專利名稱：Buktukov-3風能發(fā)電設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及風能工業(yè)，并且可用于裝置的獨立能量供應以及用于 動力系統(tǒng)的發(fā)電。
背景技術(shù)：
技術(shù)的結(jié)果是增大的風能使用時間率，與風的方向和速度無關(guān)， 簡化的設(shè)計，提高的性能，降低的制造成本和運行成本，以及更高的可
靠性，同時增加風能發(fā)電設(shè)備的輸出。這由于下面的事實而實現(xiàn)發(fā)電 設(shè)備具有重物、支架以及兩個或多個管段(中空柱體)形式的葉片。支 ^fim連接到軸承。軸承安裝在靜止軸上。在它們的表面上^^N十片 的內(nèi)外邊緣沿著弦通過連桿連接。在外邊緣和中心之間，每個連桿鉸接 連接到支架。在中心和外邊緣之間的表面處，每個葉片通過桿鉸接連接 到相鄰葉片的連桿。 一個桿端部在中心和外邊緣之間鉸接連接到葉片， 并且另一個桿端部在中心和葉片外邊緣之間鉸接連接到相鄰葉片的連
桿。 一個葉片的連桿鉸接連接到L形的桿架(lever bracket)。重物連 接到桿架相反端。桿架鉸接到一支架。驅(qū)動齒輪剛性連接到下部支架， 并且通過較小直徑的從動齒輪與萬向軸或者具有球窩接頭的軸相接合。 靜止軸位于驅(qū)動齒輪內(nèi)。在底部處，萬向軸(或者具有球窩接頭的軸) 連接到電動機械單元。
在頂部處，靜止軸連接到支撐柱或者纜索。支撐柱或者纜索的底 端連接到地面或者地基。在中間，支撐柱(或者纜索)通過其它纜索拴 到地面和/或彼此。
風能發(fā)電設(shè)備的另一個實施例也是可行的。其中，發(fā)電設(shè)備具有 重物、支架、和兩個或多個管段(中空柱體)形式的葉片(風能拾取裝 置(wind pick叩)，風掠過表面)，所述葉片具有內(nèi)外邊緣。支架剛性連接到靜止軸上安裝的軸承。兩個或多個葉片在中心和外邊緣之間鉸接 連接到支架。在它們的表面上，每個葉片的內(nèi)外邊緣沿著弦通過連桿彼 此相連。每個葉片的連桿通過桿鉸接連接到相鄰葉片的連桿。桿的一端 在外邊緣和連桿中心之間鉸接連接到連桿，而另一端在連桿中心和葉片 內(nèi)邊緣之間鉸接連接到相鄰葉片的連桿。
一個葉片的連桿鉸接連接到L形的桿架。重物連接到桿架的相反 端。桿架鉸接連接到一支架。驅(qū)動齒輪剛性連接到下部支架，并且通過 較小直徑的從動齒輪與萬向軸或者具有球窩接頭的軸相接合。靜止軸位 于驅(qū)動齒輪內(nèi)。在底部，萬向軸(或者具有球窩接頭的軸)連接到電動 機械單元。在頂部，靜止軸連接到支撐柱或者纜索。支撐柱或者纜索的 底端連接到地面或者地基上。在中間，支撐柱(或者纜索)通過其它纜 索拴到地上和/或彼此上。
本發(fā)明涉及電力工業(yè)領(lǐng)域，特別涉及風能發(fā)電設(shè)備，并且可用于 裝置的獨立供電以及用于動力系統(tǒng)的發(fā)電。
R鉑的縣風能轉(zhuǎn)子發(fā)電設(shè)備Roni-ShKhV C專利PK No. 5595)。它
包括風能轉(zhuǎn)子模塊，該模塊包括引導設(shè)備和帶有葉片的豎直風能轉(zhuǎn)子， 該轉(zhuǎn)子具有圓形形狀。葉片的數(shù)目和直徑根據(jù)Helman公式而隨著重量 改變。發(fā)電機組包括連接到風轉(zhuǎn)子軸的一行或者多行。
這個風能轉(zhuǎn)子發(fā)電設(shè)備具有多個缺點，例如高金屬含量，以及對 于發(fā)電設(shè)備在高的風速下工作所需要的高精度的制造，這導致相當高的 成本以及在風速低的情況下的不可操作性。
同樣已知的是Savonius系統(tǒng)風能渦輪機(專利PK No.3230)，包
括兩個半柱形的葉片，所述葉片位于板之間，并具有內(nèi)外邊緣，所述邊 緣運動地剛性連接到軸，并且通過球窩接頭連接件而連接到葉片。葉片 在它們的外邊緣處具有重物。
風能渦輪機的一個顯著缺點在于為了增大功率，需要增大直徑 到超過0.5米，并且使得葉片的邊緣迎著風。這樣做的過程中，將在風 的壓力作用下產(chǎn)生半柱體的不可控制的移動以及被支架撞擊。這使得設(shè) 計更加復雜，并且降低了裝置的可靠性。減小半柱體的直徑導致功率減 小，以及較窄的風速工作范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是開發(fā)一種風能發(fā)電設(shè)備(WPP)，其使得可以增加使
用時間率(擴展風速工作范圍)，確保發(fā)電設(shè)備的穩(wěn)定功率，與風速和 方向無關(guān)，簡化設(shè)計，并且增加操作可靠性，同時基本增加發(fā)電設(shè)備功 率，這導致較低成本，包括運行成本。
由于下面的事實實現(xiàn)了技術(shù)效果在一種風能發(fā)電設(shè)備中，包括 重物，支架，和葉片(風能拾取裝置)，所述葉片具有內(nèi)外邊緣，所述 葉片形成為兩個半柱形的形式或者多個中空柱體的段的形式。在它們的 表面處，每個葉片的內(nèi)外邊緣沿著弦通過連桿連接。在中心和外邊緣之 間，每個連桿鉸接連接到支架。支架連接到在靜止軸上安裝的軸承。在 中心和外邊緣之間的它的表面處，每個葉片通過桿鉸接連接到相鄰葉片 的連桿。 一個桿端在中心和外邊緣之間的表面處連接到葉片。另一個桿 端在中心和葉片的外邊緣之間鉸接連接到相鄰葉片的連桿。 一個葉片的
一支架。
驅(qū)動齒輪剛性連接到下部支架，其中，靜止軸位于所述齒輪內(nèi)。 較小直徑的從動齒輪與驅(qū)動齒輪嚙合。在底部處，從動齒輪通過球窩和 /或萬向軸連接到電動機械單元。在底部處，萬向軸(或者具有球窩的 軸)連接到電動機械單元。在頂部處，靜止軸通過纜索或者弧形桁架連 接到地面；依次，桁架底端連接到地面，并且通過纜索拴接到彼此和/ 或地面。
技術(shù)效果還可以在另一個實施例中實現(xiàn)，其中，發(fā)電設(shè)備具有重 物、支架、兩個或多個管段形式的葉片(風能拾取裝置，風掠過表面), 葉片具有內(nèi)外邊緣。支架剛性連接到在靜止軸上安裝的軸承。在中心和 外邊緣之間，兩個或多個葉片鉸接連接到支架。在它們的表面處，每個 葉片的內(nèi)外邊緣沿著弦通過連桿連接。每個葉片連桿通過桿鉸接連接到 相鄰葉片。桿的一端在外邊緣處鉸接連接到連桿，同時另一端在葉片中 心和葉片內(nèi)邊緣之間鉸接連接到相鄰葉片連桿。
驅(qū)動齒輪剛性連接到下部支架，其中靜止軸位于齒輪內(nèi)。較小直徑的從動齒輪與驅(qū)動齒輪接合。在底部處，從動齒輪通過球窩和/或萬 向軸連接到電動機械單元。在底部處，萬向軸(或者具有球窩的軸)連 接到電動機械單元。在頂部處，靜止軸通過纜索或者弧形桁架連接到地
面；依次，桁架的底端連接到地面，并且通過纜索彼此連接或者連接到 地面。
本發(fā)明的本質(zhì)特征與所實現(xiàn)的效果之間的因果關(guān)系在于當使用 這些特征時，風能使用時間率增加，也就是WPP將在從1-3到90米/ 秒的速度范圍中工作。結(jié)果，WPP工作的天數(shù)增加了三倍多。因此，電 能輸出也將增加三倍多。另外，可以基本增加動力單元容量。這通過下 面的事實實現(xiàn)在低的風速，風掠過表面增加，并且相反，當風速增加
時，風掠過表面減小，因為葉片圍繞到支架的鉸接安裝件閉合。在颶風
狂風的情況中，重物由于離心力而封閉葉片，并且WPP采取管道(中空
柱體)的形狀。實現(xiàn)了可靠的操作，這是由于設(shè)計簡單以及軸沒有旋轉(zhuǎn)，
并且由于WPP軸到電動機械單元的球窩連接和/或萬向軸的存在。對于 /1、幼率WPP的纜索誶栳.以及誦討弧形桁架的連接,確保了在任何風速 和狂風的情況下的可靠操作以及WPP單元功率的顯著增加，其中所述桁 架依次通過纜索拴接到地面或者彼此。


下面參考附圖描述本發(fā)明，其中，圖1示出了 WPP的總體視圖以
及俯視圖
圖2示出了中空柱體段形式的四個葉片風能拾取裝置的橫截面， 其中它們的邊緣在它們的表面處通過連桿連接，并且連桿在中心和外邊 緣之間鉸接連接到支架。
圖3示出了中空柱體段形式的四個葉片風能拾取裝置的橫截面， 其中所述段的表面在中心和外邊緣之間鉸接到支架。
圖4示出了中空柱體段形式的三個葉片風能拾取裝置的橫截面， 其中所述段的表面在中心和外邊緣之間鉸接連接到支架，同時在外邊緣 處，桿連接到連桿，并且在中心和內(nèi)邊緣之間連接到相鄰葉片。
圖5示出了中空柱體段形式的三個葉片風能拾取裝置的橫截面，其中所述段的表面鉸接連接到支架，同時在外邊緣處，桿連接到連桿， 并且在中心和相鄰葉片內(nèi)邊緣之間連接到連桿。
圖6示出了中空柱體段形式的三個葉片風能拾取裝置的橫截面， 其中所述段的邊緣在表面處通過連桿連接，同時連桿在中心和外邊緣之 間鉸接到支架。
圖7示意性示出了 L形桿架與重物的連接，該重物確保了當風速 變化時葉片(風能拾取裝置)的開啟和閉合。
具體實施例方式
風能發(fā)電設(shè)備(圖1)包括具有軸承2 (圖2)的靜止軸1。支架3 連接到軸承。連桿5在外邊緣和中心之間鉸鏈連接到支架3(圖2和6)。 連桿在它們的表面處連接葉片4的內(nèi)邊緣和外邊緣。葉片4形成為管狀 (中空柱體)段的形式。桿6的一端在葉片4的外邊緣和連桿3的中心 之間鉸接連接到連桿5。桿的另一端在表面處鉸接連接到相鄰的葉片4 (圖2和6)。 L形桿架7鉸接連接到支架3 (圖7)。桿架的頂端在內(nèi)邊 緣和中心之間鉸接連接到其中一個連桿5。重物8連接到桿架7的底端。
靜止軸1 (圖1)的上端連接到支撐柱或者纜索9。支撐柱(或者 纜索)9通過水平連桿IO彼此相連，并且通過連桿11 (圖1)拴到地 上(或者地基)(圖1)。靜止軸1的底端剛性連接到地面或者地基。
驅(qū)動齒輪12在底部剛性連接到下部支架3，其中靜止軸1位于驅(qū) 動齒輪12內(nèi)。驅(qū)動齒輪12與較小直徑的從動齒輪13嚙合。從動齒輪 13通過萬向軸或者球窩14連接到電動機械裝置15。
在第二實施例中(圖3)，葉片4在中心和外邊緣之間的表面處鉸 接連接到支架3。桿6在中心和外邊緣之間鉸接連接到連桿5，連桿5 連接葉片4的外邊緣和內(nèi)邊緣。桿6的另一端在中心和外邊緣之間鉸接 連接到相鄰葉片4(圖3)?？梢栽谌~片4的外邊緣以及中心與內(nèi)邊緣(圖 4)之間的相鄰葉片處連接桿6，或者在葉片4的外邊緣以及中心和內(nèi) 邊緣(圖5)之間的相鄰葉片的連桿5處連接桿6。
靜止軸1的連接、桿架7的連接，以及到電動機械單元的連接， 與第一實施例類似。風能發(fā)電設(shè)備的工作如下。風流撞擊葉片4，導致葉片4、支架3 和驅(qū)動齒輪12在軸承2上圍繞靜止軸1旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動齒輪12的旋轉(zhuǎn)通過 從動齒輪13和萬向軸(或球窩)14傳遞到電動機械單元15。當風速增 加時，由于離心力，重物8開始移動遠離旋轉(zhuǎn)軸線，這導致桿架7圍繞 鉸接安裝件分離。桿架7拉動連桿5，這導致葉片4圍繞鉸接安裝件移 動。在颶風和暴風情況中，葉片4閉合，并且呈現(xiàn)柱體的形狀。
當沒有風時，重物8由于重力而落下，并且通過桿架7完全開啟 葉片4。風能發(fā)電設(shè)備的第二實施例的工作也類似。
權(quán)利要求
1.一種風能發(fā)電設(shè)備，包括重物、支架和具有內(nèi)邊緣、外邊緣的葉片，其特征在于，在它們的表面處，每個葉片的內(nèi)邊緣和外邊緣沿著弦通過連桿連接，每個連桿在中心和外邊緣之間連接到支架，支架連接到軸承，軸承安裝在靜止軸上，并且每個葉片在中心和外邊緣之間的表面處通過桿鉸接連接到相鄰葉片，其中，桿的一端在中心和外邊緣之間的表面處連接到葉片，而桿的另一端在中心和葉片的外邊緣之間鉸接連接到相鄰葉片的連桿，一個葉片的連桿鉸接連接到L形桿架，重物連接到桿架的鉸接連接到支架的相反端，并且驅(qū)動齒輪剛性連接到支架，其中靜止軸位于所述齒輪內(nèi)，所述齒輪與較小直徑的從動齒輪嚙合，在底部處，較小直徑的從動齒輪通過球窩和/或萬向軸連接到電動機械單元，在頂部處，靜止軸通過纜索或者弧形桁架連接到地面或者地基，并且在中間，桁架通過纜索拴接到地面和/或彼此。
2. —種風能發(fā)電設(shè)備，包括重物、支架和具有內(nèi)邊緣、外邊緣 的葉片，其特征在于，兩個或多個葉片在中心和外邊緣之間的它們的表 面處鉸接連接到支架，每個葉片的內(nèi)邊緣、外邊緣沿著弦通過連桿彼此 相連，每個葉片的連桿通過桿鉸接連接到相鄰葉片的連桿，其中所述桿 的一端在外邊緣處鉸接連接到連桿，而第二端在連桿的中心和葉片的內(nèi) 邊緣之間鉸接連接到相鄰葉片，或者在中心和內(nèi)邊緣之間鉸接連接到相 鄰葉片， 一個葉片的連桿鉸接連接到L形桿架，重物連接到桿架的鉸接 連接到支架的相反端，并且驅(qū)動齒輪剛性連接到支架，其中靜止軸位于 驅(qū)動齒輪內(nèi)，驅(qū)動齒輪與較小直徑的從動齒輪嚙合，在底部處，較小直 徑的從動齒輪通過球窩和/或萬向軸連接到電動機械單元，在頂部處， 靜止軸通過纜索或者弧形桁架連接到地面或者地基，并且在中間，桁架 通過纜索拴到地面和/或彼此。
全文摘要
本發(fā)明涉及風能發(fā)電工程。本發(fā)明的風能發(fā)電設(shè)備包括葉片，每個葉片的內(nèi)外邊緣在其端面處沿著弦通過桿連接，所述桿在中心和外邊緣之間鉸接固定到懸臂，所述懸臂通過軸承設(shè)置在固定軸線上。每個葉片在中心和外邊緣之間的鉸接端處，通過桿鉸接連接到相鄰葉片，其中桿的一端在中心和外邊緣之間在鉸接端處連接到葉片，而其另一端在中心和外邊緣之間鉸接連接到相鄰葉片的桿，其中一個葉片的桿設(shè)置有重物。另一個實施例中，葉片在中心和外邊緣之間的鉸接端處鉸接固定到懸臂，在鉸接端處，每個葉片的內(nèi)外邊緣通過桿沿著弦相互連接，其中桿的一端在外邊緣附近鉸接連接到桿，另一端在桿的中心和內(nèi)邊緣之間連接到相鄰葉片，或者在中心和內(nèi)邊緣之間連接到相鄰葉片，并且其中一個葉片的一個桿設(shè)置有重物。本發(fā)明使得可以增加風能使用，與風的方向和速度無關(guān)，并改善在暴風情況下的可靠性。
文檔編號F03D3/06GK101589228SQ200680055816
公開日2009年11月25日 申請日期2006年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月14日
發(fā)明者A·扎克依普, B·布克圖科沃維, G·莫爾達巴耶娃, N·布克圖科沃維 申請人:N·布克圖科沃維