CN201193588Y - 高速双轮竖轴风力机 - Google Patents

Abstract

一种能够提高效率和开发高度，用于风力发电机的新型动力设备，高速双轮竖轴风力机。它在塔架上平台中间竖立风机竖轴，沿其轴装有圆环轨道、旋转底盘、框架、人字导流罩、风轮、旋转顶盘和扒线装置。框架前的人字导流罩：罩住身后左风轮的右边、轮叶的凸面；罩住身后右风轮的左边，轮叶的凸面。对称和转动，确保了它随风旋转，时刻对风的最佳工作状态。迎面来风经人字导流罩均分导流叠加后，分别冲向左右两风轮，轮叶的凹面。力的这种授受方式科学合理效率高，彻底解决了风力机效率低的难题。加高框架，将每层的分层板、人字导流罩、左风轮、右风轮串联叠加而成的多层风力机，解决了大型风力机制造和高空风能开发的难题。

Description

高速双轮竖轴风力机

所属技术领域

本实用新型高速双轮竖轴风力机，是一种风力发电机的动力装置，不但提高了效率，而且还提高了风能的开发高度。

背景技术

目前，公知的螺旋桨风力机，是由塔筒和风轮(一般设三个螺旋桨叶)构成，风轮设在塔筒之顶，(发电机也在塔筒顶端)问题是：桨叶面斜面迎风受力，在产生有用推力的同时，也产生了无用分力，效率低；风轮在塔筒之顶，重心高动负荷，塔筒强度要求高，用料多花费大且不安全，限制了机型的扩大制约了开发高度。还有少量的竖轴风力机，靠风轮轴左右两侧的轮叶，凹面所受风力大于凸面所受风力之差转动做工，能量的相互抵消，效率更低。

发明内容

为了克服现有风力机效率低，机型小开发高度有限的种种不足，本实用新型提供了高速双轮竖轴风力机，不仅效率高，还提高了开发高度。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案

工作原理：人字导流罩是由两块导流板，斜交而成的人字形构件。在它后面，竖立着两个风轮：左边的叫左风轮，人字导流罩罩住它右边轮叶的凸面，它的左边轮叶的凹面迎风受力，它向左转，这样就将吹向它右边的风导至左边，和原吹向左边的风叠加后，一并吹向轮叶的凹面；右边的叫右风轮，人字导流罩罩住它左边轮叶的凸面，它右边轮叶的凹面迎风受力，它向右转，这样就将吹向它左边的风导至右边，和原吹向右边的风叠加后一并吹向轮叶的凹面。如此的将吹来的风叠加(风压提高风速增加——高速)后，一并作用于轮叶凹面的输入和的能量转换，科学合理效率高。

对称轴线：人字导流罩的中心线，经在人字导流罩内穿过的，风机竖轴的轴心后，和左风轮右风轮，两风轮轴中心连线的中垂线的重合线，就是本风力机对称轴线。于是人字导流罩的左边和右边，左风轮和右风轮，就是关于这条对称轴线的对称图形。

主要构件：人字导流罩，由两块导流板斜交而成的人字形构件，尾部向两外侧弯曲，让风吹向轮叶的角度更好些。风轮，是由轮轴、轮叶和上下承支板构成。轮叶是纵长横窄的曲面板，曲率由外向内逐渐变小，直至为零为平面。框架，桁架构件，风力机骨架。风机竖轴，柱体构件，系风力机旋转轴。旋转底盘、隔板和旋转顶盘，以及多层风力机的分层板都是板形旋转构件，都在中间设有圆孔，套装在风机竖轴上。

一层风力机：在搭建的塔架上平台中间竖立风机竖轴，它上穿旋转底盘，隔板和旋转顶盘的各自的圆孔后，与顶部扒线装置紧固在一起。以风机竖轴为准，自下而上的设置：在塔架的上平台上以轴心为圆心铺设圆环形轨道。上面是旋转底盘，它下面设有多个轮子，滚动在圆环轨道上。在旋转底盘上面，放置着电器设备，固定着框架的下端。电器设备上面的隔板，要固定在框架上。框架之顶与旋转顶盘紧固在一起。

人字导流罩在前，要以对称轴线为准，左右对称的将其镶嵌在隔板与旋转顶盘之间。风机竖轴在人字导流罩内穿过，紧临其后的是框架。框架左边是左风轮，右边是右风轮。左右两风轮轴的顶端，要以对称轴线为准，左右对称的固定在旋转顶盘上。左右两风轮的轮叶，下止于隔板。左右两风轮轴下穿隔板后，经电器设备放置处，再以对称轴线为准，左右对称的固定在旋转底盘上。这样旋转底盘，就可承载着人字导流罩、风轮、框架等进行围绕风机竖轴的转动。

左右两风轮的轮轴，与电器设备中发电机连接，带动其转动发电。

多层风力机：开发高空风能所需大而高的风力机，如轮叶长达百米时，由于上边的风速大受力大，下边风速小受力小，就对轮叶产生扭曲破坏力。如用加大轮叶强度的方法解决，用料多也太重且花费大制作困难，甚至是不可能。而将长长的轮叶分成几段后，轮叶短了扭曲力小了，用料少花费小且制作方便，故而分层。

多层风力机是由一层风力机扩展而来，基本结构一样只是大了高了。

大：圆环轨道几倍十几倍的扩大之后，就由搭建的塔架平台上，移至钢筋混凝土之上。风机竖轴也要换成钢筋混凝土基础。其它一些没涉及材质变化的构件，只需作些相似相应的扩大。

高：风机竖轴连同其顶的扒线装置，框架连同其顶的旋转顶盘，都要加至拟定高度。然后是分层，要按照算得的层间距和风机竖轴穿过分层板中间圆孔的要求，将每个分层板一一固定在框架上。最后将每层的人字导流罩，左风轮，右风轮串联(上下风轮轴串接)叠加的安装到每层中去。

自动对风：当风向与对称轴线合一时，对称性决定了人字导流罩将迎面而来的风均分为左风流和右风流，也是由于对称的缘故，导流叠加后的左风流右风流，又以同样大小的力，分别作用左风轮和右风轮，此时此刻是本风力机受力最好，最稳定的最佳工作状态。风向一经改变，迎风面大的所受风力大于迎风面小的所受风力，有了力差就产生了以风机竖轴为轴的转矩，自动对风的转动开始，直至风向与对称轴线再次合一，没了力差没了转矩转动停止，自动对风结束。

本实用新型有益效果是风流叠加后作用于轮叶的凹面，科学合理效率高，不但彻底解决了风力机效率低的难题，而且分层使所需大型乃至巨型风力机的制造和使用成为可能，从而提高了风能的开发高度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型的工作原理图。

图2是本风力机一层机实施例的侧视图。

图3是本风力机多层(二层)机示意图。

图中 1、人字导流罩，2、风机竖轴，3、右风轮，4、左风轮，5、塔架，6、圆环轨道，7、轮子，8、旋转底盘，9、电器设备，10、隔板，11、框架，12、旋转顶盘，13、扒线装置，14、分层板

具体实施方式

一层风力机实施方式：在图1中，本风力机的对称轴线，就是过风机竖轴(2)轴心的直线。以此对称轴线为准，进行人字导流罩(1)的左边和右边，左风轮(4)和右风轮(3)的对称安置。在图1中，人字导流罩(1)在前：罩住身后的左风轮(4)的右边，轮叶的凸面，它的左边轮叶的凹面迎风受力，它向左传；罩住身后右风轮(3)的左边，轮叶的凸面，它的右边，轮叶的凹面迎风受力，它向右转。

在图2中，在搭建的塔架(5)的上平台中间竖立风机竖轴(2)，上穿旋转底盘(8)、隔板(10)和旋转顶盘(12)的各自的圆孔后，与顶部扒线装置(13)紧固在一起。四条扒线，经四条支棍支至风力机最大旋转圆之外，斜拉于地拴在桩橛上，确保风力机不倾不到。

在图2中，以风机竖轴(2)为准的自下而上安置：在塔架(5)的上平台，以风机竖轴(2)的轴心为圆心铺设圆环轨道(6)。上面滚动的轮子(7)，是固定在旋转底盘(8)下面的。在旋转底盘(8)的上面，安放着电器设备(9)，固定着框架(11)的底端。在电器设备(9)的上边，将隔板(10)固定在框架(11)上。框架(11)的顶端与旋转顶盘(12)紧固在一起。

在图1和图2中，人字导流罩(1)在前，是以对称轴线为准，左右对称的将其固定在隔板(10)和旋转顶盘(12)之间。风机竖轴(2)在人字导流罩(1)内穿过，紧临其后的是框架(11)。框架(11)右边安放右风轮(3)，左边安置左风轮(4)。两风轮轴的上端，以对称轴线为准，左右对称的安装在旋转顶盘(12)上。两风轮的轮叶下止于隔板(10)。两风轮轴下穿隔板(10)后，经电器设备(9)的放置处，再以对称轴线为准，左右对称的安装在旋转底盘(8)上。于是旋转底盘(8)就可承载着人字导流罩(1)，风轮和框架(11)等，进行围绕风机竖轴(2)的旋转。

左右两风轮的轮轴，与电器设备(9)中的发电机连接后，带其转动发电。

多层风力机实施方式：多层风力机是由一层风力机扩展而来，基本结构一样只是大了高了，因而它们的实施方式也大同小异。

机型大了，如图3所示，为了承载高大风力机之重，风机竖轴(2)和圆环轨道(6)都增大了，都移至牢固的钢筋混凝土基础上。其他一些没涉及材质变化的构件，都相似相应的大了。

高了，如图3所示，风机竖轴(2)连同扒线装置(13)，框架(11)连同旋转顶盘(12)，都加高至拟定高度。按照层间距和风机竖轴(2)穿过分层板(14)中间圆孔的要求，将每个分层板(14)逐一固定在框架(11)上。然后将每层的人字导流罩(1)、左风轮(4)、右风轮(3)串联(上下风轮轴的串接)叠加的安装到每层中去。

自动对风：当风向与对称轴线合一时，对称性决定了，人字导流罩(1)将迎面吹来的风均分为左风流和右风流：由于人字导流罩(1)罩住其后左风轮(4)的右边，轮叶的凸面，于是就将左风流导至左风轮④的左边，和原吹向它左边的风流叠加后一并吹向它轮叶的凹面；由于人字导流罩(1)罩住其后右风轮(3)的左边，轮叶的凸面，于是就将右风流导至右风轮③的右边，和原吹向它右边的风流叠加后一并吹向它轮叶的凹面。也是由于左右对称的缘故，导流叠加后的左风流和右风流的大小还是一样，左右两风轮的受力也一样，此时此刻是本风力机受力最好最稳定的最佳工作状态。风向一经改变，迎风面大的所受风力大于迎风面小的所受风力，有了力差，产生了以风机竖轴(2)为轴的转矩，自动对风的转动开始，直至风向与对称轴线再次合一，没了力差没了转矩，转动停止，自动对风结束。这就保证了本风力机时刻对风的最佳工作状态，多发些电。

Claims (2)

1.高速双轮竖轴风力机，是在塔架上平台中间竖立风机竖轴，沿其轴装有旋转底盘、风轮(框架和人字导流罩与风轮并立)、旋转顶盘、扒线装置，其特征：人字导流罩罩住身后左风轮的右边，轮叶的凸面，它的左边轮叶的凹面迎风受力，它向左转；人字导流罩罩住身后右风轮的左边，轮叶的凸面，它的右边轮叶的凹面迎风受力，它向右转。

2.根据权利要求1，所述的高速双轮竖轴风力机，其特征：分层，每层都有一个人字导流罩、一个左风轮、一个右风轮的多层风力机。

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