專利名稱：橫翼順風轉發(fā)電風車的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于風力發(fā)電原動力裝置領域。
現(xiàn)有風力發(fā)電裝置基本上為螺旋轉的風車，其轉動翼片由單軸豎立支撐，作向心螺旋槳式橫向轉動，主要存在下述問題(1)翼片軌跡是與風向成直角的法向轉動，其斜面對風流的阻力和風流對翼片斜面的浮力使高速氣流在壓力角處受阻，必然使螺旋槳減速為氣流速的1／2；且風速越大，阻力越大，故翼片面積不可太大，使得轉動力臂受力面有限，因而發(fā)電出力受限。
(2)由于翼片面積不能太大，只有在四、五級中速風時才能正常連續(xù)運轉，風速太小或太大都不利于正常工作，限制了風能利用率。
(3)單支點的螺旋槳承受著很大的風壓扭折力；為避免折損，翼片需有減速機構，使傳遞功率下降；且需豎立于一個固定地點，裝配不便，適應不了隨氣候巨變搬遷的需要。
經檢索德溫特出版物“世界專利索引”1983～1987年風力發(fā)電裝置，未見與本實用新型相同的專利報道，只有相類似的如下專利文獻a、US4659940A《高海拔風力發(fā)電機》
旋轉風葉圍繞臥式轉軸，驅動發(fā)電機發(fā)電。
b、DE3602414A《臥式多翼轉子風動機》所用風翼是垂直鉸鏈的輕金屬折式、葉片、葉片上還鑲有太陽能電池。
c、US1273639A《風力發(fā)電機》葉片有三個齒狀叉支撐它們的共同點是結構復雜，不易安裝，結構或運轉方式與本實用新型有本質不同。
本實用新型的目的就是要改進上述現(xiàn)有風力發(fā)電機缺點，提供一種雙軸順向轉動，結構簡單而合理，受力面積大、風能利用系數(shù)較高、不易損壞、便于遷移的臥式發(fā)電風車。
本實用新型的技術方案是橫翼順風轉發(fā)電風車，具有套于中軸4上的風動推力轉輪裝置，中軸4、支撐中軸4和底面擋風裝置的機架，順風轉裝置、傳動裝置、避雷針25。其特殊之處在于風動推力轉輪裝置具有兩個分別由三根輕金屬條作腰點交叉鉚接而成的三角形翼輪邊架3，其內裝固鋼片或鋁片制、中心裝有軸承24的“三角形”轄片6，兩軸承24穿進中軸4；還具有六根分別兩兩連接于兩三角形翼輪邊架3每邊的外伸頂點和腰部、且空間相互平行的金屬細翼架條2；分別固于每兩根細翼架條2上的三塊鋁制、塑膠制或油漆堅韌的紙板制風翼板1；以及由螺釘固于左邊翼輪邊架3外側的大皮帶輪5；中軸4為空心金屬管，上面套裝風力推力轉輪裝置和擋風罩邊架7，且中軸4兩端置于立架框8邊桿頂端的軸承座中；支撐中軸4和擋風裝置的機架具有由三根鋁或木制橫條和二根鋁或木制豎條制成的長方形底框架11，其近左端處裝有電機座橫支條16，上面裝固固定電機17的電機座15；底框架11中間橫條外伸出框邊一段，其端部穿固向下延伸出一段，以插入相應樁柱21形成轉軸的避雷針25；底框架11兩前角處斜拉有兩根斜條，其下側由螺釘裝固兩個轉輪座13；還具有分別由兩個一端與底框架11橫邊端頭相連，另一端與底框架11另一橫邊近端頭處連接的“人字形”立架和在底部連接它們的橫支桿10組成的立架框8，其兩頂端處為支承中軸4的軸座，且立框架8兩斜桿腰部連接有起擋風罩限位用的桿18；順風轉裝置具有與機架底框架11中間橫條和避雷針24下部相連接的導向用輕金屬或木制舵板20；分別裝固在固定于底框架11兩前角處底側的兩個轉輪座13中的兩個轉向輪12；使機身作半園回轉園心定位的空心鋼管制樁柱21(圖2)，其高度與轉輪12一致，中間供插入避雷針25底部伸出底框架11橫桿部分；傳動裝置為皮帶傳動裝置，其大皮帶輪5固于左邊翼邊架3外側，小皮帶輪14由螺釘固于發(fā)電機17轉軸上，由皮帶輪9聯(lián)接大、小帶輪；避雷針25下部為園柱形，上部逐細至頂端為“十字”尖形；其中下部焊有限制底擋風罩23位置的限位扣22。其特殊之處還在于該橫翼順風轉發(fā)電風車還具有起隔風和限制推力轉輪轉速過快的底風隔離裝置。
本實用新型起隔風和限制風動推力轉輪轉速作用的底風隔離裝置具有半園筒形底風擋罩23，其底部中心處裝有起限制其位置作用的定位扣19；還具有與底風擋罩23上端邊緣鉚固、可連動其繞中軸4作扇形轉動的“凵”形邊架7，其另兩端為鉸扣，套于中軸4兩端外側立架支承處。
本實用新型的順風轉裝置還具有置于整機底部，使樁柱21過其園心以形成回轉點的供轉向輪12運行的半園形鋼筋軌道。
本實用新型的風翼板1彎曲成園弧形。
本實用新型由于采用了風翼板制成簡單的兩側支撐的臥式風動推力轉輪裝置，取代了現(xiàn)有風力發(fā)電裝置的螺旋槳或其它復雜的臥式轉輪裝置，使其具備多方優(yōu)點(1)風翼板是彎弧形、呈兩支點的臥式，且是順風向走的；空載時，上半受力面為半園翼板，弧形內面是對風流的充分兜載，凸面回程只受到較小的阻力，其轉速與風速接近，克服了螺旋槳式翼片對風速的阻力。當順風轉的翼板處于回路位置時，因有底風擋罩的隔風，減去了逆向阻力。掛上轉動帶時，凹形翼板對流束形成較大阻力，該阻力轉為對發(fā)電機軸的高效推力。在8級以上暴風時，底風擋罩由于受到強力風壓的上浮作用，將被吹起并繞中軸4作扇形擺動，遮住風動推轉輪上部風翼板而同時讓出下部風翼板，對上部推力減小而下部逆向推力產生，從而可使轉輪減速，保證了電機安全。
(2)兩個支撐軸對風翼板不存在扭折力和阻力，使傳遞效率提高，且翼片面積可按需要增大，使電機出力成倍增加。
(3)結構簡單，便于制造，能在各種風速下運轉工作，可隨氣候條件變化搬遷。
圖1是本實用新型立體圖。
圖2是本實用新型側視圖。
圖3是本實用新型轉動裝置和軌道俯視圖。
圖4是本實用新型應用實例示意圖。
圖5是本實用新型第二方案立體圖。
以下結合
本實用新型的一個實施例如圖1，本實用新型由三塊風翼板1、六根細翼架條2，兩個三角形翼輪邊架3及其轄片6、中軸4、大皮帶輪5、擋風板邊架7、立框架8、皮帶9、橫支桿10、底框架11、轉向輪12、轉向輪座13、小皮帶輪14、電機座15、電機座橫支條16、電機17、限位桿18、定位扣19、舵板20、樁柱21、限位扣22、底風擋罩23、兩個軸承24、避雷針25組成。
本實用新型置于多風的高位地點后，風流作用于風翼板1，產生轉矩而使風動推力轉輪裝置旋轉，進而通過皮帶傳動裝置帶動發(fā)電機工作。當風向改變時，由于舵板20的導流作用，使機身隨之轉依靠轉向輪12在軌道26上繞樁柱21不斷變換方位，保證風翼板1承受正面風推力作用。當風為4～7級，風速為5～15米／秒以下時，發(fā)電機可在風動推力轉輪帶動下順利工作，底風罩23以中軸4為園心，自重搭落在限位桿18上；當風速大于8級(風速15米／秒以上)時，電機17轉速會超過3000轉／分，至使其被燒壞，但此時風壓大于28kg／米，風推力將會把底風擋罩23上抬起到上半園周向風位置，對風翼板1起隔風作用，限制了風動推力轉輪轉速，可防止電機17被燒壞；底風擋罩23向上抬起的限位由限位扣22實現(xiàn)，當風力減小時，底風擋罩23將由自重下落至原位。
圖4給出了本實用新型大型風力電站的一種使用狀況圖。1為輸電桿、2為遮雨棚、3為本發(fā)電風車、4為聚風狹板，聚風狹板4為向外逐擴大的“喇叭口”狀，將風流集中引至風翼板。
現(xiàn)有風電機螺旋槳的直徑為5米時，發(fā)電量為2.5KW，本實用新型的風動有效率按一塊翼板面垂直的受力面積計算，發(fā)電機的功率因數(shù)為0.9；每塊翼板的設計尺寸為1米×3米時，其每平方米比現(xiàn)有螺旋翼風車的受風面積大出10倍，其發(fā)電功率也可增高10倍而達到25KW。
本實用新型的風動推力轉輪的第二設計方案是兩塊對應的風翼板，如圖5所示，適合于風速較強地點使用。
本實用新型的支撐架比其它風車為低，適合于安裝在地形較高的土坡、山坡、二山谷間風向口。可為山區(qū)農戶，邊遠工作機構提供低廉、方便的電能，在風能較充足的開闊區(qū)，可將本實用新型架于三層以上樓房頂面。
權利要求1.一種橫翼順風轉發(fā)電風車，具有(1)套于中軸4上的風動推力轉輪裝置；(2)中軸4；(3)支撐中軸4和底面擋風裝置的機架；(4)順風轉裝置；(5)傳動裝置；(6)避雷針25；其特征在于(1、1)風動推轉輪裝置具有(1、1、1)兩個分別由三根輕金屬條作腰點交叉鉚接而成的三角形翼輪邊架3；其(1、1、1、1)內裝固鋼片或鋁片制“三角形”轄片6；其(1、1、1、2)中心處具有軸承座；其中(1、1、1、3)裝有軸承24；(1、1、2)六根分別兩兩連于兩三角形翼輪邊架3每邊的外伸頂點和腰部，且空間相互平行的金屬翼架條2；(1、1、3)分別固于每兩根翼架條2上的三塊鋁制、塑膠制或油漆堅韌的紙板制風翼板1；(1、1、4)由螺釘固于左邊翼輪邊架3外側的大皮帶輪5；(2、1)中軸4為空心金屬管，上面套裝風力推轉輪裝置和擋風罩邊架7；其(2、2)兩端置于立架框8頂端的軸座中；(3、1)支撐中軸4和擋風裝置的機架具有(3、1、1)由三根鋁或木制橫條和二根鋁或木制豎條制成的長方形底框架11；其(3、1、1、1)近左端處裝有電機座橫支條16，其上裝固固定電機17的電機座15；(3、1、1、2)底框架11中間橫條外伸出框邊一段；其(3、1、1、2、1)端部穿固向下延伸出一段、以插入相應樁柱21形成轉軸的避雷針25；(3、1、1、2、2)底框架11兩前角處斜線有二根斜條、其下側由螺釘裝固兩個轉輪座13；(3、1、2)分別由兩個一端與底框架11橫邊端頭相連、另一端與底框架11另一橫邊近端頭處連接的“人字形”立架和左底部連接它們的橫支桿10組成的立架框8；其(3、1、2、1)兩頂端點處為支承中軸4的軸座；(3、1、2、2)立架框8兩斜桿腰部連接有起擋風罩限位作用的限位桿18；(4、1)順風轉裝置具有(4、1、1)與機架底框架11中間橫條和避雷針25下部相連接的導向用輕金屬或木制舵板20；(4、1、2)分別裝在固定于底框架11兩前角處底側的兩個轉輪座13中的兩個轉向輪12；(4、1、3)使機身作半園回轉園心定位的空心鋼管制樁柱21；其(4、1、3、1)高度與轉向輪12一致，中間插入避雷針24底部伸出底框架11橫桿部分；(5、1)傳動裝置為皮帶傳動裝置；其(5、1、1)大皮帶輪5固于左邊翼邊架3外側；(5、1、2)小皮帶輪14由螺釘固于電機17軸上；(5、1、3)由皮帶9聯(lián)接大、小帶輪；(6、1)避雷針25下部為園柱形，上部逐細至頂端為“十字”尖形；其(6、1、1)中下部焊有限制底擋風罩23位置的限位扣22；(7)還具有起隔風和限制推力轉輪轉速過快的底風隔離裝置。
2.根據權利要求1所述的橫翼順風轉發(fā)電風車，其特征在于起隔風和限制風動推力轉輪轉速作用的底風隔離裝置具有(1)半園筒形底風擋罩23；其(1、1)底部中心處裝有起限制其位置作用的定位扣19；(2)與底風擋罩23上端邊緣鉚固，頂端接于中軸4作扇形轉動的“凵”形邊架7；其(2、1)另兩端為鉸扣，套于中軸4兩端外側立架支承處。
3.根據權利要求1或2所述的橫翼順風轉發(fā)電風車，其特征在于順風轉裝置還具有(1)置于整機底部、使樁柱21過其園心以形成回轉點的供轉向輪12運行的半園形鋼筋軌道。
4.根據權利要求1或2所述的橫翼順風轉發(fā)電風車，其特征在于風翼板1彎曲成園弧形。
5.根據權利要求3所述的橫翼順風轉發(fā)電風車，其特征在于風翼板1彎曲成弧形。
專利摘要本實用新型提供一種橫翼順風轉發(fā)電風車，屬風力發(fā)電原動力裝置領域。本實用新型是具有三塊大面積翼板，由二個橫向軸點支撐，作順風轉動的風力發(fā)電裝置，其翼板成半圓弧型，內圓面可承受較大推力，外圓受空氣阻力較??；翼板回轉位裝有底風擋罩，可保證翼輪作全速轉動；兩個底腳輪和舵板可使風車隨流正面迎對風向。本實用新型支架較低，安裝于山坡或高樓頂，可求得20KW以上的發(fā)電功率，適于山區(qū)農戶和邊遠工作機構的需求。
文檔編號F03D3/02GK2035806SQ88208619
公開日1989年4月12日 申請日期1988年7月14日 優(yōu)先權日1988年7月14日
發(fā)明者彭從新 申請人:彭從新