)輪， 平時(shí)一對(duì)風(fēng)輪可以自動(dòng)迎風(fēng)工作，在風(fēng)力超限時(shí)，可自動(dòng)等角傾斜，減少受風(fēng)面積，防止超 速損壞。
以下結(jié)合附圖介紹六種實(shí)施例。第一種實(shí)施例結(jié)合圖1、2、3、4可見(jiàn)，這種風(fēng)力機(jī)有一支機(jī)架1，機(jī)架上面裝配一 個(gè)回轉(zhuǎn)體2，回轉(zhuǎn)體2是一個(gè)中部彎折的桿件，其中部是一段平置的擺臂13，擺臂13 —端是折向上方且與支撐臂4相鉸鏈的的支撐座12，另一端是向下延伸與機(jī)架1轉(zhuǎn)動(dòng)連接的轉(zhuǎn)動(dòng) 接頭14。轉(zhuǎn)動(dòng)接頭14套裝在機(jī)架的上端外面，可繞機(jī)架1的軸心轉(zhuǎn)動(dòng)。在實(shí)際機(jī)具中，這 里應(yīng)當(dāng)裝有軸承，本例中例舉的也是一種最簡(jiǎn)單的軸承。在回轉(zhuǎn)體4的上面有一支轉(zhuǎn)軸5， 通過(guò)轉(zhuǎn)軸5鉸鏈兩支支撐臂4，支撐臂4的外端各安裝一部風(fēng)輪3，兩部風(fēng)輪3分置于機(jī)架 1左右兩邊。由圖2、3可見(jiàn)，在回轉(zhuǎn)體2上面裝有一支向后平伸的順風(fēng)軸8，順風(fēng)軸8上套 有一個(gè)可移動(dòng)的滑塊9，滑塊9 一側(cè)裝有彈簧11，彈簧11可以是壓簧，也可以是拉簧，其作 用力是把滑塊9向回轉(zhuǎn)體4 一方靠攏。本例中例舉的是一支拉在回轉(zhuǎn)體2和滑塊9之間， 并且套在順風(fēng)軸8上的拉簧。滑塊9上面通過(guò)轉(zhuǎn)軸5鉸鏈兩支拉桿6，兩支拉桿6的外端通 過(guò)穿桿7分別鉸鏈在兩支支撐臂4的中部。圖5通過(guò)放大比例介紹了這種風(fēng)力機(jī)的一種工作狀態(tài)。由圖可見(jiàn)，左右對(duì)稱(chēng)的兩 個(gè)風(fēng)輪3軸線(xiàn)相互平行，共同迎對(duì)來(lái)風(fēng)。并且可以隨風(fēng)擺轉(zhuǎn)，其葉片始終與風(fēng)向相對(duì)，順風(fēng) 軸8始終與風(fēng)向保持一致。 圖6通過(guò)放大比例表示了這種風(fēng)力機(jī)的另一種工作狀態(tài)。這種狀態(tài)只是在風(fēng)力超 限的時(shí)候，兩支支撐臂4向后對(duì)折，以減少風(fēng)輪3的迎風(fēng)面積，使一部分風(fēng)力是葉片覆蓋的 面積之外泄掉，以保證整機(jī)和風(fēng)輪的安全。顯然，兩支支撐臂4的后擺動(dòng)作是克服彈簧11 的作用力而實(shí)現(xiàn)的，是相對(duì)于順風(fēng)軸8的等角對(duì)折，所以在對(duì)折過(guò)程中仍然保持兩側(cè)受力 的均衡。同時(shí)也可以知曉，風(fēng)力的限制是通過(guò)調(diào)整彈簧11的力學(xué)參數(shù)而實(shí)現(xiàn)的。由以上分析可以看到，這種風(fēng)力機(jī)通過(guò)增加風(fēng)輪3來(lái)增加受風(fēng)面積，其葉片不須 增長(zhǎng)，甚至還可以縮短，設(shè)備的功率相對(duì)增加。由理論計(jì)算和工程實(shí)踐可知，采用這種雙輪 結(jié)構(gòu)，機(jī)架1的強(qiáng)度指標(biāo)的增量與整機(jī)功率的增量相比，是很小的，因而是很經(jīng)濟(jì)的。所有 這些，都為增加風(fēng)力機(jī)的功率，降低風(fēng)力機(jī)的成本，提供了技術(shù)支持。第二種實(shí)施例圖7相對(duì)圖1來(lái)說(shuō)是一個(gè)俯視圖，所表示的風(fēng)力機(jī)和前例所介紹的 風(fēng)力機(jī)差別不大，只是兩個(gè)支撐臂4與回轉(zhuǎn)體2的鉸鏈方式有些不同。前例的兩個(gè)支撐臂 4串在一個(gè)轉(zhuǎn)軸5上，屬于同軸結(jié)構(gòu)。而本例中的兩個(gè)支撐臂4分別鉸鏈在回轉(zhuǎn)體4的兩 側(cè)，也是可以工作的，說(shuō)明鉸鏈的方式是多種多樣的，只要能繞垂直與水平的軸線(xiàn)擺轉(zhuǎn)的桿 件都應(yīng)屬于等同的機(jī)構(gòu)。第三種實(shí)施例如圖8相對(duì)圖1來(lái)說(shuō)是一個(gè)俯視圖，所表示的風(fēng)力機(jī)兩個(gè)風(fēng)輪3之 間設(shè)有一套使兩個(gè)風(fēng)輪3同步轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。當(dāng)然，能夠達(dá)到這種目的的機(jī)構(gòu)也是很多的，圖 中僅例舉一種傘齒輪同步機(jī)構(gòu)。由圖可見(jiàn)，這種同步裝置是在回轉(zhuǎn)體2的上面裝有一個(gè)平 置傘齒輪15，平置傘齒輪15上面分別與左右兩個(gè)輪面垂直的傘齒輪16相嚙合，兩個(gè)垂直傘 齒輪16的軸桿分別沿兩個(gè)支撐臂4向外延伸而與風(fēng)輪3的軸端相接，在相接處設(shè)有一對(duì)傘 形齒輪17，其中一個(gè)傘齒輪裝在垂直傘齒輪16的軸端，另一個(gè)裝在風(fēng)輪3的軸端。這樣， 左右兩個(gè)風(fēng)輪2的轉(zhuǎn)速就會(huì)等同一致。實(shí)驗(yàn)證明，這種結(jié)構(gòu)的好處有兩點(diǎn)一是可以使兩側(cè) 風(fēng)輪3受力均衡，在工作風(fēng)力內(nèi)，葉片所在平面與風(fēng)向相對(duì)，順風(fēng)軸8與風(fēng)向一致，找風(fēng)性能 好。在風(fēng)力超限時(shí)，順風(fēng)軸8仍然與風(fēng)向一致，葉片所在平面與風(fēng)向之間的夾角相等，泄風(fēng) 效果最佳。此外，兩個(gè)風(fēng)輪3通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)把采集的能量集中到一起，共同帶動(dòng)一個(gè)發(fā)電機(jī) 或其他機(jī)具，使結(jié)構(gòu)更緊湊，成本進(jìn)一步降低。第四種實(shí)施例如圖9所示，這種風(fēng)力機(jī)的機(jī)架1上裝的不僅僅是一對(duì)風(fēng)輪3，而 是多對(duì)風(fēng)輪3，但風(fēng)輪3都是對(duì)稱(chēng)的偶數(shù)個(gè)，故稱(chēng)偶輪，受力仍然是均衡的，不僅保持了前例設(shè)備的性能，而且還可以進(jìn)一步體現(xiàn)雙輪風(fēng)力機(jī)的優(yōu)勢(shì)。第五種實(shí)施例如圖10所示，在偶輪風(fēng)力機(jī)的中間位置上加裝單個(gè)風(fēng)輪2，顯然也能工作，但由于所加構(gòu)造屬于已有技術(shù)，這種機(jī)型屬于偶輪風(fēng)力機(jī)和已有技術(shù)的簡(jiǎn)單疊加， 因而也應(yīng)屬于等同的技術(shù)方案。第六種實(shí)施例如圖11、12、13所示，這里的回轉(zhuǎn)體2和前面的實(shí)施例有些差別，中 部沒(méi)有彎折，而是一支豎立的管狀桿件，其下段相當(dāng)于第一種實(shí)施例中說(shuō)的轉(zhuǎn)動(dòng)接頭14，和 機(jī)架1上端轉(zhuǎn)動(dòng)連接。其上端相當(dāng)于第一種實(shí)施例中說(shuō)的支撐座12，通過(guò)轉(zhuǎn)軸5鉸鏈左右 兩支支撐臂4。由于回轉(zhuǎn)體2沒(méi)有彎折，其跟蹤風(fēng)向的性能不如有彎折的好，因此，在順風(fēng)軸 8的后面加上一段尾翼18，彌補(bǔ)了這一缺欠。當(dāng)然，這種尾翼18也可以設(shè)在各個(gè)風(fēng)輪3的 后面，因?qū)儆诂F(xiàn)有技術(shù)，所以不再贅述。
權(quán)利要求一種軸流偶輪對(duì)稱(chēng)轉(zhuǎn)折風(fēng)力機(jī)，包括機(jī)架和軸流式風(fēng)輪，其特征在于所說(shuō)的風(fēng)輪(3)成對(duì)安裝在機(jī)架(1)的左右兩側(cè)，每個(gè)風(fēng)輪(3)都由一個(gè)平置的支撐臂(4)支撐，支撐臂(4)的一端通過(guò)轉(zhuǎn)軸(5)鉸鏈在回轉(zhuǎn)體(2)上，回轉(zhuǎn)體(2)與機(jī)架(1)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，回轉(zhuǎn)體(2)向后接出一支順風(fēng)軸(8)，順風(fēng)軸(8)上裝有滑塊(9)，滑塊(9)上裝有彈簧(11)，彈簧(11)對(duì)滑塊(9)的作用力向著回轉(zhuǎn)體(2)方向，滑塊(8)上面通過(guò)短軸(10)鉸鏈兩支拉桿(6)，拉桿(6)的另一端分別鉸鏈在兩個(gè)左右對(duì)稱(chēng)的支撐臂(4)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸流偶輪對(duì)稱(chēng)轉(zhuǎn)折風(fēng)力機(jī)，其特征在于所說(shuō)的回轉(zhuǎn)體(2) 是一種中部彎折的桿件，其中部是一段平置的擺臂(12)，擺臂(13) —端是折向上方且與 支撐臂(4)相鉸鏈的的支撐座(12)，另一端是向下延伸與機(jī)架(1)轉(zhuǎn)動(dòng)連接的轉(zhuǎn)動(dòng)接頭 (14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸流偶輪對(duì)稱(chēng)轉(zhuǎn)折風(fēng)力機(jī)，其特征在于所說(shuō)的回轉(zhuǎn)體(2) 是一支豎立的桿件，桿件的下端與機(jī)架(1)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，轉(zhuǎn)動(dòng)桿件的上端與支撐臂(4)相鉸 鏈。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸流偶輪對(duì)稱(chēng)轉(zhuǎn)折風(fēng)力機(jī)，其特征在于所說(shuō)的回轉(zhuǎn)體(2) 的上端有一支轉(zhuǎn)軸(5)，左右對(duì)稱(chēng)的兩個(gè)支撐臂(4)的內(nèi)端均鉸鏈在這個(gè)轉(zhuǎn)軸(5)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸流偶輪對(duì)稱(chēng)轉(zhuǎn)折風(fēng)力機(jī)，其特征在于所說(shuō)的回轉(zhuǎn)體(2) 的兩側(cè)各有一支轉(zhuǎn)軸(5)，左右對(duì)稱(chēng)的兩個(gè)支撐臂(4)的內(nèi)端分別鉸鏈在兩個(gè)轉(zhuǎn)軸(5)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸流偶輪對(duì)稱(chēng)轉(zhuǎn)折風(fēng)力機(jī)，其特征在于所說(shuō)的彈簧(11)拉 在回轉(zhuǎn)體⑵和滑塊⑶之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸流偶輪對(duì)稱(chēng)轉(zhuǎn)折風(fēng)力機(jī)，其特征在于所說(shuō)的成對(duì)安裝的 兩個(gè)風(fēng)輪(3)之間設(shè)有協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)速的同步裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的軸流偶輪對(duì)稱(chēng)轉(zhuǎn)折風(fēng)力機(jī)，其特征在于所說(shuō)的同步裝置是 在回轉(zhuǎn)體(2)上面裝有一個(gè)平置傘齒輪(15)，平置傘齒輪(15)上面分別與左右兩個(gè)垂直傘 齒輪(16)相嚙合，兩個(gè)垂直傘齒輪(16)的軸桿分別沿兩個(gè)支撐臂(4)向外延伸而與風(fēng)輪(3)的軸端通過(guò)一對(duì)傘齒輪(17)相接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸流偶輪對(duì)稱(chēng)轉(zhuǎn)折風(fēng)力機(jī)，其特征在于所說(shuō)的機(jī)架(1)上 裝有多對(duì)風(fēng)輪(3)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)力轉(zhuǎn)換裝置，即一種軸流偶輪對(duì)稱(chēng)轉(zhuǎn)折風(fēng)力機(jī)，包括機(jī)架和軸流式風(fēng)輪，其特征在于所說(shuō)的風(fēng)輪(3)成對(duì)安裝在機(jī)架(1)的左右兩側(cè)，每個(gè)風(fēng)輪(3)都由一個(gè)平置的支撐臂(4)支撐，支撐臂(4)的一端通過(guò)轉(zhuǎn)軸(5)鉸鏈在回轉(zhuǎn)體(2)上，回轉(zhuǎn)體與機(jī)架轉(zhuǎn)動(dòng)連接，回轉(zhuǎn)體向后接出一支順風(fēng)軸(8)，順風(fēng)軸(8)上裝有滑塊(9)，滑塊上裝有彈簧(11)，彈簧對(duì)滑塊的作用力向著回轉(zhuǎn)體方向，滑塊上面通過(guò)短軸(10)鉸鏈兩支拉桿(6)，拉桿的另一端分別鉸鏈在兩個(gè)左右對(duì)稱(chēng)的支撐臂上。其有益效果是在不增加葉片長(zhǎng)度的情況下，增大了風(fēng)力機(jī)的功率，在風(fēng)速超限時(shí)，對(duì)稱(chēng)的兩個(gè)風(fēng)輪隨支撐臂自動(dòng)向后等角對(duì)折而減少受風(fēng)面積，避免超速損壞，從而提高了風(fēng)力機(jī)的安全性，實(shí)現(xiàn)了提高功率、降低成本的目的。
文檔編號(hào)F03D1/02GK201615024SQ201020114109
公開(kāi)日2010年10月27日 申請(qǐng)日期2010年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月20日
發(fā)明者馬軍興 申請(qǐng)人:馬軍興