專利名稱：具有可調(diào)迎風(fēng)面積葉片的風(fēng)力機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型公開一種具有可調(diào)迎風(fēng)面積葉片的風(fēng)力機(jī)，屬于風(fēng)力發(fā)電機(jī)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
風(fēng)能作為一種清潔可再生的能源，越來(lái)越受到世界各國(guó)的重視。其蘊(yùn)量巨大，全球 的風(fēng)能約為2. 74X IO9MW,其中可利用的風(fēng)能為2X IO7MW,比地球上可開發(fā)利用的水能總量 還要大10倍，但是風(fēng)能的利用率卻不高，因此怎樣有效充分地利用風(fēng)能一直是人們所探究 的問題。以風(fēng)力發(fā)電為例，國(guó)內(nèi)外傳統(tǒng)的風(fēng)能的采集與使用都局限于貝茨(Betz)理論，其 風(fēng)能利用系數(shù)的最大值為0. 593。2004年，印度研究員做出了風(fēng)能利用系數(shù)達(dá)到0. 89的最 大值報(bào)告。但是，無(wú)論風(fēng)能利用系數(shù)是0.593還是0.89，我們不得不承認(rèn)將采集到的風(fēng)能 轉(zhuǎn)換成電能過(guò)程中存在巨大耗損，使得最后產(chǎn)生的電力遠(yuǎn)不足原來(lái)風(fēng)能的1/4。現(xiàn)在所使用的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)力采集設(shè)備以三個(gè)葉片為主，風(fēng)輪直徑都在數(shù)百英 尺以上。巨大的結(jié)構(gòu)及裝備，無(wú)論是設(shè)備成本、安裝和維修的造價(jià)都十分昂貴?，F(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電機(jī)還存在以下技術(shù)不足1)以上所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)所適用的風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)速必須大于6m/s才能投產(chǎn)發(fā)電，適 用地區(qū)受到限制，使得具有穩(wěn)定低風(fēng)速的地區(qū)不能利用風(fēng)力發(fā)電。2)以上所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)由于葉片尺寸巨大，其受到的推力也十分巨大，因此軸 承損壞與更換頻率大大提高，這也是現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電技術(shù)所共同面對(duì)的難題。3)以上所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片的迎風(fēng)面積是一定的，一部分葉片處于迎風(fēng)、準(zhǔn) 迎風(fēng)狀態(tài)，另一部分葉片則處于逆風(fēng)和半逆風(fēng)狀態(tài)，這樣會(huì)抵消部分力矩，從而降低發(fā)電機(jī) 的發(fā)電效率。4)單位時(shí)間內(nèi)，理想狀態(tài)下風(fēng)輪葉片A所能采集的風(fēng)能為PA，PA = V2P XAXV3,其中，P為空氣密度(單位kg/m3)，A為風(fēng)輪葉片掃掠面積(單位m2)，V為風(fēng)速， (單位:m/s)。由于風(fēng)輪在風(fēng)場(chǎng)中受到風(fēng)速及風(fēng)向波動(dòng)的影響，使風(fēng)力機(jī)輸出的可用功率進(jìn)一步 減少?？紤]到此因素，風(fēng)力機(jī)的實(shí)際采集有效風(fēng)能為ΡΑ(|)，PA(有)=72P XAXV3XCpX η，其中η表示系統(tǒng)效率，一般η為0.7，Cp表示風(fēng)能利用系數(shù)，最大值為0. 593， CpmaxX n = 0. 593X0. 7 0. 42，因此，真正從風(fēng)力機(jī)所獲得的功率很少超過(guò)風(fēng)輪葉片采 集風(fēng)能的40%。針對(duì)風(fēng)輪葉片不能隨風(fēng)調(diào)整迎風(fēng)面積的技術(shù)缺陷，中國(guó)專利CN101225796A公開 了可以調(diào)節(jié)迎風(fēng)面積的葉片，每個(gè)風(fēng)葉本體(相當(dāng)于本實(shí)用新型中所述的葉片)是由兩個(gè) 相互鉸鏈的葉片(相當(dāng)于本實(shí)用新型中所述的折疊葉片)組成，鉸鏈葉片的迎風(fēng)面采用彈 簧將兩個(gè)葉片相連，目的在于，當(dāng)風(fēng)葉本體不迎風(fēng)時(shí)，兩個(gè)葉片可以在彈簧的彈力作用下閉
3合，減少阻力。該專利的不足在于，整個(gè)風(fēng)葉本體的張開是需要風(fēng)能驅(qū)動(dòng)的，因此難免會(huì)消 耗部分風(fēng)能；其次整個(gè)風(fēng)葉本體的張開時(shí)間也只是在風(fēng)向與風(fēng)葉本體完全垂直時(shí)才能完全 張開，時(shí)間相對(duì)較短，采集風(fēng)能的效率比較低。
發(fā)明內(nèi)容為解決以上的技術(shù)問題，本實(shí)用新型公開一種能適用低風(fēng)速地區(qū)、采集風(fēng)能效率 高的具有可調(diào)迎風(fēng)面積葉片的風(fēng)力機(jī)。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種具有可調(diào)迎風(fēng)面積葉片的風(fēng)力機(jī)，包括塔架、水平軸和風(fēng)輪，其中兩個(gè)塔架之 間水平設(shè)置水平軸，水平軸通過(guò)軸承與塔架相連；水平軸兩端分別設(shè)有力矩盤，水平軸上設(shè) 有風(fēng)輪；風(fēng)輪包括葉柄和葉片，葉片通過(guò)葉柄與水平軸固定連接，其特征在于，所述的葉片 包括兩個(gè)折疊葉片、收展控制桿、聯(lián)動(dòng)桿、聯(lián)動(dòng)軸和配重塊，其中在葉柄遠(yuǎn)離水平軸的端部 兩側(cè)對(duì)稱設(shè)有折疊葉片，聯(lián)動(dòng)軸平行于葉柄；折疊葉片上設(shè)有骨架，兩個(gè)聯(lián)動(dòng)桿的一端分 別通過(guò)軸承與聯(lián)動(dòng)軸垂直連接，另一端分別與兩個(gè)折疊葉片上的與葉柄平行的骨架軸承連 接；收展控制桿的一端與聯(lián)動(dòng)軸垂直固定連接，在葉柄遠(yuǎn)離水平軸的末端設(shè)置一個(gè)軸向與 葉柄垂直的筒套，收展控制桿貫穿設(shè)置在筒套中，收展控制桿的另一端與配重塊固定連接。 本實(shí)用新型的風(fēng)力機(jī)采用了可調(diào)迎風(fēng)面積的葉片，葉片根據(jù)整個(gè)風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)角度的不同展 開或閉合，使葉片的迎風(fēng)面積可隨風(fēng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)而改變例如當(dāng)葉片旋轉(zhuǎn)的角度處于迎風(fēng)時(shí)， 葉片開展至最大，此時(shí)葉片處于完全采集風(fēng)能階段；當(dāng)葉片旋轉(zhuǎn)的角度處于逆風(fēng)時(shí)，葉片閉 合至最小，此時(shí)葉片處于不完全采集風(fēng)能階段，同時(shí)也減小了逆向所產(chǎn)生的阻力，增加了風(fēng) 能的利用率。所述的水平軸上設(shè)置3 5組風(fēng)輪，所述的風(fēng)輪設(shè)有3 7個(gè)葉片，每組風(fēng)輪設(shè)置 的葉片數(shù)量均相同。所述的折疊葉片的材料為碳纖維布。所述風(fēng)輪組數(shù)為3組，每組風(fēng)輪均設(shè)有5個(gè)葉片，同組風(fēng)輪的相鄰兩葉柄的夾角度 數(shù)為72度，相鄰兩風(fēng)輪的葉柄的夾角度數(shù)24度。優(yōu)選3組風(fēng)輪，使得水平軸的長(zhǎng)度適中，確 保水平軸在剛性范圍內(nèi)正常工作；每組風(fēng)輪均設(shè)有5個(gè)葉片利于軸系平衡。相鄰兩風(fēng)輪的 葉柄的夾角度數(shù)24度，從風(fēng)力機(jī)的側(cè)面可以看出，整個(gè)風(fēng)輪的360度被15個(gè)葉柄所均分， 使風(fēng)力機(jī)的采集風(fēng)的密度增加，采集均勻，確保軸系的平衡穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)表明，在水平軸上設(shè)置3組風(fēng)輪，每組風(fēng)輪設(shè)置5個(gè)葉片，共15個(gè)角度相錯(cuò)設(shè) 置的葉柄和葉片，其產(chǎn)生的力矩比一個(gè)風(fēng)輪設(shè)置15個(gè)葉柄和葉片的情況均勻，風(fēng)能利用率 高，也更加穩(wěn)定。所述水平軸長(zhǎng)3 5米，所述的力矩盤的直徑為25-40cm。所述葉柄的長(zhǎng)度為2 3米。所述折疊葉片長(zhǎng)1 1. 2米，寬0. 2 0. 4米。所述的3組風(fēng)輪，位于中間一組風(fēng)輪中配重塊分別重0. 8kg，位于兩側(cè)的兩組風(fēng)輪 中配重塊分別重1. 5kg。在風(fēng)輪邊緣增加配重塊的目的在于使本實(shí)用新型在低風(fēng)速時(shí)能 產(chǎn)生最大的力矩，以維持正常轉(zhuǎn)動(dòng)；其次；利用重力，使配重塊牽拉收展控制桿控制葉片的 自動(dòng)張合。[0027]所述的兩個(gè)塔架下共同設(shè)有一個(gè)旋轉(zhuǎn)底座，包括圓形導(dǎo)軌、連接桿、固定桿、動(dòng)力 連接桿和中心圓盤，4條連接桿與中心圓盤的邊緣固定連接，呈散射狀，連接桿的一端與中 心圓盤的邊緣相連，連接桿的另一端設(shè)有導(dǎo)輪；相鄰連接桿的導(dǎo)輪端之間設(shè)有固定桿；中 心圓盤上設(shè)有動(dòng)力連接桿，動(dòng)力連接桿的一端設(shè)有導(dǎo)輪，另一端設(shè)有動(dòng)力導(dǎo)輪；所述的導(dǎo)輪 和動(dòng)力導(dǎo)輪分別與導(dǎo)軌活動(dòng)連接；所述的中心圓盤設(shè)有風(fēng)向儀。風(fēng)向儀根據(jù)風(fēng)向控制動(dòng) 力導(dǎo)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)中心圓盤、動(dòng)力連接桿、連接桿和固定桿組成的圓形低架在導(dǎo)軌上轉(zhuǎn) 動(dòng)，直到將風(fēng)向和風(fēng)輪葉片的位置調(diào)節(jié)為垂直為止；連接桿的作用在于，與中心圓盤、動(dòng)力 連接桿和固定桿形成圓形架體，保證形成的圓形架體能夠在導(dǎo)軌上轉(zhuǎn)動(dòng)；固定桿的作用在 于，加固連接桿，增加旋轉(zhuǎn)底座的承重；動(dòng)力連接桿的作用在于，為圓形架體的旋轉(zhuǎn)提供動(dòng) 力源。所述的導(dǎo)輪包括導(dǎo)輪蓋、軸和轉(zhuǎn)輪，其中軸橫穿轉(zhuǎn)輪設(shè)置在導(dǎo)輪蓋內(nèi)。轉(zhuǎn)輪可以在 導(dǎo)軌的上表面轉(zhuǎn)動(dòng)。所述的動(dòng)力導(dǎo)輪包括導(dǎo)輪蓋、軸、轉(zhuǎn)輪，在導(dǎo)輪蓋上固定設(shè)有電機(jī)，電機(jī)上的電機(jī) 齒輪與聯(lián)動(dòng)齒輪齒輪連接，動(dòng)力導(dǎo)輪的軸橫穿轉(zhuǎn)輪和聯(lián)動(dòng)齒輪，轉(zhuǎn)輪設(shè)置在導(dǎo)輪蓋中，聯(lián)動(dòng) 齒輪設(shè)置在導(dǎo)輪蓋外側(cè)；在導(dǎo)輪蓋內(nèi)還設(shè)置有固定輪，導(dǎo)軌的上部被夾在轉(zhuǎn)輪和固定輪之 間。電機(jī)帶動(dòng)電機(jī)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)聯(lián)動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，聯(lián)動(dòng)齒輪通過(guò)軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn) 動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)中心圓盤、動(dòng)力連接桿、連接桿和固定桿組成的圓形低架在導(dǎo)軌上轉(zhuǎn)動(dòng)。固定 輪的作用在于，保證轉(zhuǎn)輪在導(dǎo)軌上正常轉(zhuǎn)動(dòng)，避免出現(xiàn)脫軌等現(xiàn)象的發(fā)生。采用了旋轉(zhuǎn)底座，使得風(fēng)力機(jī)在無(wú)人操作的情況下即可根據(jù)風(fēng)向自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)輪的 位置，使得風(fēng)輪的葉片處于采集風(fēng)力的最佳位置。利用以上的風(fēng)力機(jī)采集風(fēng)能進(jìn)行發(fā)電的方法，步驟如下1)當(dāng)風(fēng)向速度大于等于2m/s時(shí)，風(fēng)力機(jī)的風(fēng)輪開始轉(zhuǎn)動(dòng)；2)風(fēng)輪的葉片由0度旋轉(zhuǎn)至90度時(shí)，葉片的張開角度最大；風(fēng)輪的葉片由90度旋 轉(zhuǎn)至180度時(shí)，葉片逐漸閉合，在180度時(shí)，葉片完全閉合；風(fēng)輪的葉片由180度旋轉(zhuǎn)至270 度時(shí)，葉片呈閉合狀態(tài)；風(fēng)輪的葉片由270度旋轉(zhuǎn)至0度時(shí)，葉片逐漸張開，在0度時(shí)，葉片 張開角度最大；3)風(fēng)輪通過(guò)水平軸帶動(dòng)力矩盤旋轉(zhuǎn)，力矩盤與低速永磁發(fā)電機(jī)相連，帶動(dòng)發(fā)電機(jī) 組進(jìn)行發(fā)電。優(yōu)選的，步驟1)所述的風(fēng)速范圍是2m/s 40m/s，風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速為6 7轉(zhuǎn)/min。優(yōu)選的，步驟2)所述葉片的張開角度最大為135度。本實(shí)用新型的優(yōu)勢(shì)在于1)本實(shí)用新型的風(fēng)力機(jī)適用于穩(wěn)定低風(fēng)速的地區(qū)，風(fēng)場(chǎng)的最低風(fēng)速為2m/s時(shí)即 可進(jìn)行發(fā)電。2)本實(shí)用新型的風(fēng)力機(jī)的設(shè)計(jì)緊湊、合理，故障率低，運(yùn)輸、安裝和維護(hù)簡(jiǎn)單方便， 經(jīng)濟(jì)適用。3)本實(shí)用新型應(yīng)用在風(fēng)能采集時(shí)，通過(guò)機(jī)械方式控制葉片面積隨風(fēng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)而改 變，以減少運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的阻力，使風(fēng)能的利用率達(dá)80%以上。4)本實(shí)用新型還采用了旋轉(zhuǎn)底座，使得風(fēng)力機(jī)在無(wú)人操作的情況下即可根據(jù)風(fēng)向 自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)輪的位置，使得風(fēng)輪的葉片處于采集風(fēng)力的最佳位置。
圖1是風(fēng)力機(jī)的主視圖；圖2是風(fēng)輪葉片的張、合示意圖；圖3是風(fēng)力機(jī)的單組風(fēng)輪的立體示意圖；圖4是風(fēng)力機(jī)的可調(diào)迎風(fēng)面積葉片的結(jié)構(gòu)示意圖，其中實(shí)線部分為葉片完全張開 的狀態(tài)，虛線部分為葉片完全閉合狀態(tài)；圖5是圖4實(shí)線部分的右視圖；圖6是旋轉(zhuǎn)底座的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是導(dǎo)輪的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是動(dòng)力導(dǎo)輪的結(jié)構(gòu)示意圖。在圖1-8中1、塔架；2、水平軸；3、風(fēng)輪；4、力矩盤；5、葉柄；6、折疊葉片；7、收展 控制桿；8、聯(lián)動(dòng)桿；9、聯(lián)動(dòng)軸；10、配重塊；11、骨架；12、軸承；13、套筒；14、風(fēng)向；15、導(dǎo)軌； 16、導(dǎo)輪；17、中心圓盤；18、連接桿；19、固定桿；20、動(dòng)力連接桿；21、電機(jī)；22、電機(jī)齒輪； 23、聯(lián)動(dòng)齒輪；24、軸；25、導(dǎo)輪蓋；26、轉(zhuǎn)輪；27、固定輪；28、動(dòng)力導(dǎo)輪。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明，但不限于此。實(shí)施例1、一種具有可調(diào)迎風(fēng)面積葉片的風(fēng)力機(jī)，結(jié)構(gòu)如圖1-8所示，包括塔架1、水平軸2和 風(fēng)輪3，其中兩個(gè)塔架1之間水平設(shè)置水平軸2，水平軸2通過(guò)軸承12與塔架1相連；水平 軸2兩端分別設(shè)有力矩盤4，水平軸2上設(shè)有風(fēng)輪3 ；風(fēng)輪3包括葉柄5和葉片，葉片通過(guò)葉 柄5與水平軸2固定連接；所述的葉片包括兩個(gè)折疊葉片6、收展控制桿7、聯(lián)動(dòng)桿8、聯(lián)動(dòng) 軸9和配重塊10，其中在葉柄遠(yuǎn)離水平軸的端部?jī)蓚?cè)對(duì)稱設(shè)有折疊葉片6，聯(lián)動(dòng)軸9平行于 葉柄5 ；折疊葉片6上設(shè)有骨架11，兩個(gè)聯(lián)動(dòng)桿8的一端分別通過(guò)軸承12與聯(lián)動(dòng)軸9垂直 連接，另一端分別與兩個(gè)折疊葉片6上的與葉柄5平行的骨架11軸承連接；收展控制桿7 的一端與聯(lián)動(dòng)軸9垂直固定連接，在葉柄5遠(yuǎn)離水平軸的末端設(shè)置一個(gè)軸向與葉柄5垂直 的筒套13，收展控制桿7貫穿設(shè)置在筒套13中，收展控制桿7的另一端與配重塊10固定連 接。所述的折疊葉片6的材料為碳纖維布。在水平軸2上設(shè)置3組風(fēng)輪3，所述的風(fēng)輪3均設(shè)有5個(gè)葉片。同組風(fēng)輪3的相鄰兩葉柄5的夾角度數(shù)為72度，相鄰兩風(fēng)輪3的葉柄5的夾角度 數(shù)24度。從風(fēng)力機(jī)的側(cè)面可以看出，整個(gè)風(fēng)輪3的360度被15個(gè)葉柄5所均分，因此在圖 2中θ角的度數(shù)為24度。所述水平軸2長(zhǎng)3米，所述的力矩盤4的直徑為30cm。所述葉柄5的長(zhǎng)度為2米。所述折疊葉片6長(zhǎng)1米，寬0. 3米。所述的3組風(fēng)輪中位于中間一組風(fēng)輪中配重塊分別重0. 8kg，位于兩側(cè)的兩組風(fēng) 輪中配重塊分別重1. 5kg。[0061]根據(jù)風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)，葉片自動(dòng)張合并采集風(fēng)能的過(guò)程當(dāng)葉片由270度旋轉(zhuǎn)至0度時(shí)，葉片的狀態(tài)是由圖4的虛線部分到實(shí)線部分的轉(zhuǎn) 變過(guò)程當(dāng)葉片逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)至0度時(shí)，配重塊10因重力向葉片閉合的方向運(yùn)動(dòng)，隨即帶動(dòng)收 展控制桿7向葉片閉合的方向運(yùn)動(dòng)，收展控制桿7的另一端連接有聯(lián)動(dòng)軸9，聯(lián)動(dòng)軸9被收 展控制桿7推離葉片，同時(shí)兩個(gè)聯(lián)動(dòng)桿8之間的夾角變大，即葉片逐漸張開至最大張角；當(dāng)葉片由0度旋轉(zhuǎn)至90度時(shí)，葉片的狀態(tài)是圖4、5的實(shí)線部分配重塊10因重力 的作用停滯在離葉片最近的地方，收展控制桿7的另一端連接有聯(lián)動(dòng)軸9，聯(lián)動(dòng)軸9被收展 控制桿7推離并停滯在離葉片最遠(yuǎn)的位置，兩個(gè)聯(lián)動(dòng)桿8之間的夾角保持最大，即葉片保持 最大張角；當(dāng)葉片由90度旋轉(zhuǎn)至180度時(shí)，葉片的狀態(tài)是由圖4的實(shí)線部分到虛線部分的轉(zhuǎn) 變過(guò)程當(dāng)葉片逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)至180度時(shí)，配重塊10因重力向葉片展開的方向運(yùn)動(dòng)，隨即帶動(dòng) 收展控制桿7向葉片展開的方向運(yùn)動(dòng)，收展控制桿7的另一端連接有聯(lián)動(dòng)軸9，聯(lián)動(dòng)軸9被 收展控制桿7向葉片方向拉近，同時(shí)兩個(gè)聯(lián)動(dòng)桿8之間的夾角變小，即葉片逐漸閉合至最小 角；當(dāng)葉片由180度旋轉(zhuǎn)至270度時(shí)，葉片的狀態(tài)是圖4的虛線部分配重塊10因重 力的作用停滯在離葉片最遠(yuǎn)的地方，收展控制桿7的另一端連接有聯(lián)動(dòng)軸9，聯(lián)動(dòng)軸9被收 展控制桿拉近并停滯在離葉片最近的位置，兩個(gè)聯(lián)動(dòng)桿8之間的夾角保持最小，即葉片保
持最小角。為了使風(fēng)輪的葉片自動(dòng)處于采集風(fēng)力的最佳位置，在兩個(gè)塔架1下共同設(shè)有一個(gè) 旋轉(zhuǎn)底座，它包括圓形導(dǎo)軌15、連接桿18、固定桿19、動(dòng)力連接桿20和中心圓盤17，4條連 接桿18與中心圓盤17的邊緣固定連接，呈散射狀，連接桿18的一端與中心圓盤17的邊緣 相連，連接桿18的另一端設(shè)有導(dǎo)輪15 ；相鄰連接桿18的導(dǎo)輪端之間設(shè)有固定桿19 ；中心圓 盤17上設(shè)有動(dòng)力連接桿20，動(dòng)力連接桿20的一端設(shè)有導(dǎo)輪16，另一端設(shè)有動(dòng)力導(dǎo)輪28 ； 所述的導(dǎo)輪16和動(dòng)力導(dǎo)輪28分別與導(dǎo)軌15活動(dòng)連接；所述的中心圓盤17設(shè)有風(fēng)向儀。所述的導(dǎo)輪16包括導(dǎo)輪蓋25、軸24和轉(zhuǎn)輪26，其中軸24橫穿轉(zhuǎn)輪26設(shè)置在導(dǎo) 輪蓋25內(nèi)。轉(zhuǎn)輪26可以在導(dǎo)軌15的上表面轉(zhuǎn)動(dòng)。所述的動(dòng)力導(dǎo)輪28包括導(dǎo)輪蓋25、軸24、轉(zhuǎn)輪26，在導(dǎo)輪蓋25上固定設(shè)有電機(jī) 21，電機(jī)21上的電機(jī)齒輪22與聯(lián)動(dòng)齒輪23齒輪連接，動(dòng)力導(dǎo)輪28的軸24橫穿轉(zhuǎn)輪26和 聯(lián)動(dòng)齒輪23，轉(zhuǎn)輪26設(shè)置在導(dǎo)輪蓋25中，聯(lián)動(dòng)齒輪23設(shè)置在導(dǎo)輪蓋25外側(cè)；在導(dǎo)輪蓋25 內(nèi)還設(shè)置有固定輪27，導(dǎo)軌16的上部被夾在轉(zhuǎn)輪26和固定輪27之間。所述的架體可以用 焊接的方式與旋轉(zhuǎn)底座上的連接桿、固定桿、中心圓盤或動(dòng)力桿連接。利用實(shí)施例1所述的風(fēng)力機(jī)采集風(fēng)能進(jìn)行發(fā)電的方法，步驟如下1)當(dāng)風(fēng)向速度大于等于2m/s時(shí)，風(fēng)力機(jī)的風(fēng)輪3開始轉(zhuǎn)動(dòng)；2)風(fēng)輪3的葉片由0度旋轉(zhuǎn)至90度時(shí)，葉片的張開角度最大；風(fēng)輪的葉片由90 度旋轉(zhuǎn)至180度時(shí)，葉片逐漸閉合，在180度時(shí)，葉片完全閉合；風(fēng)輪的葉片由180度旋轉(zhuǎn)至 270度時(shí)，葉片呈閉合狀態(tài)；風(fēng)輪的葉片由270度旋轉(zhuǎn)至0度時(shí)，葉片逐漸張開，在0度時(shí)， 葉片張開角度最大；3)風(fēng)輪3通過(guò)水平軸2帶動(dòng)力矩盤4旋轉(zhuǎn)，力矩盤4與低速永磁發(fā)電機(jī)相連，帶動(dòng) 發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電。[0073]步驟2)所述的風(fēng)速范圍是2m/s 40m/s，風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速為6 7轉(zhuǎn)/min。步驟3)所述葉片的張開角度最大為135度。實(shí)施例2、如實(shí)施例1所述的風(fēng)力機(jī)，區(qū)別在于在水平軸2上設(shè)置5組風(fēng)輪3，所述的風(fēng)輪3均設(shè)有5個(gè)葉片。同組風(fēng)輪3的相鄰 兩葉柄5的夾角度數(shù)為72度，相鄰兩風(fēng)輪3的葉柄5的夾角度數(shù)14. 4度。從風(fēng)力機(jī)的側(cè)面可以看出，整個(gè)風(fēng)輪的360度被25個(gè)葉柄6所均分，因此θ角的 度數(shù)為14. 4度。
權(quán)利要求一種具有可調(diào)迎風(fēng)面積葉片的風(fēng)力機(jī)，包括塔架、水平軸和風(fēng)輪，其中兩個(gè)塔架之間水平設(shè)置水平軸，水平軸通過(guò)軸承與塔架相連；水平軸兩端分別設(shè)有力矩盤，水平軸上設(shè)有風(fēng)輪；風(fēng)輪包括葉柄和葉片，葉片通過(guò)葉柄與水平軸固定連接，其特征在于，所述的葉片包括兩個(gè)折疊葉片、收展控制桿、聯(lián)動(dòng)桿、聯(lián)動(dòng)軸和配重塊，在葉柄遠(yuǎn)離水平軸的端部?jī)蓚?cè)對(duì)稱設(shè)有折疊葉片，聯(lián)動(dòng)軸平行于葉柄；折疊葉片上設(shè)有骨架，兩個(gè)聯(lián)動(dòng)桿的一端分別通過(guò)軸承與聯(lián)動(dòng)軸垂直連接，另一端分別與兩個(gè)折疊葉片上的與葉柄平行的骨架軸承連接；收展控制桿的一端與聯(lián)動(dòng)軸垂直固定連接，在葉柄遠(yuǎn)離水平軸的末端設(shè)置一個(gè)軸向與葉柄垂直的筒套，收展控制桿貫穿設(shè)置在筒套中，收展控制桿的另一端與配重塊固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力機(jī)，其特征在于，所述的水平軸上設(shè)置3 5組風(fēng)輪，所 述的風(fēng)輪設(shè)有3 7個(gè)葉片，每組風(fēng)輪設(shè)置的葉片數(shù)量均相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力機(jī)，其特征在于，所述的折疊葉片的材料為碳纖維布。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)力機(jī)，其特征在于，所述風(fēng)輪組數(shù)為3組，每組風(fēng)輪均設(shè)有 5個(gè)葉片，同組風(fēng)輪的相鄰兩葉柄的夾角度數(shù)為72度，相鄰兩風(fēng)輪的葉柄的夾角度數(shù)24度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力機(jī)，其特征在于，所述水平軸長(zhǎng)3 5米，所述的力矩盤 的直徑為25-40cm ；所述葉柄的長(zhǎng)度為2 3米；所述折疊葉片長(zhǎng)1 1. 2米，寬0. 2 0. 4 米。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)力機(jī)，其特征在于，所述的3組風(fēng)輪，位于中間一組風(fēng)輪中 配重塊分別重0. 8kg，位于兩側(cè)的兩組風(fēng)輪中配重塊分別重1. 5kg。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力機(jī)，其特征在于，所述的兩個(gè)塔架下共同設(shè)有一個(gè)旋轉(zhuǎn) 底座，包括圓形導(dǎo)軌、連接桿、固定桿、動(dòng)力連接桿和中心圓盤，4條連接桿與中心圓盤的邊 緣固定連接，呈散射狀，連接桿的一端與中心圓盤的邊緣相連，連接桿的另一端設(shè)有導(dǎo)輪; 相鄰連接桿的導(dǎo)輪端之間設(shè)有固定桿；中心圓盤上設(shè)有動(dòng)力連接桿，動(dòng)力連接桿的一端設(shè) 有導(dǎo)輪，另一端設(shè)有動(dòng)力導(dǎo)輪；所述的導(dǎo)輪和動(dòng)力導(dǎo)輪分別與導(dǎo)軌活動(dòng)連接；所述的中心 圓盤設(shè)有風(fēng)向儀。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的風(fēng)力機(jī)，其特征在于，所述的導(dǎo)輪包括導(dǎo)輪蓋、軸和轉(zhuǎn)輪，其 中軸橫穿轉(zhuǎn)輪設(shè)置在導(dǎo)輪蓋內(nèi)。轉(zhuǎn)輪可以在導(dǎo)軌的上表面轉(zhuǎn)動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的風(fēng)力機(jī)，其特征在于，所述的動(dòng)力導(dǎo)輪包括導(dǎo)輪蓋、軸、轉(zhuǎn)輪， 在導(dǎo)輪蓋上固定設(shè)有電機(jī)，電機(jī)上的電機(jī)齒輪與聯(lián)動(dòng)齒輪齒輪連接，動(dòng)力導(dǎo)輪的軸橫穿轉(zhuǎn) 輪和聯(lián)動(dòng)齒輪，轉(zhuǎn)輪設(shè)置在導(dǎo)輪蓋中，聯(lián)動(dòng)齒輪設(shè)置在導(dǎo)輪蓋外側(cè)；在導(dǎo)輪蓋內(nèi)還設(shè)置有固 定輪，導(dǎo)軌的上部被夾在轉(zhuǎn)輪和固定輪之間。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種具有可調(diào)迎風(fēng)面積葉片的風(fēng)力機(jī)。風(fēng)力機(jī)包括塔架、水平軸和風(fēng)輪，其中兩個(gè)塔架之間水平設(shè)置水平軸；水平軸兩端分別設(shè)有力矩盤，水平軸上設(shè)有風(fēng)輪；風(fēng)輪上設(shè)置有可調(diào)迎風(fēng)面積葉片；風(fēng)輪的葉片根據(jù)整個(gè)風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)角度的不同展開或閉合，使葉片的迎風(fēng)面積可隨風(fēng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)而改變，充分有效地采集風(fēng)能。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)緊湊、合理，故障率低，運(yùn)輸、安裝和維護(hù)簡(jiǎn)單方便，適用于低風(fēng)速地區(qū)，而且風(fēng)能的利用率達(dá)到80％。
文檔編號(hào)F03D7/06GK201763516SQ20102051578
公開日2011年3月16日 申請(qǐng)日期2010年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月3日
發(fā)明者許士泉, 許盟來(lái) 申請(qǐng)人:許士泉