專利名稱：旋葉式風(fēng)力換能技術(shù)及所制造的微風(fēng)發(fā)電裝置的制作方法
旋葉式風(fēng)力換能技術(shù)及所制造的微風(fēng)發(fā)電裝置本發(fā)明屬機(jī)械-電子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域；確切的講是依靠風(fēng)力轉(zhuǎn)換成動(dòng)能及發(fā)電的裝置。對(duì)于沿水平旋轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)軸垂直于地面)的風(fēng)車結(jié)構(gòu)而言，雖具有不防礙有用四周空 間的優(yōu)點(diǎn)，但由于風(fēng)葉要承受逆風(fēng)負(fù)功，存在效率不佳的缺陷。本發(fā)明的目的在于解決已有技術(shù)的不足之處，最大可能的增加效率，制造出占地 空間少且可以方便避雷及具有抗臺(tái)風(fēng)功能的塔狀風(fēng)能發(fā)電裝置。本發(fā)明的特點(diǎn)對(duì)沿水平面(轉(zhuǎn)軸垂直于地面)上的風(fēng)車的風(fēng)葉進(jìn)行同步自旋轉(zhuǎn) 處理，可較大減少風(fēng)葉逆風(fēng)時(shí)的阻力，成倍的提高效率，且易于進(jìn)行抗臺(tái)風(fēng)處理及安裝避雷 針，對(duì)材料及占地的條件要求都大大的降低了。本發(fā)明的技術(shù)關(guān)鍵旋葉式風(fēng)力換能技術(shù)是由(旋轉(zhuǎn))葉片、主軸、主軸上的滑道 鼓(或主軸上的滑道盤(pán))、滑道鼓(或滑道盤(pán))滑道、上葉片軸承總承、下葉片軸承總承、 主軸孔、方向舵、行星小齒輪、基座、基座軸孔、行星架、行星軸葉片自轉(zhuǎn)軸、(端)、葉片自 轉(zhuǎn)(或葉片自轉(zhuǎn)傳動(dòng)軸)軸孔、葉片曲軸(或(葉片)自轉(zhuǎn)傳動(dòng)軸、葉片鉸軸、滑道驅(qū)動(dòng)連 桿)等組成；基本工作原理為當(dāng)?shù)孛嫔系乃搅鲃?dòng)風(fēng)作用到方向舵上時(shí)，由于主軸與方向 舵之間是剛性聯(lián)接的，因而風(fēng)流(推動(dòng)方向舵)總是將主軸的一側(cè)面對(duì)風(fēng)向，行星小齒輪同 時(shí)齒合于下葉片軸承總承及上葉片軸承總承的齒牙上且行星架(25) ((26)為行星軸)可剛 性的固定在主軸上，它將約束下葉片軸承總承及上葉片軸承總承只能沿相反的轉(zhuǎn)動(dòng)方向繞 (主軸)轉(zhuǎn)動(dòng)；(葉片自轉(zhuǎn)的安排)使風(fēng)的作用將下葉片軸承總承及上葉片軸承總承沿著 相反的轉(zhuǎn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)；由于主軸上的滑道鼓(或主軸上的滑道盤(pán))滑道通過(guò)葉片曲軸葉片 曲軸(或(葉片)自轉(zhuǎn)傳動(dòng)軸、葉片鉸軸、滑道驅(qū)動(dòng)連桿)約束著葉片的自轉(zhuǎn)角度，其角度 能在90度之間內(nèi)往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)(或90度往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)加上一個(gè)與主軸同步且反向的自轉(zhuǎn)分量的迭 加)(另外一種情形下結(jié)構(gòu)上葉片的自轉(zhuǎn)軸與總軸是平行的，葉片除完成90度自轉(zhuǎn)變向外， 還要有一個(gè)連續(xù)自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)且持續(xù)的自轉(zhuǎn)方向與公轉(zhuǎn)方向相反，2者完全抵消，如沒(méi)有另外機(jī) 構(gòu)產(chǎn)生90度過(guò)渡變向的情況下，葉片與方向舵的夾角始終保持不變)，使得葉片在順風(fēng)運(yùn) 動(dòng)時(shí)受風(fēng)面積最大，逆風(fēng)運(yùn)動(dòng)時(shí)受風(fēng)面積最??；因而將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成了葉片及葉片軸承總承 的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能；其基本特征就體現(xiàn)在方向舵所產(chǎn)生的力矩驅(qū)動(dòng)主軸隨風(fēng)轉(zhuǎn)動(dòng)主軸與方向舵 的結(jié)合既可以是剛性聯(lián)接在一起的(也可以是以常規(guī)的風(fēng)力助力偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)結(jié)合，當(dāng)風(fēng)力過(guò) 大時(shí)方向舵相對(duì)于主軸(繞主軸軸線或與該軸線近似平行的軸略微旋轉(zhuǎn))自動(dòng)偏轉(zhuǎn)一定角 度；還可以以自動(dòng)電子控制裝置的方式實(shí)現(xiàn)，這2種方法都被廣泛應(yīng)用)(使舵的方向順應(yīng) 風(fēng)向)；葉片的(自)旋轉(zhuǎn)方式既可以是平行軸旋葉方式也可以是垂直軸旋葉方式；動(dòng)力的 輸出可以是由小行星齒輪輸出(使用行星齒輪與行星架之間的轉(zhuǎn)速差來(lái)發(fā)電)，也可以由 上下葉片軸承總承(差動(dòng))輸出(既是2部發(fā)電機(jī)分別裝置在上葉片軸承總承與主軸及下 葉片軸承總承與主軸之間，用2者的轉(zhuǎn)速差來(lái)同時(shí)發(fā)電)這樣才能從物理機(jī)理上獲得良好 的動(dòng)平衡保持方向舵能盡可能的順向風(fēng)向；可以實(shí)現(xiàn)對(duì)主軸上的滑道鼓(9)及主軸上的滑 道盤(pán)(20)上的滑道路徑的切換，當(dāng)風(fēng)速超常時(shí)，進(jìn)行(電磁)切換變軌到每一葉片都是轉(zhuǎn) 向側(cè)面迎風(fēng)，始終呈最小風(fēng)阻狀態(tài)，不再產(chǎn)生過(guò)大的旋轉(zhuǎn)力矩(可以適量的繼續(xù)發(fā)電)，在
4方向舵功能不斷順向風(fēng)向的過(guò)程中，葉片的使得該構(gòu)造具有抗強(qiáng)風(fēng)功能，風(fēng)葉的表面即可 以是剛性或彈性的平面或曲面，也可以是復(fù)合張力膜結(jié)構(gòu)，彈性膜結(jié)構(gòu)有2點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)首先； 自適應(yīng)風(fēng)力沖擊，易于形成個(gè)狀態(tài)下的最大風(fēng)阻，其次；緩沖瞬間沖擊。上述的平行軸旋葉方式是指葉片的自轉(zhuǎn)軸與主軸平行，通過(guò)主軸上的滑道鼓滑 道與葉片曲軸的配合產(chǎn)生葉片自轉(zhuǎn)。上述的垂直軸旋葉方式是指葉片的自轉(zhuǎn)軸與主軸垂 直，通過(guò)主軸上的滑道盤(pán)滑道，驅(qū)動(dòng)齒輪，(葉片自轉(zhuǎn))傳動(dòng)軸，葉片鉸軸，滑道驅(qū)動(dòng)連桿之 間的配合產(chǎn)生葉片自轉(zhuǎn)。上述的旋葉表面既可以是剛性的曲面也可以是中間區(qū)域彈性張力膜結(jié)構(gòu)，有利于 增加風(fēng)阻及力學(xué)緩沖。所述的風(fēng)葉表面的復(fù)合張力膜是指風(fēng)葉的中間區(qū)域彈性張力膜結(jié) 構(gòu)，風(fēng)吹下可使之凹陷，有利于增加風(fēng)阻及力學(xué)緩沖；風(fēng)力更加強(qiáng)時(shí)張力膜即可以是完整 體，也可以是加工有一些泄流隙(無(wú)強(qiáng)風(fēng)時(shí)處于閉合或微開(kāi)狀態(tài)，強(qiáng)風(fēng)來(lái)到時(shí)泄流孔逐漸 增大)；也或者是在上下葉片軸承總承與主軸之間增設(shè)離心摩擦剎車裝置，已達(dá)到限速之 目的，額外能量以熱的形式釋放，保護(hù)發(fā)電機(jī)及機(jī)械部件。旋葉式微風(fēng)發(fā)電裝置的具體應(yīng)用的技術(shù)特征在該發(fā)電裝置中使用了旋葉式風(fēng)力 換能技術(shù)，來(lái)提供動(dòng)力驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)對(duì)外輸出電力；發(fā)電機(jī)的安轉(zhuǎn)位置可以在小行星齒輪與 行星架之間利用其間的轉(zhuǎn)速差發(fā)電或者對(duì)稱的2部同時(shí)安裝于上/下葉片軸承總承與主軸 (或上/下葉片軸承總承與基座之間)之間利用其間的轉(zhuǎn)速差同時(shí)發(fā)電。上述的旋葉式微風(fēng)發(fā)電裝置，可以是由多層垂向構(gòu)造的結(jié)構(gòu)組合而成塔狀結(jié)構(gòu)， 有利于節(jié)省空間。與基座相連的框架的頂端可裝有避雷裝置。下面結(jié)合一個(gè)較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步所說(shuō)明；[

圖1]葉片自轉(zhuǎn)與總軸垂直的風(fēng)力換能技術(shù)原理示意圖。[圖2]葉片自轉(zhuǎn)與總軸平行的風(fēng)力換能技術(shù)原理示意圖。。圖示說(shuō)明(1)(旋轉(zhuǎn))葉片(2) 上葉片軸承總承(3) 葉片曲軸(4)主軸(5) 方向舵(6) 行星小齒輪(7)基座(8) 基座軸孔(9)主軸上的滑道鼓(10)下葉片軸承總承(11)主軸孔(12)滑道鼓滑道(13)葉片曲軸直段部分(14)葉片(自轉(zhuǎn))軸孔(15)行星軸驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)(20)主軸上的滑道盤(pán)
(23)(葉片)自轉(zhuǎn)傳動(dòng)軸(24)葉片鉸軸(25)行星架(26)行星軸(27)滑道(驅(qū)動(dòng))連桿端部滑柱(30)滑道驅(qū)動(dòng)連桿(31)滑道盤(pán)滑道(40)葉片自轉(zhuǎn)軸(41)(旋轉(zhuǎn))葉片(42)上葉片軸承總承(43)下葉片軸承總承 (44)(葉片自轉(zhuǎn)傳動(dòng)軸)軸孔如[圖1]所示該技術(shù)的主要構(gòu)件是由(旋轉(zhuǎn))葉片(1)、下葉片軸承總承(10)、上葉片軸承總承 (2)、葉片曲軸(3)、主軸(4)、方向舵(5)、行星小齒輪(6)、行星架(25)、葉片軸承孔(14)、 基座(7)及基座軸孔(8)、主軸上的滑道鼓(9)、主軸孔(11)、滑道鼓滑道(12)、葉片軸孔 (14)、行星軸驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)(15)、葉片軸承總承驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)(16)等組成。裝配關(guān)系為主軸(4)(與方向舵(5)通過(guò)聯(lián)接件剛性相聯(lián)接)的上下兩端分別插 入基座(7)上的上下2個(gè)基座軸孔⑶中，并且使用軸承可是他們之間任意轉(zhuǎn)動(dòng)，基座(7) 固定于地面上或其他承載物上；眾多(旋轉(zhuǎn))葉片(1)剛性的與葉片曲軸(3)聯(lián)接并通過(guò)葉 片軸孔(14)與下葉片軸承總承(10)及上葉片軸承總承(2)聯(lián)接；主軸(4)穿過(guò)上/下葉 片軸承總承⑵及(10)的主軸孔(11)并可自由旋轉(zhuǎn)；行星小齒輪(6)安裝在行星架(25) (剛性安裝在主軸上)上的行星軸(6)上，并與上/下葉片軸承總承(2)及(10)上的齒盤(pán) 齒合；葉片曲軸(3)端區(qū)的軸栓嵌入主軸上的滑道鼓(9)上的滑道鼓滑道(12)中，并可在 滑道中滑動(dòng)(13)葉片曲軸直段部分。基本工作原理為當(dāng)?shù)孛嫔系乃搅鲃?dòng)風(fēng)作用到方向舵(5)上時(shí)，由于主軸⑷與 方向舵(5)之間是剛性聯(lián)接的，因而風(fēng)流(推動(dòng)方向舵)總是將主軸(4)的一個(gè)側(cè)面對(duì)風(fēng) 向，由于行星小齒輪(6)安裝在與主軸(4)固定在一起的行星架(25)上的行星軸(26)上， 該小齒輪(6)同時(shí)齒合于下葉片軸承總承(10)及上葉片軸承總承(2)的齒牙上且行星架 (25)可剛性的固定在主軸(4)(主軸(4)穿過(guò)上/下葉片軸承總承上的主軸承孔(11))上， 它將約束下葉片軸承總承(10)及上葉片軸承總承(2)只能沿相對(duì)相反的轉(zhuǎn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)； (葉片的人為安排)使風(fēng)的作用將下葉片軸承總承(10)及上葉片軸承總承(2)沿著相反的 轉(zhuǎn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)；由于主軸(4)上的滑道鼓滑道(12)通過(guò)驅(qū)動(dòng)葉片曲軸(3)(該曲軸穿過(guò)葉 片軸承總承上的葉片軸承孔(14))約束著葉片(1)的角度，當(dāng)葉片軸承總承相對(duì)于主軸旋 轉(zhuǎn)時(shí)，滑道鼓上的滑道(12)約束著葉片曲軸(3)轉(zhuǎn)向，滑道的形狀將將控制著曲軸(3)端 點(diǎn)滑(軸)柱的沿主軸(4)軸向位移量，因而可以人為的安排葉片的不同旋轉(zhuǎn)位置的自轉(zhuǎn) 角度；(合理安排曲軸的尺寸及柱面鼓壁上滑道的軸向偏移量)其角度能在90度之間內(nèi)往 復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，使得葉片(1)在順風(fēng)運(yùn)動(dòng)時(shí)受風(fēng)面積最大，逆風(fēng)運(yùn)動(dòng)時(shí)受風(fēng)面積最小(恰好葉片轉(zhuǎn) 過(guò)90度角度)；因而將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成了葉片(1)及葉片總承的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能，達(dá)到換能之目的。
動(dòng)力的輸出可以是由小行星齒輪(6)輸出，將發(fā)電機(jī)(行星軸驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)(15)) 固定在行星架(25)上，由小行星齒輪(6)驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸來(lái)發(fā)電，也可以由上下葉片軸承總承 (分別)輸出，既是將2部發(fā)電機(jī)(葉片軸承總承驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)(16))分別裝置在主軸與方 向舵的連接件上，利用上下葉片軸承總承的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸發(fā)電，這樣才能 獲得良好的動(dòng)平衡，不至于產(chǎn)生額外力矩來(lái)干擾方向舵的方向，使方向舵能盡可能的順向 風(fēng)向。上述的旋葉表面既可以是剛性的曲面也可以是中間區(qū)域彈性張力膜結(jié)構(gòu)，有利于 增加風(fēng)阻及力學(xué)緩沖。所述的風(fēng)葉表面的復(fù)合張力膜是指風(fēng)葉的中間區(qū)域彈性張力膜結(jié) 構(gòu)，風(fēng)吹下可使之凹陷，有利于增加風(fēng)阻及力學(xué)緩沖；風(fēng)力更加強(qiáng)時(shí)張力膜即可以是完整 體，也可以是加工有一些泄流隙(無(wú)強(qiáng)風(fēng)時(shí)處于閉合或微開(kāi)狀態(tài)，強(qiáng)風(fēng)來(lái)到時(shí)泄流孔逐漸 增大)；也或者是在上下葉片軸承總承與主軸之間增設(shè)離心摩擦剎車裝置，已達(dá)到限速之 目的，額外能量以熱的形式釋放，保護(hù)發(fā)電機(jī)及機(jī)械部件如圖2所示該技術(shù)與圖1技術(shù)基本相同，其主要構(gòu)件是由(旋轉(zhuǎn))葉片(41)、下葉片軸承總 承(43)、上葉片軸承總承(42)、主軸(4)、方向舵(5)、主軸上的滑道盤(pán)(20)、自轉(zhuǎn)傳動(dòng)軸 (23)、自轉(zhuǎn)軸(49)、葉片鉸軸(24)、行星架(25)、行星軸(26)、滑道連桿端滑柱(27)、驅(qū)動(dòng)連 桿(30)、滑道盤(pán)滑道(31)行星小齒輪(6)、行星架(25)、(葉片自轉(zhuǎn)傳動(dòng)軸)軸孔(44)、基 座(7)及基座軸孔(8)等組成。裝配關(guān)系為主軸(4)的上下兩端分別插入基座(7)上的 上下2個(gè)基座軸孔(8)中，并且使用軸承可是他們之間任意轉(zhuǎn)動(dòng)，基座(7)固定于地面上或 其他承載物上，該情形下；葉片(41)上的自轉(zhuǎn)軸(40)與主軸(4)是平行的，葉片除完成90 度往復(fù)自轉(zhuǎn)變向(由主軸上的滑道盤(pán)(20)上的滑道盤(pán)滑道(31)通過(guò)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)連桿(30) (被約束為軸向運(yùn)動(dòng)的)上的滑道連桿端部滑柱(27)推動(dòng)葉片鉸軸(24)(作為受力點(diǎn))使 葉片沿自轉(zhuǎn)軸(40)轉(zhuǎn)動(dòng)，往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度可參數(shù)設(shè)計(jì)而確定)外，還要有一個(gè)連續(xù)自轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng)(該轉(zhuǎn)動(dòng)是由自轉(zhuǎn)傳動(dòng)軸(23)來(lái)傳動(dòng)，可以將下葉片軸承總承(43)及上葉片軸承總承 (42)與主軸(4)的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)(穿過(guò)(葉片自轉(zhuǎn)傳動(dòng)軸)軸孔(44)的)(葉片)自轉(zhuǎn)傳 動(dòng)軸(23)傳到葉片(41)上)且持續(xù)的自轉(zhuǎn)方向與公轉(zhuǎn)方向相反，在經(jīng)齒數(shù)匹配設(shè)計(jì)，2者 完全抵消，如沒(méi)有另外機(jī)構(gòu)產(chǎn)生90度過(guò)渡變向的情況下，葉片與方向舵的夾角始終保持 不變)?？稍斒鰹橹鬏S(4)與方向舵(5)的結(jié)合是剛性聯(lián)接在一起的，方向舵(5)所產(chǎn)生 的力矩驅(qū)動(dòng)滑道軸(4)轉(zhuǎn)動(dòng)(使舵的方向順應(yīng)風(fēng)向)；葉片(41)即能隨葉片軸承總承一起 繞主軸(4)旋轉(zhuǎn)也可以繞葉片自轉(zhuǎn)軸(40)自轉(zhuǎn)(在結(jié)構(gòu)上有2種選擇葉片自轉(zhuǎn)軸的方向 可以是與主軸的方向平行也可以與主軸的方向垂直)；葉片(41)的自轉(zhuǎn)(在自轉(zhuǎn)軸與總軸 垂直的情況下)既可以是由主軸(4)上的滑道盤(pán)(20)驅(qū)動(dòng)葉片鉸軸(24)，使葉片自轉(zhuǎn)，且 與公轉(zhuǎn)的方向相反，結(jié)果是此2項(xiàng)運(yùn)動(dòng)合成后的結(jié)果是使葉片的葉面空間方向保持不變)， (在自轉(zhuǎn)軸與總軸平行的情況下)同時(shí)滑道軸上的滑道(31)還要通過(guò)驅(qū)動(dòng)連桿(30)，依然 是使葉片在順風(fēng)的大部分時(shí)間內(nèi)與逆風(fēng)的大部分時(shí)間內(nèi)的葉片面的方向相差90度角，最 終的作用結(jié)果是使葉片面幾乎一半時(shí)間面對(duì)風(fēng)向(0度角)，另一半是時(shí)間則測(cè)向風(fēng)向(90 度角)，只在葉片方向換向的過(guò)渡時(shí)間內(nèi)進(jìn)行角度漸變過(guò)渡，但此過(guò)渡期時(shí)葉片的風(fēng)壓對(duì)總 軸所產(chǎn)生的力矩最小)(100)為主軸上的滑道盤(pán)(20)上的滑道的正面示圖，從圖中可以看出，滑道盤(pán)(20)也兼作主軸驅(qū)動(dòng)齒輪(與主軸剛性聯(lián)接且共軸)，與傳動(dòng)軸(23)上一端的45度斜齒 相齒合，傳動(dòng)軸(23)的另一端斜齒與葉片自轉(zhuǎn)軸(40)的斜齒齒合，帶動(dòng)葉片旋轉(zhuǎn)。發(fā)電機(jī)(15)轉(zhuǎn)子可安裝于行星小齒輪(6)中軸孔上，定子部分安裝于行星架(25) 上。2種方案的比較1方案簡(jiǎn)化成本低，效能約提高1倍，2方案抗風(fēng)能力更強(qiáng)，效率 更高，約提高1倍半。
權(quán)利要求
旋葉式風(fēng)力換能技術(shù)，由(旋轉(zhuǎn))葉片、主軸、主軸上的滑道鼓(或主軸上的滑道盤(pán))、滑道鼓(或滑道盤(pán))滑道、上葉片軸承總承、下葉片軸承總承、主軸孔、方向舵、行星小齒輪、基座、基座軸孔、行星架、行星軸葉片自轉(zhuǎn)軸、(端)、葉片自轉(zhuǎn)(或葉片自轉(zhuǎn)傳動(dòng)軸)軸孔、葉片曲軸(或(葉片)自轉(zhuǎn)傳動(dòng)軸、葉片鉸軸、滑道驅(qū)動(dòng)連桿)等組成；基本工作原理為當(dāng)?shù)孛嫔系乃搅鲃?dòng)風(fēng)作用到方向舵上時(shí)，由于主軸(4)與方向舵(5)之間是剛性聯(lián)接的，因而風(fēng)流(推動(dòng)方向舵)總是將主軸(4)的一側(cè)面對(duì)風(fēng)向，行星小齒輪同時(shí)齒合于下葉片軸承總承及上葉片軸承總承的齒牙上且行星架(25)(為行星軸)可剛性的固定在主軸上，它將約束下葉片軸承總承及上葉片軸承總承只能沿相反的轉(zhuǎn)動(dòng)方向繞(主軸轉(zhuǎn)動(dòng)；(葉片自轉(zhuǎn)的安排)使風(fēng)的作用將下葉片軸承總承及上葉片軸承總承沿著相反的轉(zhuǎn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)；由于主軸上的滑道鼓(或主軸上的滑道盤(pán))滑道通過(guò)葉片曲軸葉片曲軸(或(葉片)自轉(zhuǎn)傳動(dòng)軸、葉片鉸軸、滑道驅(qū)動(dòng)連桿)約束著葉片的自轉(zhuǎn)角度，其角度能在90度之間內(nèi)往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)(或90度往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)加上一個(gè)與主軸同步且反向的自轉(zhuǎn)分量的迭加)(另外一種情形下結(jié)構(gòu)上葉片的自轉(zhuǎn)軸與總軸是平行的，葉片除完成90度自轉(zhuǎn)變向外，還要有一個(gè)連續(xù)自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)且持續(xù)的自轉(zhuǎn)方向與公轉(zhuǎn)方向相反，2者完全抵消，如沒(méi)有另外機(jī)構(gòu)產(chǎn)生90度過(guò)渡變向的情況下，葉片與方向舵的夾角始終保持不變)，使得葉片在順風(fēng)運(yùn)動(dòng)時(shí)受風(fēng)面積最大，逆風(fēng)運(yùn)動(dòng)時(shí)受風(fēng)面積最??；因而將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成了葉片及葉片軸承總承的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能；可以實(shí)現(xiàn)對(duì)主軸上的滑道鼓(9)及主軸上的滑道盤(pán)(20)上的滑道路徑的切換，當(dāng)風(fēng)速超常時(shí)，進(jìn)行(電磁)切換變軌到每一葉片都是轉(zhuǎn)向側(cè)面迎風(fēng)，始終呈最小風(fēng)阻狀態(tài)，不再產(chǎn)生過(guò)大的旋轉(zhuǎn)力矩(可以適量的繼續(xù)發(fā)電)，在方向舵功能不斷順向風(fēng)向的過(guò)程中，葉片的使得該構(gòu)造具有抗強(qiáng)風(fēng)功能；其特征就在于主軸與方向舵的結(jié)合既可以是剛性聯(lián)接在一起的(也可以是以常規(guī)的風(fēng)力助力偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)結(jié)合，當(dāng)風(fēng)力過(guò)大時(shí)方向舵相對(duì)于主軸(繞主軸軸線或與該軸線近似平行的軸略微旋轉(zhuǎn))自動(dòng)偏轉(zhuǎn)一定角度；還可以以自動(dòng)電子控制裝置的方式實(shí)現(xiàn))，方向舵所產(chǎn)生的力矩驅(qū)動(dòng)主軸隨風(fēng)轉(zhuǎn)動(dòng)(使舵的方向順應(yīng)風(fēng)向)；葉片的(自)旋轉(zhuǎn)方式既可以是平行軸旋葉方式也可以是垂直軸旋葉方式；動(dòng)力的輸出可以是由小行星齒輪輸出(使用行星齒輪與行星架之間的轉(zhuǎn)速差來(lái)發(fā)電)，也可以由上下葉片軸承總承(差動(dòng))輸出(既是2部發(fā)電機(jī)分別裝置在上葉片軸承總承與主軸及下葉片軸承總承與主軸之間，用2者的轉(zhuǎn)速差來(lái)同時(shí)發(fā)電)這樣才能從物理機(jī)理上獲得良好的動(dòng)平衡保持方向舵能盡可能的順向風(fēng)向；風(fēng)葉的表面即可以是剛性或彈性的平面或曲面，也可以是復(fù)合張力膜結(jié)構(gòu)。FSA00000137761300011.tif,FSA00000137761300012.tif
2.旋葉式微風(fēng)發(fā)電裝置，由(旋轉(zhuǎn))葉片、主軸、主軸上的滑道鼓(或主軸上的滑道 盤(pán))、滑道鼓(或滑道盤(pán))滑道、上葉片軸承總承、下葉片軸承總承、主軸孔、方向舵、行星小 齒輪、基座、基座軸孔、行星架、行星軸葉片自轉(zhuǎn)軸、(端)、葉片自轉(zhuǎn)(或葉片自轉(zhuǎn)傳動(dòng)軸) 軸孔、葉片曲軸(或(葉片)自轉(zhuǎn)傳動(dòng)軸、葉片鉸軸、滑道驅(qū)動(dòng)連桿)、行星軸驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī) (或葉片軸承總承驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī))等組成；基本工作原理為當(dāng)?shù)孛嫔系乃搅鲃?dòng)風(fēng)作用到 方向舵上時(shí)，由于主軸(4)與方向舵(5)之間是剛性聯(lián)接的，因而風(fēng)流(推動(dòng)方向舵)總是 將主軸(4)的一側(cè)面對(duì)風(fēng)向，行星小齒輪同時(shí)齒合于下葉片軸承總承及上葉片軸承總承的 齒牙上且行星架(25) ((26)為行星軸)可剛性的固定在主軸上，它將約束下葉片軸承總承 及上葉片軸承總承只能沿相反的轉(zhuǎn)動(dòng)方向繞(主軸)轉(zhuǎn)動(dòng)；(葉片自轉(zhuǎn)的安排)使風(fēng)的作用 將下葉片軸承總承及上葉片軸承總承沿著相反的轉(zhuǎn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)；由于主軸上的滑道鼓(或主軸上的滑道盤(pán))滑道通過(guò)葉片曲軸葉片曲軸(或(葉片)自轉(zhuǎn)傳動(dòng)軸、葉片鉸軸、滑道驅(qū) 動(dòng)連桿)約束著葉片的自轉(zhuǎn)角度，其角度能在90度之間內(nèi)往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)(或90度往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)加 上一個(gè)與主軸同步且反向的自轉(zhuǎn)分量的迭加)(另外一種情形下結(jié)構(gòu)上葉片的自轉(zhuǎn)軸與總 軸是平行的，葉片除完成90度自轉(zhuǎn)變向外，還要有一個(gè)連續(xù)自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)且持續(xù)的自轉(zhuǎn)方向與 公轉(zhuǎn)方向相反，2者完全抵消，如沒(méi)有另外機(jī)構(gòu)產(chǎn)生90度過(guò)渡變向的情況下，葉片與方向舵 的夾角始終保持不變)，使得葉片在順風(fēng)運(yùn)動(dòng)時(shí)受風(fēng)面積最大，逆風(fēng)運(yùn)動(dòng)時(shí)受風(fēng)面積最?。?因而將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成了葉片及葉片軸承總承的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能；其特征就在于在該發(fā)電裝置中使 用了旋葉式風(fēng)力換能技術(shù)，來(lái)提供動(dòng)力驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)對(duì)外輸出電力；發(fā)電機(jī)的安轉(zhuǎn)位置可以 在小行星齒輪與行星架之間利用其間的轉(zhuǎn)速差發(fā)電或者對(duì)稱的2部同時(shí)安裝于上/下葉片 軸承總承與主軸之間(或上/下葉片軸承總承與基座之間)利用其間的轉(zhuǎn)速差同時(shí)發(fā)電。
3.如權(quán)利要求1及所述技術(shù)，其特征就在于；所述的平行軸旋葉方式是指葉片的自轉(zhuǎn) 軸與主軸平行，通過(guò)主軸上的滑道鼓滑道與葉片曲軸的配合產(chǎn)生葉片自轉(zhuǎn)。
4.如權(quán)利要求1及所述技術(shù)，其特征就在于；所述的垂直軸旋葉方式是指葉片的自轉(zhuǎn) 軸與主軸垂直，通過(guò)主軸上的滑道盤(pán)滑道，驅(qū)動(dòng)齒輪，(葉片自轉(zhuǎn))傳動(dòng)軸，葉片鉸軸，滑道 驅(qū)動(dòng)連桿之間的配合產(chǎn)生葉片自轉(zhuǎn)。
5.如權(quán)利要求2及所述裝置、其特征就在于；所述的旋葉式微風(fēng)發(fā)電裝置，可以是由多 層垂向構(gòu)造的結(jié)構(gòu)組合而成塔狀結(jié)構(gòu)，有利于節(jié)省空間。
6.如權(quán)利要求1及所述技術(shù)、其特征就在于；所述的風(fēng)葉表面的復(fù)合張力膜是指風(fēng)葉 的中間區(qū)域彈性張力膜結(jié)構(gòu)，風(fēng)吹下可使之凹陷，有利于增加風(fēng)阻及力學(xué)緩沖；風(fēng)力更加強(qiáng) 時(shí)張力膜即可以是完整體，也可以是加工有一些泄流隙(無(wú)強(qiáng)風(fēng)時(shí)處于閉合或微開(kāi)狀態(tài)， 強(qiáng)風(fēng)來(lái)到時(shí)泄流孔逐漸增大)；也或者是在上下葉片軸承總承與主軸之間增設(shè)離心摩擦剎 車裝置，已達(dá)到限速之目的，額外能量以熱的形式釋放，保護(hù)發(fā)電機(jī)及機(jī)械部件。
7.如權(quán)利要求2及所述裝置、其特征就在于；所述的旋葉式微風(fēng)發(fā)電裝置，其與基座相 連的框架的頂端可裝有避雷裝置。
全文摘要
旋葉式風(fēng)力換能技術(shù)及所制造的微風(fēng)發(fā)電裝置，屬機(jī)械-電子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。對(duì)沿水平面(轉(zhuǎn)軸垂直于地面)上的風(fēng)車的風(fēng)葉進(jìn)行同步旋轉(zhuǎn)處理，增加有用風(fēng)推力的同時(shí)，可較大減少風(fēng)葉逆風(fēng)時(shí)的阻力，與半球式相比，在同樣尺度時(shí)可提高效率1-2倍以上，可廣泛應(yīng)用于各種場(chǎng)合中。
文檔編號(hào)F03D9/00GK101900078SQ20101019690
公開(kāi)日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2010年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月27日
發(fā)明者吳小平, 羅天珍 申請(qǐng)人:吳小平;羅天珍