專利名稱：用于垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及風(fēng)力機(jī)的風(fēng)輪機(jī)構(gòu)，尤其是一種用于垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)包括水平軸式和垂直軸式兩類，水平軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)技術(shù) 較成熟，占據(jù)目前市場的主體。水平軸式的風(fēng)力發(fā)電機(jī)占用空間大，需設(shè)置塔架、迎風(fēng)調(diào)節(jié) 及葉片姿態(tài)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，投資大，不利于推廣。雖然垂直軸風(fēng)機(jī)的整體結(jié)構(gòu)較 水平軸式風(fēng)機(jī)簡單得多，但垂直軸風(fēng)機(jī)的風(fēng)輪的葉片大多固定設(shè)置，風(fēng)能利用率低。號為 200910012045. χ的中國專利申請公開了一種通過控制器指揮，以機(jī)械式調(diào)整風(fēng)帆迎風(fēng)角度 的技術(shù)方案，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。公開號為CN101761448A的中國專利申請公開了一種用 于垂直軸風(fēng)機(jī)的百葉式葉片結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)葉片在順風(fēng)和迎風(fēng)兩種狀態(tài)下自動開閉調(diào)向，其 結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。生產(chǎn)中急迫需要一種結(jié)構(gòu)簡單、便于制造、生產(chǎn)成本低、風(fēng)能利用率高的風(fēng)輪 機(jī)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題在于提供一種用于垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪機(jī)構(gòu)，可實現(xiàn)葉 片自動換向，其結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，生產(chǎn)成本低，風(fēng)能利用率高。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，包括一個垂直主軸和結(jié)構(gòu)相同的數(shù)個葉片單元，所述 數(shù)個葉片單元沿垂直主軸周邊均布，其特征在于所述數(shù)個葉片單元的每一個葉片單元設(shè) 有水平梁架和相配的直立式葉片，水平梁架的內(nèi)端固定于垂直主軸上，水平梁架的外端設(shè) 有第一聯(lián)接座，葉片內(nèi)側(cè)設(shè)有沿垂直方向延伸的自轉(zhuǎn)偏心軸，自轉(zhuǎn)偏心軸上設(shè)有第二聯(lián)接 座，第一聯(lián)接座與第二聯(lián)接座通過軸承相聯(lián)接。其原理是葉片通過自轉(zhuǎn)偏心軸活動式聯(lián)接 于水平梁架的外端，自轉(zhuǎn)偏心軸將葉片分成寬幅面與窄幅面兩部分，葉片隨風(fēng)輪整體旋轉(zhuǎn) 時可沿自轉(zhuǎn)偏心軸隨風(fēng)自轉(zhuǎn)。當(dāng)葉片轉(zhuǎn)至逆風(fēng)運(yùn)行狀態(tài)時，由于葉片的寬幅面與窄幅面承 受風(fēng)力大小不一致，同風(fēng)向標(biāo)原理，風(fēng)力作用使葉片寬幅面始終位于風(fēng)向的前端，整個葉片 的方向與風(fēng)向一致，葉片沒有逆風(fēng)阻力；葉片轉(zhuǎn)至順風(fēng)運(yùn)行狀態(tài)時，風(fēng)力和水平梁架的限位 作用使葉片緊貼水平梁架成迎風(fēng)狀態(tài)，葉片承受風(fēng)力產(chǎn)生扭矩，從而使風(fēng)輪沿垂直主軸旋 轉(zhuǎn)，垂直主軸帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。任意方向的來風(fēng)，總有葉片處于順風(fēng)狀態(tài)，順風(fēng)一側(cè)的葉片 承受風(fēng)力產(chǎn)生扭矩，逆風(fēng)一側(cè)的葉片隨風(fēng)自轉(zhuǎn)與風(fēng)向一致無風(fēng)阻，這種結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了葉片自 動換向，高效利用風(fēng)力的目的。一種改進(jìn)是所述水平梁架包括上梁架和下梁架。設(shè)置上梁架和下梁架，便于與長 方形的葉片結(jié)構(gòu)相匹配。另一種改進(jìn)是所述葉片為布制帆板結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)輕巧、生產(chǎn)成本低。還有一種改進(jìn)是所述自轉(zhuǎn)偏心軸的軸線與葉片的窄幅端邊線之間的距離L為葉 片寬度的2/5至1/5之間。采用這種結(jié)構(gòu)，葉片與水平梁架的聯(lián)接受力更均衡，風(fēng)輪整體運(yùn) 行更平穩(wěn)。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，生產(chǎn)成本低，風(fēng)能利用率高。圖例說明

圖1是本發(fā)明一種實施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是葉片結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明一種實施例的俯視結(jié)構(gòu)動態(tài)原理示意圖。
具體實施例方式如圖1、圖2、圖3所示，本發(fā)明一種實施例包括一個垂直主軸1和結(jié)構(gòu)相同的數(shù)個 葉片單元2，所述數(shù)個葉片單元2沿垂直主軸1周邊均布，其特征在于所述數(shù)個葉片單元 2的每一個葉片單元2設(shè)有水平梁架3和相配的直立式葉片4，水平梁架3的內(nèi)端固定于垂 直主軸1上，水平梁架3的外端設(shè)有第一聯(lián)接座7，葉片4內(nèi)側(cè)設(shè)有沿垂直方向延伸的自轉(zhuǎn) 偏心軸5，自轉(zhuǎn)偏心軸5上設(shè)有第二聯(lián)接座6，第一聯(lián)接座7與第二聯(lián)接座6通過軸承相聯(lián) 接。其原理是葉片4通過自轉(zhuǎn)偏心軸5活動式聯(lián)接于水平梁架3的外端，自轉(zhuǎn)偏心軸5將 葉片4分成寬幅面與窄幅面兩部分，葉片4隨風(fēng)輪整體旋轉(zhuǎn)時可沿自轉(zhuǎn)偏心軸5隨風(fēng)自轉(zhuǎn)。 當(dāng)葉片4轉(zhuǎn)至逆風(fēng)運(yùn)行狀態(tài)時，由于葉片4的寬幅面與窄幅面承受風(fēng)力大小不一致，同風(fēng)向 標(biāo)原理，風(fēng)力作用使葉片4寬幅面始終位于風(fēng)向的前端，整個葉片4的方向與風(fēng)向一致，葉 片4沒有逆風(fēng)阻力；葉片4轉(zhuǎn)至順風(fēng)運(yùn)行狀態(tài)時，風(fēng)力和水平梁架3的限位作用使葉片4緊 貼水平梁架3成迎風(fēng)狀態(tài)，葉片4承受風(fēng)力產(chǎn)生扭矩，從而使風(fēng)輪沿垂直主軸1旋轉(zhuǎn)，垂直 主軸1帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。任意方向的來風(fēng)，總有葉片4處于順風(fēng)狀態(tài)，順風(fēng)一側(cè)的葉片4承 受風(fēng)力產(chǎn)生扭矩，逆風(fēng)一側(cè)的葉片4隨風(fēng)自轉(zhuǎn)與風(fēng)向一致無風(fēng)阻，這種結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了葉片自 動換向，高效利用風(fēng)力的目的。一種改進(jìn)是所述水平梁架3包括上梁架和下梁架。設(shè)置上梁架和下梁架，便于與 長方形的葉片結(jié)構(gòu)相匹配。另一種改進(jìn)是所述葉片4為布制帆板結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)輕巧、生產(chǎn)成本低。如圖2所示，還有一種改進(jìn)是所述自轉(zhuǎn)偏心軸5的軸線與葉片的窄幅端邊線之間 的距離L為葉片寬度的2/5至1/5之間。一種優(yōu)選實施例是L為葉片寬度的1/3。采用這 種結(jié)構(gòu)，葉片4與水平梁架3的聯(lián)接受力更均衡，風(fēng)輪整體運(yùn)行更平穩(wěn)。風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)方向決定于葉片4上自轉(zhuǎn)偏心軸5的軸線位置的設(shè)置方式。葉片4位 于順風(fēng)狀態(tài)向逆風(fēng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換的交替位置(即順風(fēng)向的最遠(yuǎn)端)時，對于自轉(zhuǎn)偏心軸5的軸 線靠左側(cè)的葉片結(jié)構(gòu)，風(fēng)輪逆時針旋轉(zhuǎn)；靠右側(cè)的葉片結(jié)構(gòu)，風(fēng)輪順時針旋轉(zhuǎn)。與發(fā)明類似的同類結(jié)構(gòu)的等效變換，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種用于垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪機(jī)構(gòu)，包括一個垂直主軸和結(jié)構(gòu)相同的數(shù)個葉片單元，所述數(shù)個葉片單元沿垂直主軸周邊均布，其特征在于所述數(shù)個葉片單元的每一個葉片單元設(shè)有水平梁架和相配的直立式葉片，水平梁架的內(nèi)端固定于垂直主軸上，水平梁架的外端設(shè)有第一聯(lián)接座，葉片內(nèi)側(cè)設(shè)有沿垂直方向延伸的自轉(zhuǎn)偏心軸，自轉(zhuǎn)偏心軸上設(shè)有第二聯(lián)接座，第一聯(lián)接座與第二聯(lián)接座通過軸承相聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪機(jī)構(gòu)，其特征在于所述 水平梁架包括上梁架和下梁架。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪機(jī)構(gòu)，其特征在于 所述葉片為布制帆板結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪機(jī)構(gòu)，其特征在于所述 自轉(zhuǎn)偏心軸的軸線與葉片的窄幅端邊線之間的距離L為葉片寬度的2/5至1/5之間。
全文摘要
一種用于垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪機(jī)構(gòu)，包括一個垂直主軸和結(jié)構(gòu)相同的數(shù)個葉片單元，所述數(shù)個葉片單元沿垂直主軸周邊均布，其特征在于所述數(shù)個葉片單元的每一個葉片單元設(shè)有水平梁架和相配的直立式葉片，水平梁架的內(nèi)端固定于垂直主軸上，水平梁架的外端設(shè)有第一聯(lián)接座，葉片內(nèi)側(cè)設(shè)有沿垂直方向延伸的自轉(zhuǎn)偏心軸，自轉(zhuǎn)偏心軸上設(shè)有第二聯(lián)接座，第一聯(lián)接座與第二聯(lián)接座通過軸承相聯(lián)接。本發(fā)明的葉片與水平梁架活動式聯(lián)接，葉片可自動換向，其結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，生產(chǎn)成本低，風(fēng)能利用率高。
文檔編號F03D3/06GK101943111SQ20101027339
公開日2011年1月12日 申請日期2010年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月3日
發(fā)明者陳昌平 申請人:陳靜