專利名稱：利用彈性元件減小阻力的風(fēng)車發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)車發(fā)電設(shè)備，尤其涉及一種利用彈性元件減小阻力的風(fēng)車發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源的消耗量也大大增加。我國(guó)風(fēng)力資源和水力資源豐富，可開發(fā)利用前景廣闊。但是目前使用的風(fēng)車，受風(fēng)向、風(fēng)力影響較大，風(fēng)葉受力面積相對(duì)較小，風(fēng)葉轉(zhuǎn)到背風(fēng)位置時(shí)阻力較大，所以效率不高，并且安裝使用受到許多條件限制。專利號(hào)為200920023762. 8的實(shí)用新型專利公開了一種高效免調(diào)向風(fēng)車，其特征在于活動(dòng)風(fēng)葉包括內(nèi)風(fēng)葉、外風(fēng)葉，內(nèi)風(fēng)葉和外風(fēng)葉一端通過轉(zhuǎn)軸固定在力臂上，另一端為
自由端，內(nèi)風(fēng)葉和外風(fēng)葉內(nèi)側(cè)設(shè)置閉合限位復(fù)位裝置，內(nèi)風(fēng)葉和外風(fēng)葉外側(cè)分別設(shè)置一個(gè)開啟限位復(fù)位裝置。由于該專利將限位裝置設(shè)置在風(fēng)葉外側(cè)，當(dāng)風(fēng)葉位于順風(fēng)位置時(shí)，風(fēng)葉受到限位裝置的作用閉合十分容易，但是當(dāng)風(fēng)葉位于逆風(fēng)位置時(shí)，風(fēng)葉尚處于閉合狀態(tài)，受風(fēng)面積小，有沒有其他力的作用控制限位裝置使其開啟風(fēng)葉，故這種裝置實(shí)質(zhì)上會(huì)減少風(fēng)葉的受風(fēng)面積，效率較低；另外，這種裝置只能適用于風(fēng)力穩(wěn)定的狀態(tài)下，當(dāng)風(fēng)力出現(xiàn)波動(dòng)或遇到大風(fēng)時(shí)則無法控制風(fēng)葉的開合和方向；而且由于限位裝置的不可控，無法控制風(fēng)葉的閉合或開啟，在風(fēng)葉離開順風(fēng)位置時(shí)，依然會(huì)產(chǎn)生很大阻力。專利號(hào)為200810062388. 2的發(fā)明專利，公開了一種能同時(shí)利用海風(fēng)和海浪的能量進(jìn)行發(fā)電的列陣式海風(fēng)、海浪雙作用發(fā)電裝置，其中公開了一種能夠減小背風(fēng)推葉阻力的受風(fēng)浪裝置，包括一個(gè)轉(zhuǎn)環(huán)，轉(zhuǎn)環(huán)上均勻布置若干個(gè)隨風(fēng)浪打開或收攏的傘狀推葉，傘狀推葉的小徑端固定在轉(zhuǎn)環(huán)上，其大徑端有一系列拉線連接到轉(zhuǎn)環(huán)上；所述傘狀推葉的大徑端內(nèi)側(cè)面裝一圈外磁鐵，在傘狀推葉收攏后其大徑端接觸的轉(zhuǎn)環(huán)上裝一把只有骨架的小傘，在小傘外側(cè)面裝一圈內(nèi)磁鐵，內(nèi)磁鐵在傘狀推葉收攏時(shí)與傘狀推葉上的外磁鐵相吸。但是該受風(fēng)浪裝置依然無法在減小背風(fēng)阻力的情況下保證風(fēng)車工作的穩(wěn)定性。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)風(fēng)車受風(fēng)向影響大，風(fēng)葉轉(zhuǎn)到背風(fēng)位置時(shí)阻力較大，效率不高等缺點(diǎn)，提供了一種通過利用彈性元件的形變和磁場(chǎng)不同磁極的相互作用，減少風(fēng)車阻力，提高風(fēng)車工作效率的一種利用彈性元件減小阻力的風(fēng)車發(fā)電裝置。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型通過下述技術(shù)方案得以解決—種利用彈性元件減小阻力的風(fēng)車發(fā)電裝置，包括平臺(tái)、發(fā)電機(jī)和設(shè)置在平臺(tái)上的力臂，以及連接在力臂外端的風(fēng)葉，所述的風(fēng)葉的中軸與力臂固接；所述的中軸上通過連接軸連接有若干彈性元件，彈性元件的另一端連接在風(fēng)葉邊緣上；所述的風(fēng)葉上還設(shè)有一個(gè)磁力帶。平臺(tái)用于支撐風(fēng)車的整體構(gòu)架；風(fēng)車的旋轉(zhuǎn)部分由風(fēng)葉和力臂組成，風(fēng)葉的中軸與力臂所成角度在45到135之間；當(dāng)風(fēng)葉逆風(fēng)時(shí)，風(fēng)葉受到風(fēng)的推動(dòng)作用力完全張開，彈性元件發(fā)生彈性形變；當(dāng)風(fēng)葉順風(fēng)時(shí)，風(fēng)葉失去風(fēng)的推動(dòng)力或受到風(fēng)的阻力，彈性元件復(fù)位，使風(fēng)葉收攏閉合。由于彈性元件有一定的長(zhǎng)度，即使風(fēng)葉收攏時(shí)也能夠留出一定空間，當(dāng)風(fēng)葉由順風(fēng)旋轉(zhuǎn)到逆風(fēng)位置時(shí)，依然能保證有足夠空氣流入風(fēng)葉內(nèi)，產(chǎn)生足夠的推力時(shí)風(fēng)葉展開。這樣，減小了空氣對(duì)風(fēng)車的阻力，風(fēng)車無需控制方向即可自行轉(zhuǎn)動(dòng)起來了。進(jìn)一步的，所述的平臺(tái)上帶有環(huán)形磁鐵，所述的環(huán)形磁 鐵自中垂面分割為兩級(jí)。進(jìn)一步的，所述的磁力帶由兩個(gè)半圓環(huán)狀磁條組成，分別自中垂線分割為兩級(jí)，兩個(gè)半圓環(huán)狀磁條同級(jí)相對(duì)組成一個(gè)圓環(huán)；所述圓環(huán)的對(duì)合線與中軸到環(huán)形磁鐵環(huán)心連線在同一直線上。磁力帶由兩個(gè)半圓環(huán)狀磁條環(huán)繞風(fēng)葉大徑外邊緣組成，使風(fēng)葉內(nèi)側(cè)半邊與外側(cè)半邊形成不同的磁極；平臺(tái)上的環(huán)形磁鐵也分為兩個(gè)磁極，并與風(fēng)葉上的磁力帶發(fā)生相互作用。當(dāng)風(fēng)力不穩(wěn)定時(shí)調(diào)整環(huán)形磁鐵的兩極方向，使順風(fēng)風(fēng)葉的內(nèi)側(cè)半邊與相對(duì)的環(huán)形磁鐵磁極相異。由于磁鐵具有同名磁極相斥、異名磁極相吸的特性，當(dāng)風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)到逆風(fēng)位置時(shí)，環(huán)形磁鐵與磁力帶異名磁極相對(duì)，產(chǎn)生吸引力，使風(fēng)葉展開；當(dāng)風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)到順風(fēng)位置時(shí)，環(huán)形磁鐵與磁力帶同名磁極相對(duì)，產(chǎn)生排斥力，使風(fēng)葉收攏閉合，這樣，同樣可以減小空氣對(duì)風(fēng)車的阻力，使風(fēng)車自行轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)可以保持風(fēng)車旋轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。另外，當(dāng)風(fēng)力穩(wěn)定但過大時(shí)，可以將環(huán)形磁鐵調(diào)整為與風(fēng)葉的內(nèi)側(cè)半邊相同的磁極朝上，對(duì)風(fēng)葉施加一個(gè)排斥力，防止風(fēng)力過大導(dǎo)致風(fēng)葉和彈性元件受損；相反，當(dāng)風(fēng)力穩(wěn)定且過小時(shí)，可以將環(huán)形磁鐵調(diào)整為與風(fēng)葉的內(nèi)側(cè)半邊相異的磁極朝上，對(duì)風(fēng)葉施加一個(gè)吸引力，幫助風(fēng)葉展開增加受風(fēng)面積。作為優(yōu)選，所述的彈性元件不發(fā)生形變時(shí)的長(zhǎng)度遠(yuǎn)小于風(fēng)葉大徑端半徑，彈性元件發(fā)生最大彈性形變時(shí)風(fēng)葉完全展開。作為優(yōu)選，所述的風(fēng)葉為合金制傘狀推葉。彈性元件不發(fā)生形變時(shí)，傘形風(fēng)葉收攏；彈性原件發(fā)生形變使，傘形風(fēng)葉展開。彈性元件最大形變時(shí)風(fēng)葉完全展開，防止傘形風(fēng)葉反向展開受損。作為優(yōu)選，所述的發(fā)電機(jī)帶有轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸與力臂相連。風(fēng)葉受到風(fēng)力作用帶動(dòng)力臂轉(zhuǎn)動(dòng)，由力臂帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而使發(fā)電機(jī)發(fā)電。所述的利用彈性元件減小阻力的風(fēng)車發(fā)電裝置還包括風(fēng)速表和控制器。通過風(fēng)速表測(cè)量即使風(fēng)速，并將信息傳遞給控制器，由控制器控制環(huán)形磁鐵的兩極方向并防止發(fā)生臺(tái)風(fēng)時(shí)風(fēng)車受損。本實(shí)用新型通過利用彈性元件的彈性形變和磁鐵的極性特征，實(shí)現(xiàn)以下有益效果( I)通過彈性元件控制風(fēng)葉的開合，使風(fēng)車逆風(fēng)位置受到風(fēng)力推動(dòng)，背風(fēng)位置阻力較小，形成一個(gè)力矩，使風(fēng)車無需調(diào)整方向，可以自行轉(zhuǎn)動(dòng)，且提高風(fēng)能利用率；(2)通過磁力帶和環(huán)形磁鐵的相互作用，給風(fēng)車施加一個(gè)可以吸引力或排斥力，使風(fēng)車的自由旋轉(zhuǎn)更具有穩(wěn)定性；(3)本裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，產(chǎn)生的能源清潔可再生，對(duì)環(huán)境的保護(hù)以及新能源的開發(fā)與利用具有重大意義。

圖I為本實(shí)用新型實(shí)施例I的風(fēng)車結(jié)構(gòu)示意圖；[0022]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例I的側(cè)視圖；其中I一平臺(tái)、2—力臂、3—風(fēng)葉、4一中軸、5—彈性元件、6—連接軸、7—磁力帶、8 一環(huán)形磁鐵、9 一風(fēng)速表、10—控制器、11 一轉(zhuǎn)軸、12—發(fā)電機(jī)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)風(fēng)車受風(fēng)向影響大，風(fēng)葉轉(zhuǎn)到背風(fēng)位置時(shí)阻力較大，效率不高等缺點(diǎn)，提供了一種通過利用彈性元件的形變和磁場(chǎng)不同磁極的相互作用，減少風(fēng)車阻力，提高風(fēng)車工作效率的一種利用彈性元件減小阻力的風(fēng)車發(fā)電裝置。 如圖I、圖2所示，為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型通過下述技術(shù)方案得以解決—種利用彈性元件減小阻力的風(fēng)車發(fā)電裝置，包括平臺(tái)I、發(fā)電機(jī)12和設(shè)置在平臺(tái)I上的力臂2，以及連接在力臂2外端的風(fēng)葉3，所述的風(fēng)葉3的中軸4與力臂2固接；所述的中軸4上通過連接軸6連接有若干彈性元件5，彈性元件5的另一端連接在風(fēng)葉3邊緣上；所述的風(fēng)葉3上還設(shè)有一個(gè)磁力帶7。平臺(tái)I用于支撐風(fēng)車的整體構(gòu)架；風(fēng)車的旋轉(zhuǎn)部分由風(fēng)葉3和力臂2組成，風(fēng)葉3的中軸4與力臂2所成角度在45到135之間。所述的平臺(tái)I上帶有環(huán)形磁鐵8，所述的環(huán)形磁鐵8自中垂面分割為兩級(jí)。所述的磁力帶7由兩個(gè)半圓環(huán)狀磁條組成，分別自中垂線分割為兩級(jí)，兩個(gè)半圓環(huán)狀磁條同級(jí)相對(duì)組成一個(gè)圓環(huán)；所述圓環(huán)的對(duì)合線與中軸4到環(huán)形磁鐵8環(huán)心連線在同一直線上。磁力帶7由兩個(gè)半圓環(huán)狀磁條環(huán)繞風(fēng)葉3大徑外邊緣組成，使風(fēng)葉3內(nèi)側(cè)半邊與外側(cè)半邊形成不同的磁極；平臺(tái)I上的環(huán)形磁鐵8也分為兩個(gè)磁極，并與風(fēng)葉3上的磁力帶7發(fā)生相互作用。所述的彈性元件5不發(fā)生形變時(shí)的長(zhǎng)度遠(yuǎn)小于風(fēng)葉3大徑端半徑，彈性元件5發(fā)生最大彈性形變時(shí)風(fēng)葉3完全展開。所述的風(fēng)葉3為合金制傘狀推葉。彈性元件5不發(fā)生形變時(shí)，傘形風(fēng)葉3收攏；彈性原件發(fā)生形變使，傘形風(fēng)葉3展開。彈性元件5最大形變時(shí)風(fēng)葉3完全展開，防止傘形風(fēng)葉3反向展開受損。所述的發(fā)電機(jī)12帶有轉(zhuǎn)軸11，所述轉(zhuǎn)軸11與力臂2相連。風(fēng)葉3受到風(fēng)力作用帶動(dòng)力臂2轉(zhuǎn)動(dòng)，由力臂2帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸11旋轉(zhuǎn),進(jìn)而使發(fā)電機(jī)12發(fā)電。所述的利用彈性元件減小阻力的風(fēng)車發(fā)電裝置還包括風(fēng)速表9和控制器10。通過風(fēng)速表9測(cè)量即使風(fēng)速，并將信息傳遞給控制器10，由控制器10控制環(huán)形磁鐵8的兩極方向并防止發(fā)生臺(tái)風(fēng)時(shí)風(fēng)車受損。本實(shí)用新型的工作過程如下當(dāng)風(fēng)葉3逆風(fēng)時(shí)，風(fēng)葉3受到風(fēng)的推動(dòng)作用力完全張開，彈性元件5發(fā)生彈性形變；當(dāng)風(fēng)葉3順風(fēng)時(shí)，風(fēng)葉3失去風(fēng)的推動(dòng)力或受到風(fēng)的阻力，彈性元件5復(fù)位，使風(fēng)葉3收攏閉合。由于彈性元件5有一定的長(zhǎng)度，即使風(fēng)葉3收攏時(shí)也能夠留出一定空間，當(dāng)風(fēng)葉3由順風(fēng)旋轉(zhuǎn)到逆風(fēng)位置時(shí)，依然能保證有足夠空氣流入風(fēng)葉3內(nèi)，產(chǎn)生足夠的推力時(shí)風(fēng)葉3展開。這樣，減小了空氣對(duì)風(fēng)車的阻力，風(fēng)車無需控制方向即可自行轉(zhuǎn)動(dòng)起來了。當(dāng)風(fēng)力不穩(wěn)定時(shí)調(diào)整環(huán)形磁鐵8的兩極方向，使順風(fēng)風(fēng)葉3的內(nèi)側(cè)半邊與相對(duì)的環(huán)形磁鐵8磁極相異。由于磁鐵具有同性磁極相斥、異性磁極相吸的特性，當(dāng)風(fēng)葉3旋轉(zhuǎn)到逆風(fēng)位置時(shí)，環(huán)形磁鐵8與磁力帶7異名磁極相對(duì)，產(chǎn)生吸引力，使風(fēng)葉3展開；當(dāng)風(fēng)葉3旋轉(zhuǎn)到順風(fēng)位置時(shí)，環(huán)形磁鐵8與磁力帶7同名磁極相對(duì)，產(chǎn)生排斥力，使風(fēng)葉3收攏閉合，這樣，同樣可以減小空氣對(duì)風(fēng)車的阻力，使風(fēng)車自行轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)可以保持風(fēng)車旋轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。另外，當(dāng)風(fēng)力穩(wěn)定但過大時(shí)，可以將環(huán)形磁鐵8調(diào)整為與風(fēng)葉3的內(nèi)側(cè)半邊相同的磁極朝上，對(duì)風(fēng)葉3施加一個(gè)排斥力，防止風(fēng)力過大導(dǎo)致風(fēng)葉3和彈性元件5受損；相反，當(dāng)風(fēng)力穩(wěn)定且過小時(shí)，可以將環(huán)形磁鐵8調(diào)整為與風(fēng)葉3的內(nèi)側(cè)半邊相異的磁極朝上，對(duì)風(fēng)葉3施加一個(gè)吸引力，幫助風(fēng)葉3展開增加受風(fēng)面積。本實(shí)用新型通過利用彈性元件5的彈性形變和磁鐵的極性特征，通過彈性元件5控制風(fēng)葉3的開合，使風(fēng)車逆風(fēng)位置受到風(fēng)力推動(dòng)，背風(fēng)位置阻力較小，形成一個(gè)力矩，使風(fēng)車無需調(diào)整方向，可以自行轉(zhuǎn)動(dòng)；通過磁力帶7和環(huán)形磁鐵8的相互作用，給風(fēng)車施加一個(gè)可以吸引力或排斥力，使風(fēng)車的自由旋轉(zhuǎn)更具有穩(wěn)定性。本裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，產(chǎn)生的能源清潔可再生，對(duì)環(huán)境的保護(hù)以及新能源的開發(fā)與利用具有重大意義。本實(shí)用新型中的各部分形狀和組合可以根據(jù)需要加以改變，如可以選用不同形狀 的風(fēng)葉，還可以根據(jù)風(fēng)車的規(guī)格，選用數(shù)片風(fēng)葉組合應(yīng)用。本實(shí)用新型還可以安裝在其他以風(fēng)力為動(dòng)力的旋轉(zhuǎn)器具上，如游樂園的旋轉(zhuǎn)裝置、風(fēng)力發(fā)電的路燈、建筑物備用電源等，應(yīng)用中可以根據(jù)需要選擇適當(dāng)?shù)娘L(fēng)車組合方式。并且可以應(yīng)用在水流中應(yīng)用，效果與氣流中等同。在淺海域應(yīng)用時(shí)，可以同時(shí)結(jié)合水力風(fēng)力使用，亦可單純利用水力或者風(fēng)力，應(yīng)用范圍廣。總之，以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，凡依本實(shí)用新型申請(qǐng)專利范圍所作的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本實(shí)用新型專利的涵蓋范圍。
權(quán)利要求1.一種利用彈性元件減小阻力的風(fēng)車發(fā)電裝置，包括平臺(tái)(I)、發(fā)電機(jī)(12)和設(shè)置在平臺(tái)(I)上的力臂(2)，以及連接在力臂(2)外端的風(fēng)葉(3)，其特征在于所述的風(fēng)葉(3)的中軸(4)與力臂(2 )固接；所述的中軸(4)上通過連接軸(6 )連接有若干彈性元件(5 )，彈性元件(5)的另一端連接在風(fēng)葉(3)邊緣上；所述的風(fēng)葉(3)上還設(shè)有一個(gè)磁力帶(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用彈性元件減小阻力的風(fēng)車發(fā)電裝置，其特征在于所述的平臺(tái)(I)上帶有環(huán)形磁鐵(8)，所述的環(huán)形磁鐵(8)自中垂面分割為兩級(jí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用彈性元件減小阻力的風(fēng)車發(fā)電裝置，其特征在于所述的磁力帶(7)由兩個(gè)半圓環(huán)狀磁條組成，分別自中垂線分割為兩級(jí)，兩個(gè)半圓環(huán)狀磁條同級(jí)相對(duì)組成一個(gè)圓環(huán)；所述圓環(huán)的對(duì)合線與中軸(4)到環(huán)形磁鐵(8)環(huán)心連線在同一直線上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用彈性元件減小阻力的風(fēng)車發(fā)電裝置，其特征在于所述的彈性元件(5)不發(fā)生形變時(shí)的長(zhǎng)度遠(yuǎn)小于風(fēng)葉(3)大徑端半徑，彈性元件(5)發(fā)生最大彈性形變時(shí)風(fēng)葉(3)完全展開。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用彈性元件減小阻力的風(fēng)車發(fā)電裝置，其特征在于所述的風(fēng)葉(3)為合金制傘狀推葉。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用彈性元件減小阻力的風(fēng)車發(fā)電裝置，其特征在于所述的發(fā)電機(jī)(12 )帶有轉(zhuǎn)軸(11)，所述轉(zhuǎn)軸(11)與力臂(2 )相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求I到6任意一項(xiàng)所述的利用彈性元件減小阻力的風(fēng)車發(fā)電裝置，其特征在于所述一種利用彈性元件減小阻力的風(fēng)車發(fā)電裝置還包括風(fēng)速表(9)和控制器(10)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)車發(fā)電設(shè)備，公開了一種利用彈性元件減小阻力的風(fēng)車發(fā)電裝置。包括平臺(tái)、發(fā)電機(jī)和設(shè)置在平臺(tái)上的力臂，以及連接在力臂外端的風(fēng)葉，所述的風(fēng)葉的中軸與力臂固接；所述的中軸上通過連接軸連接有若干彈性元件，彈性元件的另一端連接在風(fēng)葉邊緣上；所述的風(fēng)葉上還設(shè)有一個(gè)磁力帶。本實(shí)用新型通過利用彈性元件的彈性形變和磁鐵的極性特征，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛，減小風(fēng)車阻力，實(shí)現(xiàn)風(fēng)車免調(diào)向，提高風(fēng)能利用率。
文檔編號(hào)F03D3/06GK202673573SQ20122023993
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月25日
發(fā)明者李同強(qiáng) 申請(qǐng)人:李同強(qiáng)