專利名稱：活動葉片式低阻風(fēng)力機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種新型高效立軸式風(fēng)力機，屬動力機械領(lǐng)域。
目前所有的風(fēng)力機可以分成立軸式和水平軸式兩大類。其中立軸式風(fēng)力機機身主要由立軸和裝在立軸上的葉片組成，當(dāng)處在立軸一側(cè)(推力區(qū))的葉片被風(fēng)推動帶動立軸順風(fēng)轉(zhuǎn)動時，處在立軸另一側(cè)(阻力區(qū))的葉片則逆風(fēng)轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生很大的風(fēng)阻力，阻礙立軸的轉(zhuǎn)動，故風(fēng)力機效率較低。水平軸式風(fēng)力機具有立軸和由葉片組成的風(fēng)輪，作用在風(fēng)輪上的風(fēng)力分成阻力和升力兩部分，由于只有升力才能推動風(fēng)輪轉(zhuǎn)動，所以也存在效率低的問題。不僅如此，風(fēng)力機還不得不提高強度來承受這些阻力，因此增加了風(fēng)力機的重量和造價。多年來在減小風(fēng)阻提高效率方面有許多設(shè)想，但未能取得明顯效果。
本實用新型提出一種新型結(jié)構(gòu)的立軸式風(fēng)力機，它可以在處于推力區(qū)內(nèi)葉片受風(fēng)推力不變的情況下，明顯減小處于阻力區(qū)內(nèi)的葉片的風(fēng)阻。
本實用新型的風(fēng)力機的基本原理是風(fēng)力機葉片開始進入阻力區(qū)時，控制機構(gòu)使葉片平面迅速轉(zhuǎn)變到與風(fēng)向平行的位置，阻風(fēng)面積很小，風(fēng)阻很??；葉片開始進入推力區(qū)時，控制機構(gòu)又使葉片平面迅速豎直迎風(fēng)，工作面積最大。
實現(xiàn)本風(fēng)力機的基本原理的方法有許多，例如風(fēng)力機葉片可做成具有葉片軸，葉片可繞葉片軸的軸線旋轉(zhuǎn)葉片軸可以是水平軸，葉片從迎風(fēng)的鉛垂位置旋轉(zhuǎn)到平行于風(fēng)向的水平位置；葉片軸亦可是鉛垂軸，葉片從迎風(fēng)的鉛垂位置旋轉(zhuǎn)到平行于風(fēng)向的另一鉛垂位置；葉片可以做成整張大葉片整體轉(zhuǎn)動，亦可將整張大葉片分成數(shù)張小葉片，各小葉片分別繞各自的軸轉(zhuǎn)動。
與以往的風(fēng)力機相比，這種新型風(fēng)力機具有如下優(yōu)點由于本風(fēng)力機可明顯減小風(fēng)阻，其效率高于現(xiàn)有風(fēng)力機；由于本風(fēng)力機可明顯減小風(fēng)阻，故減少了整機受力，與現(xiàn)有風(fēng)力機相比，重量減輕，造價降低。并可在風(fēng)力機的頂部和中部向地面拉鋼索，保證大風(fēng)時的安全；本風(fēng)力機可以多層疊加，故可根據(jù)實際要求，制成中小型或大型風(fēng)力機。
本風(fēng)力機是實現(xiàn)上述基本原理的方法之一，其具體結(jié)構(gòu)如下


圖1是本風(fēng)力機整機圖圖2和圖3是控制機構(gòu)
圖1，本風(fēng)力機包括機身和控制機構(gòu)兩部分。機身由立軸、橫梁和大葉片等組成?？刂茩C構(gòu)由電磁鐵、連桿機構(gòu)、風(fēng)標(biāo)、銅環(huán)、風(fēng)速板、電刷盤及電刷、半銅環(huán)盤和行程開關(guān)等組成。
機身結(jié)構(gòu)見圖一，橫梁2固定在立軸1上，大葉片固定在橫梁2上，與橫梁一起帶動立軸1轉(zhuǎn)動。圖中風(fēng)力機共兩層(亦可多層)，每層四張大葉片。大葉片由固結(jié)在在橫梁上的豎鋼管3、穿在豎鋼管3上的葉片軸4和固結(jié)在葉片軸4上的小葉片5組成。葉片軸可帶動小葉片5繞軸轉(zhuǎn)動至垂直位置(關(guān)閉，迎風(fēng))，或水平位置(打開，受風(fēng)面積最小)。整個大葉片外形如同一扇百頁窗。
控制機構(gòu)圖2，葉片軸的轉(zhuǎn)動是由固定在豎鋼管上的電磁鐵6和連桿機構(gòu)控制的。電磁鐵6由罩殼7、底殼8、鐵芯9、彈簧10、活動銜鐵11組成。罩殼7固定在豎鋼管上，與底殼8以螺紋相連接，調(diào)節(jié)底殼在罩殼上的位置，可以調(diào)節(jié)銜鐵11的行程大小。連桿12兩端分別與活動銜鐵和拉桿13用銷連接，拉桿13通過彈簧14與固定在葉片軸上的彈性夾套15的一端連接，彈性夾套15的另一端開槽并裝有調(diào)節(jié)螺釘16，可以調(diào)節(jié)和固定夾套在葉片軸上的位置。當(dāng)葉片進入阻力區(qū)時，電磁鐵失電，彈簧10壓下銜鐵，通過連桿、拉桿、彈簧14和彈性夾套，使葉片軸轉(zhuǎn)動，直至葉片軸上的銷17碰到豎鋼管上的定位銷18，此時葉片處于水平位置(如圖2所示)；當(dāng)葉片進入推力區(qū)，電磁鐵得電，銜鐵被吸起，拉動連桿、拉桿、夾套等使葉片轉(zhuǎn)動至豎直位置，受風(fēng)工作。彈簧14可使葉片減震。
每張大葉片共有六層小葉片，裝有三只電磁鐵分別控制一層、兩層或三層小葉片的啟、閉。處于同一鉛垂平面的大葉片為一組，其上處于相同位置的電磁鐵(如
圖1中的電磁鐵6，6′)的一端接在同一個電刷上，這樣共有三個電刷為一組，控制一組大葉片，全機共有四組電刷控制四組大葉片。
圖3，電磁鐵的通斷電是由風(fēng)標(biāo)、風(fēng)速板和行程開關(guān)等控制的。
風(fēng)標(biāo)19安裝在葉片下方，與立軸間裝有軸承20，故風(fēng)標(biāo)只隨著風(fēng)向的改變而轉(zhuǎn)動，箭頭始終對準(zhǔn)風(fēng)的來向。風(fēng)標(biāo)上固結(jié)著銅環(huán)21、風(fēng)速板22及半銅環(huán)盤23。銅環(huán)21通過電刷24接通電源，始終帶電。從銅環(huán)引出導(dǎo)線到風(fēng)速板22一側(cè)的行程開關(guān)25上，行程開關(guān)25的另一端接到行程開關(guān)26、27、28上，行程開關(guān)26、27、28的另一端接往半銅環(huán)盤23。半銅環(huán)盤內(nèi)裝有互相絕緣的三條180°銅半園環(huán)29、30、31，銅半園環(huán)的起、終點與風(fēng)標(biāo)平面重合。來自行程開關(guān)26、27、28的三個接頭分別接在銅半園環(huán)29、30、31上。風(fēng)速板上裝有彈簧32，并可繞軸轉(zhuǎn)動。風(fēng)標(biāo)箭頭對準(zhǔn)風(fēng)向時，風(fēng)便吹到風(fēng)速板上，使風(fēng)速板克服彈簧32的拉力繞軸轉(zhuǎn)動某個角度。當(dāng)風(fēng)大于風(fēng)力機的起動風(fēng)速小于或等于額定風(fēng)速時，風(fēng)速板壓下裝在一側(cè)的行程開關(guān)25，使所有的銅半園環(huán)均帶電。風(fēng)速超過額定風(fēng)速一定值，風(fēng)速板壓下行程開關(guān)26，銅半園環(huán)29斷電。風(fēng)速繼續(xù)增大，風(fēng)速板壓下行程開關(guān)27，銅半園環(huán)30斷電。風(fēng)速大于風(fēng)力機的極限風(fēng)速，所有行程開關(guān)均被壓下，三個銅半園環(huán)均不帶電。
半銅環(huán)盤的上方裝有隨立軸轉(zhuǎn)動的電刷盤33，前述從電磁鐵上引下的電刷裝在電刷盤33上，每組一排，如34，每排相隔90°，共四排，每一排與其所控制的大葉片組處于同一鉛垂平面內(nèi)，并用彈簧壓緊在半銅環(huán)盤上。
如圖3，設(shè)風(fēng)從左邊吹來，風(fēng)標(biāo)箭頭對準(zhǔn)風(fēng)向。風(fēng)速小于風(fēng)力機的起動風(fēng)速時，風(fēng)速板處于圖示位置，三個銅半園環(huán)均不帶電。如前所述，當(dāng)風(fēng)速大于風(fēng)力機起動風(fēng)速小于等于額定風(fēng)速時，三個銅半園環(huán)均帶電。設(shè)大葉片與立軸順時針轉(zhuǎn)動(從上往下看)，當(dāng)一組大葉片轉(zhuǎn)至立軸左邊與風(fēng)標(biāo)平面處于同一平面內(nèi)時，開始進入推力區(qū)，此時由于控制該組大葉片的電刷組34也與風(fēng)標(biāo)平面處于同一平面內(nèi)，故電刷組與三個銅半園環(huán)接觸得電，所有小葉片豎直，受風(fēng)工作；當(dāng)大葉片組轉(zhuǎn)過180°至立軸右邊，開始進入阻力區(qū)，電刷組與銅半園環(huán)脫離失電，所有小葉片處于水平位置打開。當(dāng)風(fēng)速超過額定風(fēng)速一定值，銅半園環(huán)29斷電，部分小葉片平面始終保持與風(fēng)向平行，保證風(fēng)力機在風(fēng)速增大的情況下，輸出功率保持基本不變。如此類推，當(dāng)風(fēng)速大于風(fēng)力機的極限風(fēng)速時，所有小葉片均作，風(fēng)力機停轉(zhuǎn)，確保安全。
權(quán)利要求1.一種活動葉片式低阻風(fēng)力機，由主軸1、橫梁2、葉片5組成，其特征在于葉片具有葉片軸4，葉片軸裝于橫梁上的葉片支持物上，葉片可繞葉片軸的軸線轉(zhuǎn)動；風(fēng)力機上裝有控制葉片轉(zhuǎn)動的控制機構(gòu)；
2.按權(quán)利要求1所述風(fēng)力機，其特征在于其葉片軸支持物為固結(jié)在橫梁上的豎鋼管3，葉片軸裝在相鄰兩豎鋼管之間；
3.按權(quán)利要求1和2所述風(fēng)力機，其特征在于其控制機構(gòu)由電磁鐵6、連桿機構(gòu)12、13、15、風(fēng)標(biāo)19、銅環(huán)21、風(fēng)速板22、電刷盤33、半銅環(huán)盤23、行程開關(guān)25、26、27、28等組成電磁鐵固定在豎鋼管上，其活動銜鐵與連桿12相連，連桿的另一端接拉桿13，拉桿通過彈簧與彈性夾套15一端相連，彈性夾套固結(jié)在葉片軸上，其另一端開槽并裝有調(diào)節(jié)螺釘；風(fēng)標(biāo)裝在主軸上，與主軸間裝有軸承，風(fēng)標(biāo)上固結(jié)著銅環(huán)、風(fēng)速板及行程開關(guān)；銅環(huán)通過電刷24接通電源，裝有彈簧的風(fēng)速板可繞軸轉(zhuǎn)動，行程開關(guān)裝在風(fēng)速板的一側(cè)；半銅環(huán)盤內(nèi)嵌在三條互相絕緣的銅半圓環(huán)29、30、31，銅半圓環(huán)的起、終點與風(fēng)標(biāo)平面重合；從銅環(huán)上引導(dǎo)線接往行程開關(guān)25，從行程開關(guān)25上引導(dǎo)線接往行程開關(guān)26、27、28，從行程開關(guān)26、27、28上引導(dǎo)線接往銅半圓環(huán)29、30、31；電刷盤固結(jié)在立軸上，電刷盤內(nèi)的三組電刷壓緊在銅半圓環(huán)上，電刷上引導(dǎo)線接往電磁鐵的電磁線圈。
專利摘要一種活動葉片式低阻風(fēng)力機，由立軸、橫梁、葉片等組成。葉片具有葉片軸并由控制裝置控制其繞軸轉(zhuǎn)動。葉片進入推力區(qū)，葉片平面自動轉(zhuǎn)至豎直迎風(fēng)位置，受風(fēng)面積最大，進入阻力區(qū)，葉片平面自動轉(zhuǎn)至平行于風(fēng)向，阻風(fēng)面很小。風(fēng)速大于額定風(fēng)速時，隨著風(fēng)速的增加葉片受風(fēng)面積自動逐步減少使風(fēng)力機輸出功率基本不變。大風(fēng)時全部葉片平面均平行于風(fēng)向，停機確保安全。由于風(fēng)阻減小很多，本機效率高、還可多層疊加以獲大功率。
文檔編號F03D3/02GK2080107SQ89204398
公開日1991年7月3日 申請日期1989年4月9日 優(yōu)先權(quán)日1989年4月9日
發(fā)明者龔式群, 貢曉婷 申請人:龔式群, 貢曉婷