自動控速阻力型垂直軸風車制造技術

自動控速阻力型垂直軸風車，包括有透風網、扇葉、垂直軸、啟動布、螺旋式彈簧、齒板、控速小風車、齒輪、阻擋卡、軸承、工作布卷筒、工作布、風兜、防重力下垂斜拉鋼絲繩和均力鋼絲繩。同一層共有四個扇葉，四個扇葉組成十字型。每個扇葉的矩形框架的內沿固定著透風網，透風網制成曲面，能與工作布構成凹面阻風屏障，與平面相比，其空氣動力系數更大一些。在透風網凹面的一側，安裝著垂直軸和工作布卷筒，工作布卷筒兩端裝有軸承，軸承被固定在扇葉框架上。工作布的一個邊在豎直方向上被鉚釘固定在工作布卷筒上。工作布卷筒上端的轉軸與一個控速小風車的垂直軸連接在一起。本實用新型專利技術不易被大風破壞，其扇葉制造材料為普通材料，制造成本低。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及風車裝置，尤其涉及自動控速阻力型垂直軸風車。
技術介紹
現有技術的阻力型垂直軸風車都有兩個弱點一是此類風車很難做到自動控速，易被大風損毀；二是此類風車的扇葉由剛性材料制成，重量大，費料，性價比低。
技術實現思路
本技術的目的在于，克服了現有技術的阻力型垂直軸風車的不足之處，提供了一種自動控速阻力型垂直軸風車的設計方案，同時本技術也是一種由普通輕質材料 制成的廉價風車，大幅度降低了此類風車的造價。本技術所述的自動控速阻力型垂直軸風車，包括有透風網、扇葉A、垂直軸、啟動布、螺旋式彈簧、齒板、控速小風車、齒輪、阻擋卡A、軸承A、工作布卷筒、扇葉C、軸承B、工作布、風兜、扇葉D、扇葉B、阻擋卡B、防重力下垂斜拉鋼絲繩和均力鋼絲繩，同一層共有四個扇葉，分別為扇葉A、扇葉B、扇葉C和扇葉D，四個扇葉組成十字型，每個扇葉的矩形框架的內沿固定著透風網，透風網制成曲面，能與工作布構成凹面阻風屏障，與平面相比，其空氣動力系數更大一些，在透風網凹面的一側，安裝著垂直軸和工作布卷筒，工作布卷筒兩端裝有軸承A和軸承B，軸承被固定在扇葉框架上，工作布的一個邊在豎直方向上被鉚釘固定在工作布卷筒上；工作布卷筒上端的轉軸與一個控速小風車的垂直軸連接在一起?？厮傩★L車是一個阻力型垂直軸風車，它由四片扇葉，相互組成十字形，扇葉皆是由不銹鋼半球殼及長柄組成，控速小風車的垂直軸上有齒輪，齒輪與齒板相嚙合，齒板的兩端各有阻擋卡，并且齒板的其中一端與螺旋式彈簧相連接。本技術所述的自動控速阻力型垂直軸風車轉動時，如果扇葉A和扇葉B處在順風一側時，其工作布就會貼在透風網上，產生阻力；此時扇葉C和扇葉D則處在逆風一側，其工作布在風中飄揚，風從透風網孔透過，幾乎不產生阻力，這樣就產生了較大的阻力差，這個阻力差就是推動本技術所述的自動控速阻力型垂直軸風車轉動的動力。從無風到有風且風速大于2. 5米/秒時，此時啟動布貼在透風網上，在風中產生阻力，該阻力推動本技術所述自動控速阻力型垂直軸風車轉動，當本技術所述的自動控速阻力型垂直軸風車啟動旋轉180°之后，工作布才開始正常工作。工作布卷筒上端的轉軸與一個控速小風車的垂直軸連接在一起，該控速小風車是一個阻力型垂直軸風車，它由四片扇葉，相互組成十字形，扇葉皆是由不銹鋼半球殼及長柄組成。控速小風車的垂直軸上有齒輪，齒輪與齒板相嚙合，齒板的兩端裝有阻擋卡A和阻擋卡B，并且齒板的其中一端與螺旋式彈簧相連接。這樣就使控速小風車的垂直軸始終從螺旋式彈簧的拉力中獲得一定值的扭力矩。阻擋卡A和阻擋卡B具有限制齒板只能在一定范圍內傳動的作用，同時又使螺旋式彈簧始終保持著一定的伸長，從而確保螺旋式彈簧始終對控速小風車垂直軸施加一定的扭力矩M。令，扭力矩M與控速小風車從額定風速11. I米/秒中獲得的扭力矩大小相等、方向相反，于是，當風速不大于額定風速11. I米/秒時，控速小風車從風中獲得的扭力矩就不大于螺旋式彈簧施加的扭力矩，此時控速小風車不轉動，工作布卷筒也不轉動，工作布貼在網上的面積處于最大狀態；當風速大于額定風速11.1米/秒時，控速小風車從風中獲得的扭力矩將大于螺旋式彈簧施加的扭力矩，于是控速小風車開始轉動，控速小風車的垂直軸帶動工作布卷筒轉動，于是部分工作布被工作布卷筒卷纏，使工作布貼在透風網上的面積減少，而裸露的透風網在風中幾乎不產生阻力，于是扇葉接受的風能減少，這樣就確保了本技術所述自動控速阻力型垂直軸風車在風速大于額定風速時不發生超速運轉現象?？厮傩★L車轉動時通過齒輪撥動齒板，進一步拉伸螺旋式彈簧，螺旋式彈簧對控速小風車施加的扭力矩增大，控速小風車將在螺旋式彈簧施加的扭力矩與其在大風中獲得的扭力矩達到平衡后停止轉動。螺旋式彈簧伸長量的增加與控速小風車從螺旋式彈簧的拉力中獲得的扭力矩的增加量呈線性關系，而風速的增大與控速小風車從風中獲得的扭力矩的增加量是非線性關系。當風速大于額定風速時，經估算，單根螺旋式彈簧只能維持本技術風車在風速達到15米/秒之前有較穩定的功率輸出。當風速大于15米/秒時本技術風車逐漸減速，在風速約為20米/秒時工作布幾乎被全部卷纏在工作布卷筒上，此時本技術風車自動進入低速運轉狀態。為使本技術所述自動控速阻力型垂直軸風車在風速大于15米/秒時依然能正常工作，應使齒板能在不同時刻陸續自動掛載多級螺旋式彈簧。在齒板上陸續自動掛載多級螺旋式彈簧的情況下，可使本技術所述 自動控速阻力型垂直軸風車在2. 5米/秒 24米/秒的風速范圍內正常運轉。當風速大于24米/秒時，本技術所述自動控速阻力型垂直軸風車將逐漸自動進入低轉速工作狀態，進行自動保護。當風速由大變小時，螺旋式彈簧將拉動控速小風車倒轉，此時齒板能在不同時刻陸續自動卸載多級螺旋式彈簧，此時工作布卷筒也倒轉，之后被卷纏的工作布將在飄揚時被安裝在工作布尖端的風兜所接受的風力展開，于是本技術所述自動控速阻力型垂直軸風車自動恢復正常工作。在垂直軸頂端與扇葉的框架之間設置有防重力下垂斜拉鋼絲繩，可防止扇葉因受重力作用而下垂變形。為了消除扇葉在工作中所受風力的不均衡，用均力鋼絲繩將四片扇葉緊緊連鎖在一起，使各個扇葉均勻承擔風力，這樣相當于每片扇葉的強度加強到四倍。設控速小風車的扇葉面積為S，扇葉中心到其垂直軸軸線的距離為h，齒輪的半徑為r，螺旋式彈簧的勁度系數為k，螺旋式彈簧的初始伸長量為h。經推導，當本技術所述的自動控速阻力型垂直軸風車處在額定風速時，控速小風車的扇葉與螺旋式彈簧的匹配參數關系為=由此確定了本技術所述的自動控速阻力型垂直軸風車處于額定風速時，控速小風車的扇葉面積S、控速小風車扇葉中心到其垂直軸軸線的距離h、螺旋式彈簧的勁度系數k、螺旋式彈簧的初始伸長量I0、齒輪半徑r之間的定量關系。同時，可以估算本技術所述的自動控速阻力型垂直軸風車當風速大于額定風速時螺旋式彈簧的伸長量 ，進而可以求算控速小風車旋轉的周數，即齒輪旋轉的周數為^，同時控速小風車帶動工作布卷筒也轉動相同的周數，設被卷纏在工作布卷筒上的2π r工作布長度為N，工作布卷筒半徑為R，則本文檔來自技高網...

【技術保護點】
自動控速阻力型垂直軸風車，包括有透風網（1）、扇葉A（2）、垂直軸（3）、啟動布（4）、螺旋式彈簧（5）、齒板（6）、控速小風車（7）、齒輪（8）、阻擋卡A（9）、軸承A（10）、工作布卷筒（11）、扇葉C（12）、軸承B（13）、工作布（14）、風兜（15）、扇葉D（16）、扇葉B（17）、阻擋卡B（18）、防重力下垂斜拉鋼絲繩（19）和均力鋼絲繩（20），同一層共有四個扇葉，分別為扇葉A（2）、扇葉B（17）、扇葉C（12）和扇葉D（16），四個扇葉組成十字型，其特征在于每個扇葉的矩形框架的內沿固定著透風網（1），透風網（1）制成曲面，能與工作布（14）構成凹面阻風屏障，與平面相比，其空氣動力系數更大一些，在透風網（1）凹面的一側，安裝著垂直軸（3）和工作布卷筒（11），工作布卷筒（11）兩端裝有軸承A（10）和軸承B（13），軸承被固定在扇葉框架上，工作布（14）的一個邊在豎直方向上被鉚釘固定在工作布卷筒（11）上；工作布卷筒（11）上端的轉軸與一個控速小風車（7）的垂直軸（3）連接在一起。

【技術特征摘要】
1.自動控速阻力型垂直軸風車，包括有透風網(I)、扇葉A(2)、垂直軸(3)、啟動布(4)、螺旋式彈簧(5)、齒板(6)、控速小風車(7)、齒輪(8)、阻擋卡A (9)、軸承A (10)、工作布卷筒(11)、扇葉C (12)、軸承B (13)、工作布(14)、風兜(15)、扇葉D (16)、扇葉B (17)、阻擋卡B (18)、防重力下垂斜拉鋼絲繩(19)和均力鋼絲繩(20)，同一層共有四個扇葉，分別為扇葉A (2)、扇葉B (17)、扇葉C (12)和扇葉D (16)，四個扇葉組成十字型，其特征在于每個扇葉的矩形框架的內沿固定著透風網(1)，透風網(I)制成曲面，能與工作布(14)構成凹面阻風屏障，與平面相比，其空氣動...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李秀全，邢飛，馮周民，賈娟，陳剛，
申請(專利權)人：李秀全，
類型：實用新型
國別省市：