專利名稱：一種帆式水平軸高效率風能轉換設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種帆式水平軸高效率風能轉換設備，屬于風能轉換技術領域。
背景技術：
風能是取之不盡、用之不完的清潔能源，風能轉換是利用風能的重要方式，例如 風力發(fā)電，具有節(jié)能、環(huán)保的特點，受到世界各國的廣泛重視。普通的風能轉換設備，一般都是漿式，是沿用飛行器空氣動力學的基礎上發(fā)展而來的，為提高發(fā)電能量，越來越大型化， 槳葉的直徑越來越大，存在問題是槳葉直徑越大，轉速越慢，因為每一個槳葉是一個整體， 在同一葉片軸上，槳葉自身的阻力將自身產生的動力大部分抵消了，直徑越大，槳葉葉尖走的路程越長，但是葉尖走得再快，也應該是風力推動葉尖旋轉，因此槳葉直徑越大，轉速越慢；漿式風動機要求是高轉速，轉速越大輸出功率越大，而且啟動風速要求也比較高，轉速低就不會產生出大的能量；飛機發(fā)動機可以使螺旋槳達到很高的轉速，但是，用風能推動風動機螺旋槳達到很高的轉速是不可能的，造成風能轉換效率低。實用新型內容本實用新型目的是提供一種帆式水平軸高效率風能轉換設備，結構合理，降低成本，提高風能轉換效率，解決背景技術中存在的上述問題。本實用新型的技術方案是一種帆式水平軸高效率風能轉換設備，包含水平布置多個風帆、轉動軸、風帆架、帆葉軸、限位機構，風帆通過帆葉軸設置在風帆架上，風帆、帆葉軸、轉動軸均為水平設置，多個風帆架共同連接轉動軸，帆葉軸將風帆分為大、小兩部分，較小部分的面積與較大部分的面積之比小于三分之一；帆葉軸兩側的風帆架上分別設有限位機構，分別限定風帆的正反兩個方向的轉動范圍，使得風帆與風帆架之間始終留有夾角，也就是風帆與風帆架之間不平行。所說的風帆與風帆架之間的最小夾角數值為5-60度，還設有角度自動調節(jié)機構。例如通過電腦進行自動調節(jié)控制。轉動軸與風力發(fā)電機的旋轉軸連接，輸出風能轉換的電力。所說的多個風帆、風帆架設置在支撐架頂部，支撐架支撐連接轉動軸。本實用新型風力提前切入，延時切出，做功的區(qū)明顯擴大，風力吹到風帆面上，由于帆葉軸將風帆分為大、小兩部分，較小部分開始迎風朝向，風帆做功；隨著風帆架的轉動， 風帆迎風的角度也發(fā)生變化，當轉動到風帆的較小部分非迎風朝向時，風帆自動翻轉，風帆的較小部分又開始迎風朝向；由于帆葉軸兩側的風帆架上分別設有限位機構，分別限定風帆的正反兩個方向的轉動范圍，強迫風帆在最大的范圍內不能與風向平行，風帆與風向有夾角，風帆可以長時間做功。帆葉軸將風帆分為大、小兩部分，較小部分的面積與較大部分的面積之比小于三分之一，兩部分面積相差越懸殊，做功的效果越好。為了增加風帆面積較小部分的重量，可以在面積較小部分設置配重，平衡面積較大部分的重量；或者增加面積較小部分的厚度，增加重量；還可以采用不同比重材質制作活動風帆面積大小不等的兩部分。風帆共同轉動的圓周分為做功區(qū)和非做功區(qū)，普通的風帆轉動是被風力方向分割成做功區(qū)和非做功區(qū)，各占50%轉動周期。而本實用新型由于風帆與風帆架之間始終留有夾角，風力可以提前切入，延時切出，做功的區(qū)明顯擴大，做功區(qū)可以占轉動周期的80%以上，大大提高了風能的轉化效率。所說的風帆架數量是任意的，根據需要設置；每個風帆架上的風帆數量也是任意的，根據需要設置。多個風帆水平布置，帶動風力發(fā)電機旋轉，可以通過支撐架將多個風帆設置在較高的位置，便于風力發(fā)電。本實用新型的有益效果是本實用新型可以在低轉速下產生巨大能量，由于風帆與風帆架之間始終留有夾角，風力可以提前切入，延時切出，做功的區(qū)明顯擴大，做功區(qū)可以占轉動周期的80%以上，大大提高了風能的轉化效率；低風速(一級風)可以啟動，高風速可以自動改變角度，在強風中也可以正常運行，保證穩(wěn)定的轉速。本實用新型可以取代背景技術中的漿式風力發(fā)電裝置，依靠風能自動調控、自動運轉，結構合理，成本低，風能轉換效率高。


圖1為本實用新型實施例結構示意圖；圖2為本實用新型實施例風帆做功示意圖；圖中風帆1，帆葉軸2，風帆架3，轉動軸4，限位機構5、6，支撐架7，方向舵9。
具體實施方式

以下結合附圖，通過實施例對本實用新型作進一步說明。參照附圖1，一種帆式高效率風能轉換設備，包含水平布置多個風帆1、轉動軸4、 風帆架3、帆葉軸2、限位機構5和6，風帆通過帆葉軸設置在風帆架上，風帆、帆葉軸、轉動軸均為水平設置，多個風帆架共同連接轉動軸，帆葉軸將風帆分為大、小兩部分，較小部分的面積與較大部分的面積之比小于三分之一；帆葉軸兩側的風帆架上分別設有限位機構，分別限定風帆的正反兩個方向的轉動范圍，使得風帆與風帆架之間始終留有夾角，也就是風帆與風帆架之間不平行。所說的多個風帆、風帆架設置在支撐架7頂部，支撐架支撐連接轉動軸，支撐架上還設有方向舵9，保證風帆、帆葉軸、轉動軸與風力方向垂直。參照附圖2，風力吹到風帆1面上，由于帆葉軸2將風帆分為大、小兩部分，較小部分開始迎風朝向，風帆做功；隨著風帆架3的轉動，風帆迎風的角度也發(fā)生變化，當轉動到風帆的較小部分非迎風朝向時，風帆自動翻轉，風帆的較大部分開始迎風朝向；由于帆葉軸兩側的風帆架上分別設有限位機構5、6，分別限定風帆的正反兩個方向的轉動范圍，強迫風帆在最大的范圍內不能與風向平行，風帆與風向有夾角，風帆可以長時間做功。風帆共同轉動的圓周分為做功區(qū)和非做功區(qū)，普通的風帆轉動是被風力方向分割成做功區(qū)和非做功區(qū)，各占50%轉動周期。而本實用新型由于風帆與風帆架之間始終留有夾角，風力可以提前切入，延時切出，做功的區(qū)明顯擴大，做功區(qū)可以占轉動周期的80%以上，大大提高了風能的轉化效率。
權利要求1.一種帆式水平軸高效率風能轉換設備，其特征在于包含水平布置多個風帆(1)、轉動軸(4)、風帆架(3)、帆葉軸(2)、限位機構(5、6)，風帆通過帆葉軸設置在風帆架上，風帆、 帆葉軸、轉動軸均為水平設置，多個風帆架共同連接轉動軸，帆葉軸將風帆分為大、小兩部分，較小部分的面積與較大部分的面積之比小于三分之一；帆葉軸兩側的風帆架上分別設有限位機構，風帆與風帆架之間留有夾角。
2.根據權利要求1所述之帆式水平軸高效率風能轉換設備，其特征在于所說的風帆與風帆架之間的最小夾角數值為5-60度，還設有角度自動調節(jié)機構。
3.根據權利要求1或2所述之帆式水平軸高效率風能轉換設備，其特征在于在風帆上面積較小部分設置配重。
4.根據權利要求1或2所述之帆式水平軸高效率風能轉換設備，其特征在于所說的多個風帆、風帆架設置在支撐架(7)頂部，支撐架支撐連接轉動軸，支撐架上還設有方向舵 (9)。
專利摘要本實用新型涉及一種帆式水平軸高效率風能轉換設備，屬于風能轉換技術領域。技術方案是包含水平布置多個風帆(1)、轉動軸(4)、風帆架(3)、帆葉軸(2)、限位機構(5、6)，風帆通過帆葉軸設置在風帆架上，風帆、帆葉軸、轉動軸均為水平設置，多個風帆架共同連接轉動軸，帆葉軸兩側的風帆架上分別設有限位機構，風帆與風帆架之間留有夾角。本實用新型由于風帆與風帆架之間始終留有夾角，風力可以提前切入，延時切出，做功的區(qū)明顯擴大，做功區(qū)可以占轉動周期的80%以上，大大提高了風能的轉化效率；本實用新型可以取代背景技術中的槳式風力發(fā)電裝置，自動運轉，結構合理，成本低，風能轉換效率高。
文檔編號F03D3/00GK201982252SQ201120085209
公開日2011年9月21日 申請日期2011年3月28日 優(yōu)先權日2011年3月28日
發(fā)明者李建民 申請人:李建民