專利名稱：行星葉片風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，更具體的說(shuō)是利用風(fēng)輪葉片公轉(zhuǎn)加自轉(zhuǎn)達(dá)到利用風(fēng)能發(fā)電的設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)輪葉片的迎風(fēng)面積是不變或很少變化。行星葉片風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)輪上平面狀葉片的迎風(fēng)面積是從最大到最小再到最大，兩個(gè)極值之間反復(fù)變化利用風(fēng)能做功。因此也就使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大改變，如座式行星葉片風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的工作主軸(大軸)，由水平軸變成了垂直軸，發(fā)電機(jī)由空中放到了地面。

發(fā)明內(nèi)容
行星的運(yùn)行方式是既有公轉(zhuǎn)也有自傳。本風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)輪上所有的葉片既能圍繞工作主軸公轉(zhuǎn)，也能圍繞自己的軸線自轉(zhuǎn)，具有行星運(yùn)行的特征，故冠名“行星葉片風(fēng)力發(fā)電機(jī)組”，它有兩種裝配方式1、工作主軸垂直，發(fā)電機(jī)放在地面，也叫座式。
2、工作主軸水平，發(fā)電機(jī)放在空中，也叫立式。
一、這里僅對(duì)座式行星葉片風(fēng)力發(fā)電機(jī)組作介紹，重點(diǎn)說(shuō)明葉片自轉(zhuǎn)做功姿態(tài)自動(dòng)控制機(jī)構(gòu)。附圖1是座式行星葉片風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的剖面示意圖。它是由以下部分組成輪轂(1-4)上有輪輻(1-17)，輪輻(1-17)上裝有帶軸套(1-2)的平面葉片(1-1)，二者間有軸承；葉片軸套(1-2)的前端固定有葉片垂直控制舵(1-3)；輪轂(1-4)的下方固定著工作主軸(1-11)，工作主軸上有傳動(dòng)裝置(1-14)、剎車裝置(1-15)，底部有壓力軸承(1-16)；塔架有塔架立軸(1-10)，內(nèi)裝工作主軸(1-11)，外套塔架立軸軸套(1-9)，三者之間有軸承；塔架立軸(1-10)下接底座(1-12)，內(nèi)裝有發(fā)電機(jī)(1-13)和配電設(shè)施；塔架立軸軸套(1-9)上固定有風(fēng)向標(biāo)(1-5)，風(fēng)向標(biāo)(1-5)上固定有葉片水平控制舵(1-8)。塔架立軸軸套(1-9)的頂部固定著葉片垂直控制半圓平臺(tái)(1-7)和水平控制半圓環(huán)(1-6)。本發(fā)電機(jī)組還有避雷裝置等。
二、行星葉片風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的動(dòng)作原理，如附圖1所示工作主軸(1-11)兩邊的平面葉片(1-1)都處于迎風(fēng)狀態(tài)，右邊的呈垂直姿態(tài)，迎風(fēng)面積最大；左邊的呈水平姿態(tài)，迎風(fēng)面積最小，在同樣的風(fēng)力下，兩邊產(chǎn)生力矩差，從而使主軸(1-11)開始旋轉(zhuǎn)。即它是利用葉片迎風(fēng)面積的變化來(lái)做功的。
三、葉片自轉(zhuǎn)做功姿態(tài)自動(dòng)控制機(jī)構(gòu)要想讓葉片(1-1)穩(wěn)定的做功，那就要讓葉片(1-1)在工作主軸(1-11)的一邊半圓周內(nèi)一直處于垂直姿態(tài)，另一邊半圓周內(nèi)一直處于水平姿狀態(tài)。另一關(guān)鍵是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)要處在最大的迎風(fēng)面。
這就是“葉片自轉(zhuǎn)做功姿態(tài)自動(dòng)控制機(jī)構(gòu)”的作用。
1、葉片的結(jié)構(gòu)見附圖2、附圖3。圖中(2-1)葉片面，它呈平面形。
(2-2)葉片軸套。用來(lái)裝在輪輻上，內(nèi)有軸承。
(2-3)葉片垂直控制舵，圖3看去和葉片面(3-1)垂直。
葉片由以上三個(gè)部分組成。
2、葉片自轉(zhuǎn)做功姿態(tài)自動(dòng)控制機(jī)構(gòu)可以是機(jī)械式、液壓式、電磁式等。這里介紹的是機(jī)械式.
見附圖1，它由以下部分組成(1-3)葉片自轉(zhuǎn)垂直控制舵。在圖2中為(2-3)。
(1-7)葉片自轉(zhuǎn)垂直控制半圓平臺(tái)。
(1-6)葉片自轉(zhuǎn)水平控制半圓環(huán)。
(1-8)葉片自轉(zhuǎn)水平控制舵。它固定在風(fēng)向標(biāo)(1-5)上。
(1-5)風(fēng)向標(biāo)。
(1-9)塔架立軸軸套。
四、葉片自轉(zhuǎn)做功姿態(tài)自動(dòng)控制過(guò)程見附圖7，圖中給出了風(fēng)向和葉片面(7-1)運(yùn)行中的四個(gè)位置，以及一條重要的直徑(7-7)，它是葉片垂直控制半圓平臺(tái)(7-3)和水平控制半圓環(huán)(7-6)之間的一條分界直徑，叫做分界直徑(7-7)。
A.葉片(7-1)在位置1時(shí)，葉片垂直控制舵(7-2)是垂直姿態(tài)，葉片(7-1)呈水平姿態(tài)。
B.葉片(7-1)向位置2行進(jìn)中，葉片垂直控制舵(7-2)越過(guò)分界直徑(7-7)時(shí)，碰到了垂直控制半圓平臺(tái)(7-3)，立刻向前自轉(zhuǎn)90°，成水平倒在垂直控制半圓平臺(tái)(7-3)上。葉片(7-1)也向前自轉(zhuǎn)90°，變?yōu)榇怪?，完成了從水平到垂直的姿態(tài)轉(zhuǎn)換。
C.由于垂直控制舵(7-2)和垂直控制半圓平臺(tái)(7-3)的相互制約。葉片(7-1)不能再繼續(xù)自轉(zhuǎn)，保持垂直姿態(tài)運(yùn)行到分界直徑(7-7)的另一端，此階段為垂直姿態(tài)保持階段，即保持做功姿態(tài)的半個(gè)圓周。
D.當(dāng)葉片(7-1)經(jīng)過(guò)位置3，越過(guò)分界直徑(7-7)的另一端時(shí)，碰到了固定在風(fēng)向標(biāo)(7-4)尾端的自轉(zhuǎn)水平控制舵(7-5)，立刻又向前自轉(zhuǎn)90°，成水平倒在水平控制半圓環(huán)(7-6)上，完成了從垂直到水平的姿態(tài)轉(zhuǎn)換。垂直控制舵(7-2)也在分界直徑(7-7)處，向前自轉(zhuǎn)90°，由水平恢復(fù)到垂直姿態(tài)。
E.葉片(7-1)在水平控制半圓環(huán)(7-6)的控制下，也不能再繼續(xù)自轉(zhuǎn)，保持水平姿態(tài)回到起始位置1，等待下一個(gè)公轉(zhuǎn)。
F.即葉片(7-1)公轉(zhuǎn)一周，在葉片自轉(zhuǎn)做功姿態(tài)自動(dòng)控制機(jī)構(gòu)的控制下，只能在分界直徑(7-7)的兩端各向前自轉(zhuǎn)90°，完成從從水平到垂直，從垂直又到水平的兩次姿態(tài)轉(zhuǎn)換。在垂直控制半圓平臺(tái)(7-3)的半個(gè)圓周內(nèi)，葉片保持垂直；在水平控制半圓環(huán)(7-6)的半個(gè)圓周內(nèi)，葉片保持水平。從而達(dá)到了葉片(7-1)在工作主軸一邊的半個(gè)圓周內(nèi)，一直呈垂直；另一邊的半個(gè)圓周內(nèi)一直呈水平的理想做功姿態(tài)。
應(yīng)該說(shuō)明的是1、在葉片(7-1)公轉(zhuǎn)加自轉(zhuǎn)的過(guò)程中，風(fēng)向標(biāo)(7-4)始終通過(guò)塔架立軸軸套(7-9)，使風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)定在最大的迎風(fēng)面。因?yàn)轱L(fēng)向標(biāo)(7-4)的軸線和分界直徑(7-7)是固定的平行線。
2、附圖1中顯示本風(fēng)力發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向是逆時(shí)針?lè)较?。如果將風(fēng)向標(biāo)(7-4)反向安裝，則發(fā)電機(jī)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
五、風(fēng)輪葉片的其他方面1、葉片的數(shù)目。為運(yùn)行穩(wěn)定應(yīng)采取四、六、八、十等偶數(shù)，也可由試驗(yàn)另行確定。
2、座式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的葉片長(zhǎng)度不受塔架立軸高度的限制。
3、葉片為平面圖形，可以用金屬、木材、增強(qiáng)塑料及以上幾種材料做成框架，上面蒙布制作。
4、座式行星葉片風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的底座內(nèi)空間較大，可配一臺(tái)以上的發(fā)電機(jī)，用增加發(fā)電機(jī)代替減速裝置，風(fēng)速越高發(fā)電越多，不怕超過(guò)發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)風(fēng)速。發(fā)電機(jī)可用普通籠式感應(yīng)發(fā)電機(jī)。
5、座式行星葉片風(fēng)力發(fā)電機(jī)組不僅可放在高山、田野、水邊、沙漠等地，由于重心低，運(yùn)行穩(wěn)定，小型的還可放在樓頂、屋頂。
6、座式行星葉片風(fēng)力發(fā)電機(jī)組制作技術(shù)要求低，容易制造。
7、為減少摩擦，垂直控制半圓平臺(tái)(1-7)和水平控制半圓環(huán)(1-6)上應(yīng)排列多個(gè)帶軸承的托輥。
8、為減少葉片和風(fēng)向標(biāo)之間的碰撞，在風(fēng)向標(biāo)碰撞部位應(yīng)設(shè)緩沖彈簧或緩沖氣囊等緩沖裝置。
具體實(shí)施方案 座式試驗(yàn)樣機(jī)已制成，如附圖1所示，數(shù)據(jù)如下葉片(1-1)為4片；塔架立軸(1-10)高度20cm，內(nèi)徑6mm，外徑7mm；塔架底座(1-12)(長(zhǎng)×寬×高)15mm×15mm×5mm；葉片寬度＝塔架高度×1.5＝30cm；葉片長(zhǎng)度＝葉片寬×2＝60cm；葉片空心軸套-長(zhǎng)＝葉片寬×0.5＝15cm，內(nèi)徑3mm；葉片自轉(zhuǎn)水平控制半圓環(huán)(1-6)直徑取塔架立軸高度的0.5倍，20cm×0.5＝10cm；葉片自轉(zhuǎn)垂直控制半圓平臺(tái)(1-7)直徑5cm；半圓平臺(tái)(1-7)和半圓環(huán)(1-6)高度取塔架立軸0.1倍，為2cm；葉片垂直控制舵(1-3)單側(cè)長(zhǎng)1.5cm，雙側(cè)3cm；11、葉片水平控制舵(1-8)高度為風(fēng)向標(biāo)軸線到水平控制半圓環(huán)(1-6)的高度18cm；12、主工作軸高為輪轂到地面高度25cm，直徑5mm；13、系統(tǒng)穩(wěn)定空心軸套(1-9)高度17.8cm，內(nèi)徑8mm，外徑9mm；14、輪輻直徑2.5mm。


圖1座式行星葉片風(fēng)力發(fā)電機(jī)組剖面圖；圖2葉片正視圖；
圖3葉片側(cè)視圖；圖4為葉片垂直控制半圓平臺(tái)(4-1)和水平控制半圓環(huán)(4-3)的正視圖；圖中(4-1)葉片垂直控制半圓平臺(tái)；(4-3)葉片水平控制半圓環(huán)；(4-2)輪轂；(4-4)塔架立軸軸套；(4-5)塔架立軸；(4-6)主工作軸；圖5為葉片垂直控制半圓平臺(tái)(4-1)和水平控制半圓環(huán)(4-3)的側(cè)視圖；圖中(5-7)為風(fēng)向標(biāo)；(5-8)為葉片水平控制舵；圖6為葉片垂直控制半圓平臺(tái)(4-1)和水平控制半圓環(huán)(4-3)的俯視圖；圖中(6-9)垂直控制半園平臺(tái)(6-1)和水平控制半圓環(huán)(6-3)的分界直徑，簡(jiǎn)稱分界直徑；圖7葉片自轉(zhuǎn)做功姿態(tài)自動(dòng)控制過(guò)程說(shuō)明圖；圖8立式行星葉片風(fēng)力發(fā)電機(jī)組剖面圖；(8-1)葉片；(8-2)葉片自轉(zhuǎn)做功姿態(tài)自動(dòng)控制機(jī)構(gòu)；(8-3)塔架立軸；(8-4)發(fā)電機(jī)；(8-5)風(fēng)向標(biāo)。
圖9風(fēng)發(fā)電機(jī)組外觀圖。
權(quán)利要求
1.行星葉片風(fēng)力發(fā)電機(jī)組分工作主軸垂直也叫座式和工作主軸水平也叫立式兩種形式；座式行星葉片風(fēng)力發(fā)電機(jī)組由以下部分組成輪轂(1-4)上有輪輻(1-17)，輪輻(1-17)上裝有帶軸套(1-2)的平面葉片(1-1)，二者間有軸承；葉片軸套(1-2)的前端固定有葉片垂直控制舵(1-3)；輪轂(1-4)的下方固定著工作主軸(1-11)，工作主軸上有傳動(dòng)裝置(1-14)、剎車裝置(1-15)，底部有壓力軸承(1-16)；塔架有塔架立軸(1-10)，下接塔架底座(1-12)，塔架立軸(1-10)內(nèi)裝工作主軸(1-11)，外套塔架立軸軸套(1-9)，三者之間有軸承；塔架立軸軸套(1-9)上固定有風(fēng)向標(biāo)(1-5)，風(fēng)向標(biāo)(1-5)上固定有葉片水平控制舵(1-8)；塔架底座(1-12)內(nèi)裝有發(fā)電機(jī)(1-13)和配電設(shè)施；塔架立軸軸套(1-9)的頂部固定著葉片自轉(zhuǎn)做功姿態(tài)自動(dòng)控制機(jī)構(gòu)的垂直控制半圓平臺(tái)(1-7)和水平控制半圓環(huán)(1-6)，本發(fā)電機(jī)組還有避雷裝置；其特征是輪轂(1-4)上所有葉片(1-1)既能圍繞工作主軸(1-11)公轉(zhuǎn)也能圍繞自己的軸線也就是輪輻(1-17)自轉(zhuǎn)，葉片的迎風(fēng)面積從最大到最小再到最大，兩個(gè)極值之間反復(fù)變化并做功；其特征在于它有葉片自轉(zhuǎn)做功姿態(tài)自動(dòng)控制機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行星葉片風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的特征是其工作原理是利用葉片迎風(fēng)面積從最大到最小再到最大的反復(fù)變化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行星葉片風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的特征是其葉片自轉(zhuǎn)做功姿態(tài)自動(dòng)控制機(jī)構(gòu)可以是機(jī)械式、液壓式、電磁式等，但控制的目的是讓葉片在自轉(zhuǎn)中做功。
全文摘要
本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，更具體地說(shuō)是利用風(fēng)輪葉片公轉(zhuǎn)加自轉(zhuǎn)達(dá)到利用風(fēng)能發(fā)電的設(shè)備。1.葉片具有行星運(yùn)行特征，不僅圍繞主工作軸公轉(zhuǎn)，每個(gè)葉片還可圍繞自己的軸線自轉(zhuǎn)并做功。2.座式行星葉片風(fēng)力發(fā)電機(jī)組工作主軸為立軸，葉片長(zhǎng)度不受塔架立軸高度的限制。葉片為平面形，可用金屬、增強(qiáng)塑料、木材、布匹等制作。3.座式行星葉片風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)可放在地表，可配一臺(tái)以上的發(fā)電機(jī)，風(fēng)速高則發(fā)電多，不怕超過(guò)發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)風(fēng)速。4.座式行星葉片風(fēng)力發(fā)電機(jī)組不僅可放在高山、田野、水邊、沙漠等地，小型的還可放在樓頂、屋頂。
文檔編號(hào)F03D11/04GK1807878SQ200510013100
公開日2006年7月26日 申請(qǐng)日期2005年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月17日
發(fā)明者周振昆 申請(qǐng)人:周振昆