專利名稱：積體垂直軸風(fēng)車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用風(fēng)能為動力的“積體垂直軸風(fēng)車”。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有利用風(fēng)能的風(fēng)車，因扇葉放置的方向和風(fēng)向呈90度，影響慣性能的產(chǎn)生，造成取能效率不佳。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種積體垂直軸風(fēng)車，它利用風(fēng)能為動力，應(yīng)用牛頓第二運(yùn)動力學(xué)原理，設(shè)計(jì)扇葉放置方向和風(fēng)向相同，使之充分產(chǎn)生慣性能，達(dá)到高效化的“積體垂直軸風(fēng)車”。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種積體垂直軸風(fēng)車，包括風(fēng)向指示標(biāo)和至少一層可上下插接的框架支柱并通過鋼索加固，其框架支柱內(nèi)設(shè)置扇葉框架，傳動軸垂直置于框架支柱與扇葉框架中央與扇葉框架固接并與框架支柱動配合；所述的風(fēng)向指示標(biāo)依次連結(jié)風(fēng)向指示傳感器聯(lián)接扇葉框架內(nèi)的液壓推進(jìn)器、傳動裝置連接扇葉框架兩翼內(nèi)至少一對垂直軸小扇葉中心軸，所述的小扇葉的上下中心軸通過軸支座與扇葉框架動配合。
所述的傳動裝置由渦輪渦桿機(jī)構(gòu)(稱渦桿組合)與雙軌齒輪盤構(gòu)成，其渦輪渦桿機(jī)構(gòu)的渦輪與小扇葉下中心軸固接，與渦桿嚙合，渦桿通過立式軸承座與扇葉框架聯(lián)接，其前端為錐形模齒桿其最前端為前小模數(shù)渦桿(齒桿)，后端為大模數(shù)渦桿(齒桿)分別與雙軌齒輪盤交替相嚙合，即雙軌齒輪盤為對稱圓周角α為5-20°時其內(nèi)圈為與前小模數(shù)渦桿(齒桿)嚙合的內(nèi)齒盤，其外圈為外盤凹槽，在α角之外，其內(nèi)圈為內(nèi)盤凹槽，其外圈為與大模數(shù)渦桿(齒桿)嚙合的外齒盤。
所述的傳動軸與傳動軸框架固接，通過風(fēng)車固定架固定，傳動軸通過聯(lián)軸器可上下聯(lián)接。
所述的框架支柱由上下支架支承與對角線桿件插接的正方形框架結(jié)構(gòu)，其各個桿件均插接，當(dāng)框架支柱插接后通過鎖定機(jī)構(gòu)上、下鎖定并通過鋼索加固于基礎(chǔ)上；其支架支承內(nèi)孔通過自位軸承與傳動軸聯(lián)接。
所述扇葉框架由上下橫框插接豎框后并與扇葉支承插接而成，其下橫框內(nèi)臥有液壓推進(jìn)器并與傳動裝置立式軸承座固接，其傳動軸框架通過立體6個支點(diǎn)的桿件十字交叉與上、下橫框絞接。
本發(fā)明積體垂直軸風(fēng)車，扇葉由小扇葉+扇葉框架構(gòu)成，扇葉可以依據(jù)實(shí)際需要，往兩邊增加數(shù)量，或往空中加層，累積扇葉面積；利用風(fēng)向指示傳感器，在偵測風(fēng)向后指揮液壓推進(jìn)器做功，調(diào)整扇葉面至最佳方向，使扇葉能充分吸收風(fēng)能，驅(qū)動傳動軸產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)扭力和旋轉(zhuǎn)速度，達(dá)到供輸高效的機(jī)械能。本發(fā)明結(jié)構(gòu)穩(wěn)固、小扇葉垂直軸水平旋轉(zhuǎn)，可獲得最大的風(fēng)力扭；分解大扇葉，累積小扇葉的總面積，擴(kuò)大了吸收風(fēng)能的面積，吸收風(fēng)能效率高，且降低了扇葉材質(zhì)強(qiáng)度要求、結(jié)構(gòu)牢固，可大型化、制造周期短、組件國產(chǎn)化、成本低廉、環(huán)保無污染等。


圖1為本發(fā)明的積體垂直軸風(fēng)車的示意圖；圖2為本發(fā)明的積體垂直軸風(fēng)車的框架支柱及扇葉框架示意圖；圖3為本發(fā)明的積體垂直軸風(fēng)車的扇葉框架結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明的積體垂直軸風(fēng)車扇葉旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的俯視圖；圖5為本發(fā)明的積體垂直軸風(fēng)車支架支承結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明的積體垂直軸風(fēng)車扇葉支承結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明的積體垂直軸風(fēng)車傳動裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本發(fā)明的積體垂直軸風(fēng)車的雙軌齒輪盤結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本發(fā)明的積體垂直軸風(fēng)車的渦桿(齒桿)結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為本發(fā)明的積體垂直軸風(fēng)車的風(fēng)向指示傳感器開關(guān)裝置結(jié)示意圖；圖11為本發(fā)明的積體垂直軸風(fēng)車風(fēng)向指示傳感器開關(guān)裝置的A向示意圖；圖12為本發(fā)明用于大功率發(fā)電機(jī)房實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖13為本發(fā)明用于小功率發(fā)電機(jī)房實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
編號說明1.風(fēng)向指示標(biāo) 101.擋卡2.風(fēng)向指示傳感器 201.開關(guān)3.液壓推進(jìn)器 4.雙軌齒輪盤5.渦輪渦桿機(jī)構(gòu)(渦桿組合)501.渦桿 502.前小模數(shù)渦桿(齒桿)503.大模數(shù)渦桿(齒桿) 504.外盤凹槽505.內(nèi)盤凹槽 506.內(nèi)齒盤 507.外齒盤6、7.小扇葉8.扇葉框架801.扇葉支承9.框架接頭10.橫框 11.豎框12.傳動軸 13.傳動軸框架14.鋼索
15.框架支柱 1501.支架支承16.軸支座17.立式軸承座18.風(fēng)車固定架19.支點(diǎn) 20.控制器21.馬達(dá)22.發(fā)電機(jī)23.調(diào)速箱24.蓄電池25.加速箱 表示風(fēng)力行進(jìn)方向 表示扇葉旋轉(zhuǎn)方向 表示扇葉位置具體實(shí)施方式
本發(fā)明其結(jié)構(gòu)如圖1所示一種積體垂直軸風(fēng)車，包括風(fēng)向指示標(biāo)1和至少一層可上下插接的框架支柱15并通過鋼索14加固，其框架支柱15內(nèi)設(shè)置扇葉框架8，傳動軸12垂直置于框架支柱與扇葉框架中央與扇葉框架8固接并與框架支柱15動配合；所述的風(fēng)向指示標(biāo)1依次連結(jié)風(fēng)向指示傳感器2聯(lián)接扇葉框架8內(nèi)的液壓推進(jìn)器3、傳動裝置連接扇葉框架8兩翼內(nèi)至少一對垂直軸小扇葉6、7中心軸，所述的小扇葉6、7的上下中心軸通過軸支座16與扇葉框架8動配合。
所述的傳動裝置由渦輪渦桿機(jī)構(gòu)(稱渦桿組合)5與雙軌齒輪盤4構(gòu)成，其渦輪渦桿機(jī)構(gòu)5的渦輪與小扇葉6、7下中心軸固接，與渦桿501嚙合，渦桿501通過立式軸承座17與扇葉框架8聯(lián)接，其前端為錐形模齒桿其最前端為前小模數(shù)渦桿(齒桿)502，后端為大模數(shù)渦桿(齒桿)503分別與雙軌齒輪盤交替相嚙合，即雙軌齒輪盤為對稱圓周角α為5-20°時其內(nèi)圈為與前小模數(shù)渦桿(齒桿)嚙合的內(nèi)齒盤506，其外圈為外盤凹槽504，在α角之外，其內(nèi)圈為內(nèi)盤凹槽505，其外圈為與大模數(shù)渦桿(齒桿)503嚙合的外齒盤507。
所述的傳動軸12與傳動軸框架13固接，通過風(fēng)車固定架18固定，傳動軸12通過聯(lián)軸器可上下聯(lián)接。
所述的框架支柱15由上下支架支承1501與對角線桿件插接的正方形框架結(jié)構(gòu)，其各個桿件均插接，當(dāng)框架支柱15插接后通過鎖定機(jī)構(gòu)上、下鎖定并通過鋼索加固于基礎(chǔ)上；其支架支承1501內(nèi)孔通過自位軸承與傳動軸12聯(lián)接。
扇葉框架8由上下橫框10插接豎框11后并與扇葉支承801插接而成，其下橫框10內(nèi)臥有液壓推進(jìn)器3并與傳動裝置立式軸承座17固接，其傳動軸框架13通過立體6個支點(diǎn)19的桿件十字交叉與上、下橫框絞接。
參照圖1-圖10，本發(fā)明所設(shè)計(jì)積體垂直軸風(fēng)車，主要由風(fēng)向指示傳感器、液壓推進(jìn)器、雙軌齒輪盤、渦桿組合、扇葉、小扇葉、扇葉框架、傳動軸、傳動軸固定架和鋼索等裝置組成。所述風(fēng)向指示傳感器由風(fēng)向指示標(biāo)1和風(fēng)向指示傳感器2組成。所述液壓推進(jìn)器3前端與雙軌齒輪盤4相連。所述扇葉框架8由橫框10和豎框11通過框架接頭9插接在一起，小扇葉6、7安裝在扇葉框架8上，每個小扇葉6、7上、下中心軸均由軸支座16與橫框10聯(lián)接，下面與渦桿組合5相連，即每個渦桿組合通過立式軸承17與橫框10聯(lián)接，，渦桿組合5前端與雙軌齒輪盤4相嚙合或結(jié)合。傳動軸12垂直立于風(fēng)車的中央，由傳動軸框架13、風(fēng)車固定架18、鋼索14固定并維持垂直角度，小扇葉6、7分置于傳動軸12的兩側(cè)。
小扇葉6、7在旋轉(zhuǎn)過程中，風(fēng)向指示傳感器2在偵測風(fēng)向后，指揮液壓推進(jìn)器3做功，帶動雙軌齒輪盤4旋轉(zhuǎn)使與之相結(jié)合的渦桿組合5運(yùn)動，從而調(diào)整小扇葉6、7使扇葉面隨時保持最佳方向，迎風(fēng)小扇葉6呈闊平面，另一側(cè)小扇葉7呈線條狀，如圖4所示為四層扇葉結(jié)構(gòu)。充分吸收風(fēng)能，驅(qū)動傳動軸12產(chǎn)生最大旋轉(zhuǎn)扭矩和旋轉(zhuǎn)速度，使風(fēng)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。
本發(fā)明積體垂直軸風(fēng)車的扇葉是以小扇葉積少成多方式，累積成大扇葉，每一扇葉可往兩邊增加數(shù)量，(即增加大扇葉的直徑)及往空中加層，而增加吸收風(fēng)能的大扇葉面積，小扇葉的兩端由扇葉框架予以穩(wěn)住，風(fēng)扇框架由結(jié)構(gòu)傳動軸框架13與由6個交叉桿支點(diǎn)19分散抗風(fēng)力與離心力，所以可大型化及結(jié)構(gòu)牢固。
實(shí)施例1用于小發(fā)電裝置的積體垂直軸風(fēng)車如圖13所示風(fēng)扇框架采用2-4層，每層3米，其小扇葉采用每側(cè)4-10個，其結(jié)構(gòu)為風(fēng)向指示標(biāo)1和至少2-3層可上下插接的框架支柱15并通過鋼索14加固，其框架支柱15內(nèi)設(shè)置扇葉框架8，傳動軸12垂直置于框架支柱與扇葉框架中央與扇葉框架8固接并與框架支柱15動配合；所述的風(fēng)向指示標(biāo)1依次連結(jié)風(fēng)向指示傳感器2聯(lián)接扇葉框架8內(nèi)的液壓推進(jìn)器3、傳動裝置連接扇葉框架8兩翼內(nèi)4-10對垂直軸小扇葉6、7中心軸，所述的小扇葉6、7的上下中心軸通過軸支座16與扇葉框架8動配合。所述的傳動裝置由渦輪渦桿機(jī)構(gòu)或渦桿組合5與雙軌齒輪盤4構(gòu)成，其渦輪渦桿機(jī)構(gòu)5的渦輪與小扇葉6、7下中心軸固接，每個渦輪與渦桿501嚙合，渦桿501串聯(lián)后通過立式軸承座17與扇葉框架8聯(lián)接，渦輪501其前端為錐形模齒桿其最前端為前小模數(shù)渦桿齒桿502，其后為大模數(shù)渦桿齒桿503分別與雙軌齒輪盤交替相嚙合，即雙軌齒輪盤為對稱圓周角α為5-20°時其內(nèi)圈為與前小模數(shù)渦桿(齒桿)嚙合的內(nèi)齒盤506，其外圈為外盤凹槽504，在α角之外，其內(nèi)圈為內(nèi)盤凹槽505，其外圈為與大模數(shù)渦桿齒桿503嚙合的外齒盤507。所述的傳動軸12與傳動軸框架13固接，通過風(fēng)車固定架18固定，傳動軸12通過聯(lián)軸器可上、下聯(lián)接。所述的框架支柱15由上下支架支承1501與對角線桿件插接的正方形框架結(jié)構(gòu)，其各個桿件均插接，當(dāng)框架支柱15插接后通過鎖定機(jī)構(gòu)上、下鎖定并通過鋼索加固于基礎(chǔ)上；其支架支承1501內(nèi)孔通過自位軸承與傳動軸12聯(lián)接。扇葉框架8由上、下橫框10插接豎框11后并與扇葉支承801插接而成，其下橫框10內(nèi)臥立體6個支點(diǎn)19的桿件十字交叉與上、下橫框絞接。
實(shí)施例2用于大型發(fā)電廠的大功率機(jī)，如圖12所示采用8-10層以上扇葉框架，每側(cè)小扇葉采用10以上，其它結(jié)構(gòu)同上，不贅述。
實(shí)踐證實(shí)，本發(fā)明積體垂直軸風(fēng)車，扇葉運(yùn)轉(zhuǎn)的方向和風(fēng)向相同，是符合牛頓第二運(yùn)動定理的基本條件“物體運(yùn)動方向和作用力的方向相同，才能產(chǎn)生加速度”，也就是扇葉旋轉(zhuǎn)方向和作用力(風(fēng)能)方向相同，因此其功效高，而成本低廉，況且其運(yùn)行時扇葉呈水平旋轉(zhuǎn)，且RPM維持在25轉(zhuǎn)/分以下，所以當(dāng)飛禽不慎誤觸時，是呈水平方向拋離，而不致死亡或傷重。
本發(fā)明用于發(fā)電裝置上有以下優(yōu)點(diǎn)1.成本低廉取能高度化由于在低風(fēng)速即可以有效發(fā)電，而且在一般風(fēng)力機(jī)的高風(fēng)速關(guān)機(jī)帶，仍然可以有效發(fā)電，拓寬了發(fā)電風(fēng)速帶，增加了30％以上的發(fā)電量，降低發(fā)電成本。
設(shè)備大型化風(fēng)車可大型化而效率更高，又降低土地使用成本。
2.供電穩(wěn)定設(shè)備實(shí)用化由于裝置了“可調(diào)控電力輸出系統(tǒng)”得以調(diào)控用電離峰和尖峰時段的電力輸出。
由于裝置了“充、蓄電系統(tǒng)”可將用電離峰時段所節(jié)余的電能予以儲存，以供風(fēng)速突然不足或突然沒風(fēng)時可以連續(xù)供電。因此本風(fēng)力機(jī)亦可作為獨(dú)立供電的發(fā)電廠。
3.建設(shè)周期快速且安全建設(shè)快速化本風(fēng)力機(jī)的建設(shè)，完全地面化，不須高空作業(yè)，安全又快速。組件國產(chǎn)化，排除進(jìn)口作業(yè)的繁索與費(fèi)時。
權(quán)利要求
1.一種積體垂直軸風(fēng)車，包括風(fēng)向指示標(biāo)(1)和至少一層可上下插接的框架支柱(15)并通過鋼索(14)加固，其框架支柱(15)內(nèi)設(shè)置扇葉框架(8)，傳動軸(12)垂直置于框架支柱與扇葉框架中央與扇葉框架(8)固接并與框架支柱(15)動配合；其特征在于所述的風(fēng)向指示標(biāo)(1)依次連結(jié)風(fēng)向指示傳感器(2)聯(lián)接扇葉框架(8)內(nèi)的液壓推進(jìn)器(3)、傳動裝置連接扇葉框架(8)兩翼內(nèi)至少一對垂直軸小扇葉(6)、(7)中心軸，所述的小扇葉(6)、(7)的上下中心軸通過軸支座(16)與扇葉框架(8)動配合。
2.如權(quán)利要求1所述的積體垂直軸風(fēng)車，其特征在于所述的傳動裝置由渦輪渦桿機(jī)構(gòu)(稱渦桿組合)(5)與雙軌齒輪盤(4)構(gòu)成，其渦輪渦桿機(jī)構(gòu)(5)的渦輪與小扇葉(6)、(7)下中心軸固接，與渦桿(501)嚙合，渦桿(501)通過立式軸承座(17)與扇葉框架(8)聯(lián)接，其前端為錐形模齒桿其最前端為前小模數(shù)渦桿(齒桿)(502)，后端為大模數(shù)渦桿(齒桿)(503)分別與雙軌齒輪盤交替相嚙合，即雙軌齒輪盤為對稱圓周角α為5-20°時其內(nèi)圈為與前小模數(shù)渦桿(齒桿)嚙合的內(nèi)齒盤(506)，其外圈為外盤凹槽(504)，在α角之外，其內(nèi)圈為內(nèi)盤凹槽(505)，其外圈為與大模數(shù)渦桿(齒桿)(503)嚙合的外齒盤(507)。
3.如權(quán)利要求1所述的積體垂直軸風(fēng)車，其特征在于所述的傳動軸(12)與傳動軸框架(13)固接，通過風(fēng)車固定架(18)固定，傳動軸(12)通過聯(lián)軸器可上下聯(lián)接。
4.如權(quán)利要求4所述的積體垂直軸風(fēng)車，其特征在于所述的框架支柱(15)由上下支架支承(1501)與對角線桿件插接的正方形框架結(jié)構(gòu)，其各個桿件均插接，當(dāng)框架支柱(15)插接后通過鎖定機(jī)構(gòu)上、下鎖定并通過鋼索加固于基礎(chǔ)上；其支架支承(1501)內(nèi)孔通過自位軸承與傳動軸(12)聯(lián)接。
5.如權(quán)利要求5所述的積體垂直軸風(fēng)車，其特征在于扇葉框架(8)由上下橫框(10)插接豎框(11)后并與扇葉支承(801)插接而成，其下橫框(10)內(nèi)臥有液壓推進(jìn)器(3)并與傳動裝置立式軸承座(17)固接，其傳動軸框架(13)通過立體6個支點(diǎn)(19)的桿件十字交叉與上、下橫框絞接。
全文摘要
一種積體垂直軸風(fēng)車，包括風(fēng)向指示標(biāo)和至少一層可上下插接的框架支柱并通過鋼索加固，其框架支柱內(nèi)設(shè)置扇葉框架，傳動軸垂直置于框架支柱與扇葉框架中央與扇葉框架固接并與框架支柱動配合；其特征在于所述的風(fēng)向指示標(biāo)依次連結(jié)風(fēng)向指示傳感器聯(lián)接扇葉框架內(nèi)的液壓推進(jìn)器、傳動裝置連接扇葉框架兩翼內(nèi)至少一對垂直軸小扇葉中心軸，所述的小扇葉的上下中心軸通過軸支座與扇葉框架動配合。本發(fā)明結(jié)構(gòu)穩(wěn)固、小扇葉垂直軸水平旋轉(zhuǎn)，可獲得最大的風(fēng)力，分解大扇葉，累積小扇葉的總面積，擴(kuò)大了吸收風(fēng)能的面積，吸收風(fēng)能效率高，且降低了扇葉材質(zhì)強(qiáng)度要求、結(jié)構(gòu)牢固，可大型化、制造周期短、組件國產(chǎn)化、成本低廉、環(huán)保無污染等。
文檔編號F16H1/16GK1488852SQ03156809
公開日2004年4月14日 申請日期2003年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月8日
發(fā)明者黃虎鈞 申請人:黃虎鈞