[发明专利]多弧面旋叶立式风能机

说明书

所属技术领域

本发明属于将风能转化为动能的装置。

背景技术

将风能转化为动能是一项环保、经济、实用的技术。一般公众所知的风能转化设备是一种轴向为水平设置，叶片垂直旋转的风机，为得到较大功率旋转叶片的直径都较大，轴心的位置都很高，而且占地面积大、安装维修难度大，投资成本高；另一种是轴向为垂直设置，叶片水平旋转的立式风能转化设备；现有技术的有平板叶片摆动式风能机，有屏障式平板叶片风能机但其转化效率都比较低。

发明内容

为有效利用风能，将风能更有效转化为可利用能源，本发明对垂直轴立式旋转风机的叶片进行技术改进，将叶片的受风面由平板改进为多弧面，增加受风面的空气阻力、增大了叶片的有效做功区域，叶片采用偏心旋转，增大叶片的受风面积，得到较大转化率，而且结构简单，在风口、山区、城市楼顶、高速公路、旅游风景区等地方采用这个多弧面旋叶立式风能机带动发电机、空气压缩机、旅游船等多种需要动力输入的设备工作。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：通过立式设置、水平旋转的转子带动动力输出齿轮转动输出功率，转子是由传动轴、转轴梁和多片多弧面旋转叶片环形阵列组成，多弧面旋转叶片是这个多弧面旋叶立式风能机的主要技术方案，它的迎风面为多个弧面组成，改变了叶片的迎风角度，增加了受风面的空气阻力，背面为光滑平面，以减小空气阻力，多弧面旋转叶片旋转轴是偏心设置的，利用其两边不对称受力获得自转的力量；当风吹来时，多弧面旋转叶片的弧面受风力作用产生推力，由于多弧面旋转叶片旋转轴是偏心设置，使旋转叶片产生不对称受力向受力大的一边运动，并受缓冲保护器的保护和限制，多弧面旋转叶片用最大的工作面积完全接受了风力，推动转子运动，当运转到多弧面旋转叶片背面受风力作用时，因叶片两侧不对称受力而顺风向自转以侧向为受风面，得到最小的受风面积，实现转子单侧受力，产生大功率的旋转运动，所得到的功率是由转子做功一边的多弧面旋转叶片最大接受风的作用力减去，未做功一边多弧面旋转叶片侧向接受风的作用力和被动旋转产生的空气阻力得到的；在风向发生变化时多弧面旋转叶片的最大受风点能随风向自动调整位置，接受任意方向的风力；当遇到超强风力时多弧面旋转叶片旋转轴两侧的不对称受力过大，压缩缓冲保护器弹簧并克服缓冲保护器的限制，以侧向为受风面，使叶片在遇到超强风力时得到保护。为充分利用风能把将多弧面旋转叶片进行多层多片阵列安装得到较大的受风面积，通过多个不同受风角度的叶片层使传动轴传递的力矩稳定、连续，输出更大的转化功率，特别是在微风地区能得到大功率的输出，同时发电机、增速机等设备能在地面有足够的空间安装，减小设备的制造难度和安装难度。

本发明的有益效果是：充分、有效地转化风能为动能，结构简单、安装维修方便，改变现有技术中安装高度高、结构紧凑、造价高、转化效率底的缺点。

附图说明

图1是多弧面旋叶立式风能机的俯视图。

图2是多弧面旋叶立式风能机的纵剖面构造图。

图3是多弧面旋转叶片的平面图。

图4是多弧面旋转叶片的剖面构造图。

图5是多弧面旋转叶片的工作示意图图。

图6是多弧面旋转叶片轴承部分的纵剖面构造图。

图7是立轴、传动轴、动力输出齿轮部分纵剖面结构图。

图8是缓冲保护器部件外形图。

图9是缓冲保护器内部工作示意图。

图10是多弧面旋转叶片与缓冲保护器工作示意图。

图11是挡圈部件详图

图12是多弧面旋叶立式风能机多层多片阵列俯视图。

图13是多弧面旋叶立式风能机多层多片阵列立面图。

图中：1、多弧面旋转叶片，2、转轴梁，3、缓冲保护器，4、传动轴，5、动力输出齿轮，6、底座，7、立轴，8、滚子轴承，9、圆锥滚子轴承，10、挡圈，11、键，12、弧面，13横向加强筋，14、叶片轴头，15、缓冲保护器滚轮，16、缓冲保护器活塞，17、螺栓孔，18、螺栓，19、端盖，20、弹簧，21、叶片减震垫，22、钢结构，23、斜拉杆，24、增速机，25、发电机，26、风向，27、前柱，28、中柱，29、后柱，30、第一层叶片，31、第二次叶片，32、第三层叶片。

具体实施方式

图1是多弧面旋叶立式风能机的俯视图：由(1)、多弧面旋转叶片，(2)、转轴梁，(3)、缓冲保护器，(4)、传动轴，(5)、动力输出齿轮，(6)、底座组成。