本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種非同向變角垂直軸風(fēng)能裝置，主要由主軸、主軸輪、葉片、葉片軸、葉片軸輪組成，主軸與葉片軸之間具有橫桿結(jié)構(gòu)連接，主軸輪與葉片軸輪之間可以傳動(dòng)連接，主軸輪固定不可轉(zhuǎn)動(dòng)，與主軸同軸心，葉片軸輪可公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)，葉片連接在葉片軸輪上，主軸輪與葉片軸輪的周長(zhǎng)比為1：2，葉片具有曲面導(dǎo)風(fēng)面，這種風(fēng)能利用裝置的迎風(fēng)角一直在變化，葉片繞主軸旋轉(zhuǎn)一周，葉片繞自身的旋轉(zhuǎn)軸自轉(zhuǎn)半周，除一個(gè)臨界位置以外，葉片始終處于做正功的狀態(tài)，形成正扭矩，它能夠最大程度地迎著風(fēng)向，克服現(xiàn)有風(fēng)機(jī)的葉片在某些位置處做負(fù)功的狀態(tài)，提高風(fēng)能利用率。這種垂直軸風(fēng)能利用裝置具有啟動(dòng)風(fēng)力小、效率高、易于維護(hù)的特點(diǎn)。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種風(fēng)能利用裝置，特別是一種非同向變角垂直軸風(fēng)能裝置，適合作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)及其它動(dòng)力裝置。
技術(shù)介紹
在現(xiàn)有能源結(jié)構(gòu)中，有很大一部分是取自于自然界的能源，如風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮艿?，其中風(fēng)能應(yīng)用的時(shí)間最為久遠(yuǎn)，為了更好地利用風(fēng)能，長(zhǎng)期以來，人們?cè)O(shè)計(jì)了多種形式和結(jié)構(gòu)的風(fēng)力發(fā)電裝置，依據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)軸在空間方向與位置的不同，又可分為水平方向的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)和垂直方向的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，目前應(yīng)用最多還是水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，水平軸水力發(fā)電機(jī)有它的優(yōu)點(diǎn)，如水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組已經(jīng)完全達(dá)到工業(yè)化生產(chǎn)，配套生產(chǎn)與運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)全面，但垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)具有結(jié)構(gòu)體積小、無方向性要求、維修方便等特點(diǎn)，垂直風(fēng)力發(fā)電機(jī)還具有安全、高效、噪聲低、成本低、維護(hù)方便等優(yōu)勢(shì)。 這目前的絕大部分垂直軸發(fā)電機(jī)為固定迎風(fēng)角的葉片結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)有效力矩較小，并且還可能在特定條件存在負(fù)力矩，降低了整體效率，所以影響了這種類型發(fā)電裝置的推廣和應(yīng)用，所以目前垂直軸發(fā)電機(jī)還有一些不足和缺點(diǎn)有待改善。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)目的就是提供一種啟動(dòng)風(fēng)力小、效率高、應(yīng)用范圍廣的垂直軸風(fēng)能利用裝置。為了達(dá)到上述專利技術(shù)目的，本專利技術(shù)采用下述技術(shù)解決方案一種非同向變角垂直軸風(fēng)能裝置，主要由主軸、主軸輪、葉片、葉片軸、葉片軸輪組成，主軸與葉片軸之間具有橫桿結(jié)構(gòu)連接，主軸輪與葉片軸輪之間為傳動(dòng)連接，主軸輪固定不可轉(zhuǎn)動(dòng)，與主軸同軸心，葉片軸輪可自轉(zhuǎn)與繞主軸公轉(zhuǎn)，葉片連接在葉片軸輪上，主軸輪與葉片軸輪的周長(zhǎng)比為I :2，葉片具有曲面導(dǎo)風(fēng)面。優(yōu)先的，所述的葉片的曲面導(dǎo)風(fēng)面相對(duì)于橫向剖面呈中心對(duì)稱結(jié)構(gòu)分布。優(yōu)選的，所述的葉片的曲面導(dǎo)風(fēng)面為二次曲線構(gòu)建的曲面。優(yōu)選的，所述的葉片的曲面導(dǎo)風(fēng)面的頂點(diǎn)旋轉(zhuǎn)方向與風(fēng)能裝置的主軸旋轉(zhuǎn)方向相反。優(yōu)選的，所述的葉片對(duì)于主軸軸心呈現(xiàn)中心對(duì)稱結(jié)構(gòu)分布。優(yōu)選的，每個(gè)主軸與葉片軸之間的橫桿結(jié)構(gòu)為一個(gè)，連接于葉片軸的中部區(qū)域。優(yōu)選的，所述的主軸輪與葉片輪之間的傳動(dòng)連接為柔性傳動(dòng)連接，此柔性傳動(dòng)部件為鏈條或皮帶。優(yōu)選的，所述的柔性傳動(dòng)部件為正時(shí)皮帶。優(yōu)選的，所述的主軸輪與葉片輪之間的傳動(dòng)連接為剛性傳動(dòng)連接，此剛性傳動(dòng)部件為齒輪。優(yōu)選的，所述的齒輪部件連接方式，具有中間輔助齒輪。本專利技術(shù)效果和特點(diǎn)體現(xiàn)在以下這種風(fēng)能利用裝置的迎風(fēng)角一直在變化，葉片通過葉片軸、葉片軸輪被傳動(dòng)部件及主軸、主軸輪帶動(dòng)，使得葉片繞主軸旋轉(zhuǎn)一周，葉片繞自身的旋轉(zhuǎn)軸自轉(zhuǎn)半周，這樣的話，除一個(gè)臨界位置以外，葉片始終處于做正功的狀態(tài)，形成正扭矩，它能夠最大程度地迎著風(fēng)向，克服現(xiàn)有風(fēng)機(jī)的葉片在某些位置處做負(fù)功的狀態(tài)，提高風(fēng)能利用率。這種垂直軸風(fēng)能利用裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、啟動(dòng)風(fēng)力小、效率高、易于維護(hù)的特點(diǎn)。附圖說明圖I是本專利技術(shù)提出的非同向變角垂直軸風(fēng)能裝置的外觀示意 圖2是本專利技術(shù)提出的非同向變角垂直軸風(fēng)能裝置的俯視 圖3是本專利技術(shù)提出的非同向變角垂直軸風(fēng)能裝置的前視 圖4是本專利技術(shù)提出的非同向變角垂直軸風(fēng)能裝置的側(cè)視圖； 圖5是本專利技術(shù)提出的非同向變角垂直軸風(fēng)能裝置的葉片位于位置A時(shí)示意 圖6是本專利技術(shù)提出的非同向變角垂直軸風(fēng)能裝置的葉片位于位置B時(shí)示意 圖7是本專利技術(shù)提出的非同向變角垂直軸風(fēng)能裝置的葉片位于位置C時(shí)示意 圖8是本專利技術(shù)提出的非同向變角垂直軸風(fēng)能裝置的葉片位于位置D時(shí)示意 圖9是本專利技術(shù)提出的非同向變角垂直軸風(fēng)能裝置的工作示意圖。圖中說明 I為主軸； 2為橫桿； 3為葉片； 4為葉片軸； 5為發(fā)電機(jī)； 11為主軸輪； 41為葉片軸輪； 42為傳動(dòng)部件。具體實(shí)施例方式本專利技術(shù)的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉并且具有較高效率的水流能量收集方法及裝置，因此，對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中所涉及的技術(shù)方案進(jìn)行了改進(jìn)與提高。在現(xiàn)有的垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置中，葉片的角度是固定不變的，這樣，隨著葉片的可能會(huì)受到負(fù)力矩。為了避免這種情況的發(fā)生，在本實(shí)施例中采用改進(jìn)和優(yōu)化的技術(shù)方案，請(qǐng)參考附圖2，圖中箭頭所示為來風(fēng)方向，這個(gè)風(fēng)吹向風(fēng)能裝置，此裝置是一種非同向變角垂直軸風(fēng)能裝置，主要結(jié)構(gòu)還是與現(xiàn)有技術(shù)較為類似，由主軸I、主軸輪11、葉片3、葉片軸4、葉片軸輪41組成，主軸I即是帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的動(dòng)力軸，與主軸I相連接的還有主軸輪11，主軸輪11固定不可轉(zhuǎn)動(dòng)的，與主軸同軸心，葉片軸輪41與葉片軸4連接，葉片軸輪41自轉(zhuǎn)及繞主軸I公轉(zhuǎn)，葉片3連接在葉片軸輪41上，葉片3的作用是用來將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械動(dòng)能，葉片3是固定在葉片軸4上的，與葉片3相連接的還有葉片軸輪41，主軸I與葉片軸4之間具有橫桿2進(jìn)行結(jié)構(gòu)連接，主軸輪11與葉片軸輪41之間可以以傳動(dòng)直接連接，也可以以傳動(dòng)部件42傳動(dòng)連接，當(dāng)風(fēng)作用力葉片3上時(shí)，就會(huì)產(chǎn)一力矩，如果總力矩不為零，整個(gè)裝置就會(huì)旋轉(zhuǎn)起來，這樣，整個(gè)裝置可以在風(fēng)的作用力下運(yùn)轉(zhuǎn)起來。為了更詳細(xì)地說明工作原理，定義了四個(gè)葉片3的位置，如圖2中所示，相對(duì)于來風(fēng)方向定義了四個(gè)葉片3的位置，分別為位置A、位置B、位置C、位置D，其中位置A是最接近來風(fēng)的位置，此時(shí)葉片3的橫桿2與來風(fēng)的夾角為O度；那么，位置B是較接近來風(fēng)的位置，此時(shí)葉片3的橫桿2與來風(fēng)的夾角為90度；位置C是較遠(yuǎn)離來風(fēng)的位置，此時(shí)葉片3的橫桿2與來風(fēng)的夾角為180度；而位置D是較接近來風(fēng)的位置，此時(shí)葉片3的橫桿2與來風(fēng)的夾角為270度。為了能夠使葉片盡可能發(fā)揮最大的作用，更加充分地利用風(fēng)能，使主軸輪11與葉片軸輪41的周長(zhǎng)比為I :2，這樣，在葉片3繞主軸I旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片輪軸41繞主軸輪11形成公轉(zhuǎn)，同時(shí)，由于主軸輪11與葉片軸輪41之間以傳動(dòng)部件42傳動(dòng)連接，所以，葉片軸輪41會(huì)產(chǎn)生自轉(zhuǎn)，并且自轉(zhuǎn)的角速度是公轉(zhuǎn)角速度的二分之一。這樣的話，葉片在不同的位置就與來風(fēng)有著不同的迎風(fēng)角，下面就葉片3分別在 位置A、位置B、位置C、位置D的情況作說明，如圖2所示，結(jié)合圖3、圖4也可以觀察到相應(yīng)的情況，在實(shí)施例中，位置A是最接近來風(fēng)的位置，此時(shí)葉片3的橫桿2與來風(fēng)的夾角為O度，而葉片3與來風(fēng)的夾角為45度，如圖5所示；位置B是較接近來風(fēng)的位置，此時(shí)葉片3的橫桿2與來風(fēng)的夾角為90度，而葉片3與來風(fēng)的夾角也為90度，如圖6所示；位置C是較遠(yuǎn)離來風(fēng)的位置，此時(shí)葉片3的橫桿2與來風(fēng)的夾角為180度，而葉片3與來風(fēng)的夾角為135度，如圖7所示；而位置D是較接近來風(fēng)的位置，此時(shí)葉片3的橫桿2與來風(fēng)的夾角為270度，而葉片3與來風(fēng)的夾角為180度，如圖8所示。這樣，葉片3除了在位置D不會(huì)產(chǎn)生正力矩以外，在其它位置都可以產(chǎn)生正的力矩，特別是在位置B時(shí)，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩最大。另外，由圖2可以看出，在該實(shí)施例受風(fēng)力旋轉(zhuǎn)時(shí)，旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，而葉片3的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針，又因?yàn)樵谌~片3的最外邊緣所受風(fēng)力最大，所以，葉片3本身是受到一個(gè)逆時(shí)針方向的力矩的，與葉片3的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向相反，也就是，在這種情況下可能會(huì)產(chǎn)生一個(gè)力矩抵消的可能，這樣就有可能降低整個(gè)裝置的風(fēng)能利用效率，為了避免這種情況產(chǎn)生，在本專利技術(shù)中，使葉片3具有一個(gè)曲面導(dǎo)風(fēng)面，如圖2、圖5、圖6、圖7、圖8所示，并且葉片3的曲面導(dǎo)風(fēng)面的頂點(diǎn)旋轉(zhuǎn)方向與風(fēng)能裝置的主軸旋轉(zhuǎn)方向相反，這樣，在本實(shí)施例中，葉片3的最外邊緣所受風(fēng)力會(huì)小于內(nèi)邊緣的風(fēng)力，就不會(huì)出現(xiàn)力矩的情況，并且會(huì)產(chǎn)生一個(gè)順時(shí)針的旋轉(zhuǎn)力矩，使裝置運(yùn)行更加平本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種非同向變角垂直軸風(fēng)能裝置,主要由主軸、主軸輪、葉片、葉片軸、葉片軸輪組成，其特征在于:主軸與葉片軸之間具有橫桿結(jié)構(gòu)連接；主軸輪與葉片軸輪之間可傳動(dòng)連接；主軸輪固定不可轉(zhuǎn)動(dòng)，與主軸同軸心；葉片軸輪可自轉(zhuǎn)與繞主軸公轉(zhuǎn)，葉片連接在葉片軸輪上；主軸輪與葉片軸輪的周長(zhǎng)比為1：2；葉片具有曲面導(dǎo)風(fēng)面。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種非同向變角垂直軸風(fēng)能裝置，主要由主軸、主軸輪、葉片、葉片軸、葉片軸輪組成，其特征在于 主軸與葉片軸之間具有橫桿結(jié)構(gòu)連接； 主軸輪與葉片軸輪之間可傳動(dòng)連接； 主軸輪固定不可轉(zhuǎn)動(dòng)，與主軸同軸心； 葉片軸輪可自轉(zhuǎn)與繞主軸公轉(zhuǎn)，葉片連接在葉片軸輪上； 主軸輪與葉片軸輪的周長(zhǎng)比為I :2 ； 葉片具有曲面導(dǎo)風(fēng)面。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的非同向變角垂直軸風(fēng)能裝置，其特征在于所述的葉片的曲面導(dǎo)風(fēng)面相對(duì)于橫向剖面呈中心對(duì)稱結(jié)構(gòu)分布。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液非同向變角垂直軸風(fēng)能裝置，其特征在于所述的葉片的曲面導(dǎo)風(fēng)面為二次曲線構(gòu)建的曲面。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非同向變角垂直軸風(fēng)能裝置，其特征在于所述的葉片的曲面導(dǎo)風(fēng)面的頂點(diǎn)旋轉(zhuǎn)方向與風(fēng)能裝置的主軸旋轉(zhuǎn)方向相反。5.根據(jù)權(quán)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：不公告發(fā)明人，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京銀萬特科技有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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