活翼高效風力發電機制造技術

本實用新型專利技術活翼高效風力發電機是垂直軸的風能發電設備。它由大支柱、大轉軸，翼架和門翼等構成，包括豎翼機和橫翼機。所述大支柱，其方向垂直于地平面而不動，所述大轉軸套在大支柱周圍，與大支柱活動連接，所述翼架是一個框架，其一個框邊與大轉軸固定連接，在大轉軸周圍固連有方向不同的多個翼架；其門翼和翼架之間活動連接，隨風應變。可以達到垂直軸風力發電機中最大的風能利用系數。能在很微小的風力下運轉發電。廣泛適用于城市、農村、大陸、海島等各地。具有發電效率高、成本低廉、不要方向翼和能利用大量的微小風力發電等優點。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
活翼高效風力發電機
:本技術活翼高效風力發電機，涉及一種垂直軸的風力發電領域。
技術介紹
:現有的風力發電機，有水平軸螺旋槳式的，有垂直軸式的，其翼型多種多樣。水平軸螺旋槳式風力發電機，具有迎風有效面積大、能做成大型、特大型、風能利用系數高、功率大等優勢，但它必須要有尾翼即方向翼；方向翼對于微風不敏感，會把許多小風浪費掉。垂直軸風力發電機，不需要方向翼，適宜于做成中小型的，但是，它的有效迎風面積，只有風輪的一半，另一半總是作負功。其風輪的翼型，都是硬翼型，無論選擇什么曲面做葉片，負功是不可免的。因此，其風能利用系數較小。
技術實現思路
:本技術就是要解決上述問題，就是要設計一種不需方向翼而能利用大量的微風做正功，并且能獲得最大風能利用系數而成本低廉的垂直軸活翼高效風力發電機。本技術的設計方案如下:1、一種活翼高效風力發電機，包括大支柱、大轉軸、翼架和門翼，以及電磁發電機，其特殊之處在于:A、所述大支柱，其方向垂直于地平面而不動，所述大轉軸套在大支柱周圍，與大支柱活動連接，所述翼架是一個框架，其一個框邊與大轉軸固定連接，在大轉軸周圍固連有方向不同的多個翼架；B、所述門翼，包括葉片和旋轉軸，旋轉軸和葉片連接，旋轉軸線所在的葉片的一邊，叫翼根，和翼根相對的另一邊叫翼尖；C、所述活翼高效風力發電機，或者是豎翼機，或者是橫翼機，所謂豎翼機，是其門翼的旋轉軸線的方向與翼架的橫框邊相垂直，翼根距所述大轉軸的距離必須大于翼尖到大轉軸的距離；所謂橫翼機，是門翼的旋轉軸線的方向與翼架的豎框邊相垂直；D、所述葉片，或者是用柔軟材料做成的袋狀葉片，名為袋葉片；或者是柔軟材料做成的板狀葉片，稱為柔板葉片；E、所述電磁發電機的轉子與大轉軸做可傳力矩的連接。2、所述葉片，或者是用剛性材料做成的與翼架活動連接的葉片，稱為硬葉片或剛性葉片。3、所述含有袋葉片或柔板葉片的門翼，還包括和翼架活動連接的門框，袋葉片的周邊或柔板葉片的周邊與門框固定連接，這種門翼的旋轉軸，與門框的一個框邊連接。4、所述含有袋葉片的豎翼機的門翼，還包括托架，所述托架，包括托桿和托片，托桿的一端鉸接在所述門框上，另一端和托片活動連接，托片和袋葉片接觸。5、所述袋葉片，在距大轉軸較近的一側，或者開有出風口，或者不開出風口。【附圖說明】:圖1是含有豎翼機袋葉片的活翼高效風力發電機的俯視圖。圖2是含有豎翼機袋葉片的活翼高效風力發電機的主視圖。圖3是含有豎翼機柔板葉片的活翼高效風力發電機的俯視圖。圖4是其主視圖。圖5是含有豎翼機剛性葉片的活翼高效風力發電機的俯視圖。圖6是其主視圖。圖7是含有橫翼機葉片的立板風光高效發電機的俯視圖。圖8是其主視圖。【具體實施方式】下面結合附圖和實施例，對本技術進一步詳細說明。在圖1中，風的方向如箭頭所示。I是大立柱，2是軸承，3是大轉筒，4是袋葉片，其厚度用了夸大畫法，5是托片，6是托桿，托桿的一端鉸接在門框上，另一端和托片活動連接，托片是柔軟而富有彈性的薄片，和袋葉片接觸。7是翼架，8是門翼的銷軸，也可是活頁的軸。9是門翼，門翼由門框、袋葉片和托架組成，在圖2中，10是電機齒輪，11是電磁發電機，12是大轉軸齒輪。下面以正東方向的一個門翼為例，說明其受力運轉情況。當風沿箭頭方向鉆入袋葉片，然后折轉近180°由出風口 A中流出，把動量交給袋葉片，以極大的推力使風輪旋轉，帶動電磁發電機發電。此即口袋效應。當該袋葉片轉向圖1中偏西方時，風力使該袋葉片收縮，對應的門翼轉成順風方向，風阻近于零，即負功近于零，故風能利用系數可達極大。當該門翼轉到圖1中正南方位置時，風動力矩為零，門翼和翼架貼合，袋葉片從翼架中穿出，當該門翼過了圖示正南方的中介位置偏向東方時，袋葉片逐漸張開，該門翼轉到正東方時，風動力矩達到最大，袋葉片完全張開。如此周而復始。圖3和圖4分別是含有豎翼機板葉片(軟板葉片和硬板葉片圖形相似,不同之處是硬板葉片可以不要門框)的本技術的俯視圖和主視圖。在該圖中，I和2及3仍如前述，4是翼架，5是板形門翼的旋轉軸，6是門框，7是電機齒輪，8是電磁發電機，9是大轉軸齒輪，10是板葉片，11是連緊繩。運轉變化情況如圖3所示，基本上與前述相似，不同之處，是它不需托架，如果板葉片是如布之類的柔性材料，則要張緊在門框上。當門翼在正東時受到極大推力矩，在偏西方時，風阻力或負功幾近為零。圖5和圖6分別是含有凹面形剛性葉片的豎翼機的本技術的俯視圖和主視圖。其運轉受力情況與前述相似。不同之處是它的葉片是剛性凹面形。當門翼處于正東方時受推力矩最大，位于偏西方時，受風阻最小，它的風能利用系數不如袋葉片的情形大，因為它的剛性凹面不能變形，達不到最小風阻。各零部件名稱基本上與前述相同。圖7和圖8是橫翼機型的本技術。圖中I和2及3仍如前述。4是翼架，5是門框，6是活頁，7是電機齒輪，8是電磁發電機，9是大轉軸齒輪，10是葉片。在圖7中，風力和重力使正東的門翼關閉，翼架4和風輪受到最大推力矩，當該門翼轉過了中介位置正北方后，門翼受到風力而張開，故風阻減小，負功減少。當該門翼轉到或轉過正南方向時，因受風力和重力作用，門翼關閉，到了正東方，又得風的最大推力而作正功。和豎翼機相比，橫翼機的效率較低，因為位于偏西方向的門翼因受重力影響，在不太大的風力下，不可能全開，故負功較大。本技術的優點為:1、由于本技術的各個門翼都是活動的，在順風即迎風的方面，能受到風的最大的推動力，在逆風的方面，門翼受風力推動旋轉為順風方向，風阻極小，即負功極小。因此，風能利用系數大。2、能得到最大的效率:本技術可用布類柔軟材料把葉片做成口袋形，當風鉆入口袋并從靠近大轉軸的側面的出風口中出去時，風向改變接近180°，會給門翼一個反作用力，使風輪獲得最大推力，稱為口袋效應。而當該門翼轉到逆風方面時，袋葉片變形為順風的一長條，風阻極小，負功可忽略不計，因此在垂直軸風力發電機中，本技術能得到最大風能利用系數，即能得到最大效率。3、本技術用布類材料做葉片，重量很輕，慣性極小，很微小的風力即可起動，能利用大量的微風作功。4、在同一個翼架上可安裝很多門翼，因此可做成大功率的。5、不需方向翼,能適應各種風向。6、成本低廉，安裝方便。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種活翼高效風力發電機，包括大支柱、大轉軸、翼架和門翼，以及電磁發電機，其特征在于：?A、所述大支柱，其方向垂直于地平面而不動，所述大轉軸套在大支柱周圍，與大支柱活動連接，所述翼架是一個框架，其一個框邊與大轉軸固定連接，在大轉軸周圍固連有方向不同的多個翼架；?B、所述門翼，包括葉片和旋轉軸，旋轉軸和葉片連接，旋轉軸線所在的葉片的一邊，叫翼根，和翼根相對的另一邊叫翼尖；?C、所述活翼高效風力發電機，或者是豎翼機，或者是橫翼機，所謂豎翼機，是其門翼的旋轉軸線的方向與翼架的橫框邊相垂直，翼根距所述大轉軸的距離必須大于翼尖到大轉軸的距離；?所謂橫翼機，是門翼的旋轉軸線的方向與翼架的豎框邊相垂直；?D、所述葉片，或者是用柔軟材料做成的袋狀葉片，名為袋葉片；或者是柔軟材料做成的板狀葉片，稱為柔板葉片；?E、所述電磁發電機的轉子與大轉軸做可傳力矩的連接。

【技術特征摘要】
1.一種活翼高效風力發電機，包括大支柱、大轉軸、翼架和門翼，以及電磁發電機，其特征在于: A、所述大支柱，其方向垂直于地平面而不動，所述大轉軸套在大支柱周圍，與大支柱活動連接，所述翼架是一個框架，其一個框邊與大轉軸固定連接，在大轉軸周圍固連有方向不同的多個翼架； B、所述門翼，包括葉片和旋轉軸，旋轉軸和葉片連接，旋轉軸線所在的葉片的一邊，叫翼根，和翼根相對的另一邊叫翼尖； C、所述活翼高效風力發電機，或者是豎翼機，或者是橫翼機，所謂豎翼機，是其門翼的旋轉軸線的方向與翼架的橫框邊相垂直，翼根距所述大轉軸的距離必須大于翼尖到大轉軸的距離； 所謂橫翼機，是門翼的旋轉軸線的方向與翼架的豎框邊相垂直； D、所述葉片，或者是用柔軟材料做成的袋狀葉片，名為袋葉片；或者是柔軟材料做成的板狀葉片，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王存義，
申請(專利權)人：王存義，
類型：新型
國別省市：陜西;61