專利名稱：一種可開合的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)輪葉片結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)輪葉片結(jié)構(gòu)，尤其是一種可開合的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)輪葉片結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
把風(fēng)的動能轉(zhuǎn)變成機械動能，再把機械能轉(zhuǎn)化為電力動能，這就是風(fēng)力發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電的原理，是利用風(fēng)力帶動風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，再透過增速機將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來促使發(fā)電機發(fā)電。依據(jù)目前的風(fēng)車技術(shù)，大約是每秒三米的微風(fēng)速度便可以開始發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電正在世界上形成一股熱潮，因為風(fēng)力發(fā)電不需要使用燃料，也不會產(chǎn)生輻射或空氣污染，是一種環(huán)保的能源獲得方式。公知的風(fēng)力發(fā)電機一般分為水平軸風(fēng)力發(fā)電機和垂直軸風(fēng)力發(fā)電機，水平軸風(fēng)力發(fā)電機受風(fēng)向變化影響較大，一般要加裝風(fēng)輪轉(zhuǎn)向裝置才能適應(yīng)風(fēng)向變化， 使其機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且有能量損耗在風(fēng)輪轉(zhuǎn)向過程中。垂直軸風(fēng)力發(fā)電機受風(fēng)向變化影響較小，風(fēng)能利用率較高，但是由于其風(fēng)能利用率較高造成對風(fēng)輪結(jié)構(gòu)強度的要求較高，在風(fēng)力過大時容易損壞。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有垂直軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)輪葉片存在的上述問題，本發(fā)明提供一種可開合的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)輪葉片結(jié)構(gòu)。本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)手段為
一種可開合的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)輪葉片結(jié)構(gòu)，其中，包括一對葉片支撐盤和支撐軸， 所述支撐軸為圓柱形，所述一對葉片支撐盤為圓環(huán)形，所述圓環(huán)形內(nèi)圓與所述支撐軸匹配， 所述一對葉片支承盤相隔預(yù)定距離套在所述支撐軸上；
所述一對葉片支撐盤之間設(shè)有風(fēng)輪葉片，所述風(fēng)輪葉片多于一片，所述風(fēng)輪葉片為柱形體，所述柱形體包括上下端面和柱面，所述上下端面形狀及大小相同，并各自與相鄰的所述支撐盤連接，且使所述柱形體與所述一對支撐盤垂直；
所述圓環(huán)形支撐盤以多條連接其外圓和內(nèi)圓的等分線分成與所述風(fēng)輪葉片數(shù)相同個等分，取其中一條等分線稱為當(dāng)前等分線，所述當(dāng)前等分線與所述圓環(huán)形支撐盤外圓的交點稱為所述當(dāng)前等分線的外節(jié)點，所述圓環(huán)形支撐盤外圓上所述當(dāng)前等分線的外節(jié)點的逆時針方向的前一個由其他等分線與所述外圓相交形成的外節(jié)點稱為所述當(dāng)前等分線的前節(jié)點；
所述柱形體任一端面包括頭部和尾部，所述頭部為圓形，所述圓形頭部直徑等于所述圓環(huán)形支撐盤的外圓半徑減去內(nèi)圓半徑之差，所述圓形頭部的圓心位于一條所述等分線中點，稱一端面圓形頭部位于所述當(dāng)前等分線中點的柱形體為當(dāng)前柱形體，該端面為當(dāng)前端面，稱當(dāng)前柱形體沿圓環(huán)形支撐盤逆時針方向的第一個所述柱形體為第二柱形體，稱當(dāng)前柱形體沿圓環(huán)形支撐盤逆時針方向的第二個所述柱形體為第三柱形體，所述當(dāng)前等分線的外節(jié)點通過一條圓弧與所述當(dāng)前等分線的前節(jié)點相連稱為外圓弧，做一圓形，使該圓形與所述當(dāng)前端面的所述圓形頭部外切，與所述第二柱形體的與所述當(dāng)前端面同一平面內(nèi)的端面的所述圓形頭部內(nèi)切，并與所述第三柱形體的與所述當(dāng)前端面同一平面內(nèi)的端面的所述圓形頭部外切，以該圓形與所述當(dāng)前端面的所述圓形頭部的切點至所述當(dāng)前等分線的前節(jié)點截取圓弧，稱該段圓弧為內(nèi)圓弧，所述外圓弧與所述內(nèi)圓弧于所述當(dāng)前等分線的前節(jié)點處相交形成所述當(dāng)前端面的尾部，所述外圓弧半徑與所述圓環(huán)形支撐盤外圓半徑相等，所述外圓弧與所述內(nèi)圓弧及所述圓形頭部自所述當(dāng)前等分線外節(jié)點順時針至所述內(nèi)圓弧與所述圓形頭部切點處截取的圓弧圍成所述當(dāng)前端面；
所述任一柱形體上下端面的圓形頭部圓心與相鄰的所述支撐盤鉸接，所述任一柱形體以其所述上下端面的圓形頭部的圓心連線為軸樞轉(zhuǎn)。上述可開合的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)輪葉片結(jié)構(gòu)，其中，所述風(fēng)輪葉片的柱形體的上下端面的圓形頭部與相鄰的所述支撐盤之間有定位裝置，所述定位裝置鎖定所述柱形體的樞轉(zhuǎn)角度。上述可開合的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)輪葉片結(jié)構(gòu)，其中，所述風(fēng)輪葉片有2片。上述可開合的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)輪葉片結(jié)構(gòu)，其中，所述風(fēng)輪葉片有3片。上述可開合的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)輪葉片結(jié)構(gòu)，其中，所述風(fēng)輪葉片有4片。上述可開合的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)輪葉片結(jié)構(gòu)，其中，所述風(fēng)輪葉片有5片。上述可開合的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)輪葉片結(jié)構(gòu)，其中，所述風(fēng)輪葉片有6片。 上述可開合的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)輪葉片結(jié)構(gòu)，其中，所述風(fēng)輪葉片的數(shù)目為360 大于6的約數(shù)。本發(fā)明的有益效果是
風(fēng)輪葉片可打開，可合上，合上后呈圓柱形，受風(fēng)面積小，在風(fēng)力過大時可保護風(fēng)輪。


圖1是本發(fā)明一種可開合的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)輪葉片結(jié)構(gòu)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明一種可開合的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)輪葉片結(jié)構(gòu)葉片打開時的剖面結(jié)構(gòu)
示意圖3是本發(fā)明一種可開合的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)輪葉片結(jié)構(gòu)葉片為兩片時閉合情況下的剖面結(jié)構(gòu)圖4是本發(fā)明一種可開合的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)輪葉片結(jié)構(gòu)葉片為兩片時開啟情況下的剖面結(jié)構(gòu)圖5是本發(fā)明一種可開合的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)輪葉片結(jié)構(gòu)葉片為三片時開啟情況下的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，但不作為本發(fā)明的限定。如圖1和圖5所示，本發(fā)明一種可開合的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)輪葉片結(jié)構(gòu)，其中， 包括一對葉片支撐盤1和支撐軸2，支撐軸2為圓柱形，一對葉片支撐盤1為圓環(huán)形，圓環(huán)形內(nèi)圓11與支撐軸1匹配，一對葉片支承盤1相隔預(yù)定距離套在支撐軸2上；
一對葉片支撐盤1之間設(shè)有風(fēng)輪葉片3，風(fēng)輪葉片3多于一片，風(fēng)輪葉片3為柱形體，柱形體包括上下端面和柱面，上下端面形狀及大小相同，并各自與相鄰的支撐盤1連接，且使柱形體與一對支撐盤1垂直；
圓環(huán)形支撐盤1以多條連接其外圓12和內(nèi)圓11的等分線分成與風(fēng)輪葉片3數(shù)相同個等分，取其中一條等分線稱為當(dāng)前等分線4，當(dāng)前等分線4與圓環(huán)形支撐盤1外圓12的交點稱為當(dāng)前等分線4的外節(jié)點41，圓環(huán)形支撐盤1外圓12上當(dāng)前等分線4的外節(jié)點41的逆時針方向的前一個由其他等分線與外圓12相交形成的外節(jié)點稱為當(dāng)前等分線4的前節(jié)點 43 ；
柱形體任一端面包括頭部31和尾部32，頭部31為圓形，圓形頭部直徑等于圓環(huán)形支撐盤1的外圓12的半徑減去內(nèi)圓11的半徑之差，圓形頭部31的圓心位于一條所述等分線中點，稱一端面圓形頭部31位于當(dāng)前等分線4中點的柱形體為當(dāng)前柱形體，該端面為當(dāng)前端面，稱當(dāng)前柱形體沿圓環(huán)形支撐盤1逆時針方向的第一個柱形體為第二柱形體，稱當(dāng)前柱形體沿圓環(huán)形支撐盤1逆時針方向的第二個柱形體為第三柱形體，當(dāng)前等分線4的外節(jié)點 41通過一條圓弧與當(dāng)前等分線4的前節(jié)點43相連稱為外圓弧33，做一圓形，使該圓形與當(dāng)前端面的圓形頭部31外切，與第二柱形體的與當(dāng)前端面同一平面內(nèi)的端面的圓形頭部31 內(nèi)切，并與第三柱形體的與當(dāng)前端面同一平面內(nèi)的端面的圓形頭部31外切，以該圓形與當(dāng)前端面的圓形頭部31的切點42至當(dāng)前等分線4的前節(jié)點43截取圓弧，稱該段圓弧為內(nèi)圓弧34，外圓弧33與內(nèi)圓弧34于當(dāng)前等分線4的前節(jié)點43處相交形成當(dāng)前端面的尾部32， 外圓弧33半徑與圓環(huán)形支撐盤1外圓12的半徑相等，外圓弧33與內(nèi)圓弧34及圓形頭部 31自當(dāng)前等分線4外節(jié)點41順時針至內(nèi)圓弧34與圓形頭部31切點42處截取的圓弧圍成當(dāng)前端面；
任一柱形體上下端面的圓形頭部31的圓心與相鄰的支撐盤1鉸接，任一柱形體以其上下端面的圓形頭部31的圓心連線為軸樞轉(zhuǎn)。如圖1和圖2所示，本發(fā)明的原理是，風(fēng)輪葉片3收起時每片葉片3的柱形體上下端面的外圓弧33圍成圓形，且由于外圓弧33的的半徑與圓環(huán)形支撐盤1的外圓12半徑相等，使得外圓弧33圍成的圓形與支撐盤1大小相同，且每片葉片3的柱形體上下端面的內(nèi)圓弧34與所屬端面的圓形頭部31外切，與逆時針方向前一個葉片的柱形體端面的圓形頭部內(nèi)切，使所有葉片3收起后形成圓柱體，減少了受風(fēng)面積，可在風(fēng)力過大時保護風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)輪。在所有風(fēng)輪葉片3打開時，每個風(fēng)輪葉片3的柱形體上下端面的外圓弧33和內(nèi)圓弧34形成內(nèi)凹的迎風(fēng)面，使風(fēng)輪隨風(fēng)以支撐軸2為軸轉(zhuǎn)動。同時葉片3的柱形體結(jié)構(gòu)對上下兩個支撐盤1起到支撐作用，尤其是柱形體上下端面的圓形頭部31的部位形成的圓柱體形狀，可以有效的支撐上下兩個支撐盤1，分擔(dān)支撐軸2的受力，延長支撐軸2的使用壽命， 且在設(shè)計成外轉(zhuǎn)子的場合風(fēng)輪為轉(zhuǎn)子，支撐軸2為定子，可在支撐軸2中設(shè)置線圈或者永磁體，由于柱形體分擔(dān)了支撐軸2的受力，使支承軸2在強度上的要求降低，使整個發(fā)電機的設(shè)計更加靈活方便。上述描述是建立在風(fēng)輪順時針轉(zhuǎn)動的基礎(chǔ)上，逆時針轉(zhuǎn)動的風(fēng)輪只需將上述當(dāng)前等分線4的前節(jié)點43定義成順時針方向的前一條等分線于支撐圓盤1外圓12的交點，同時將第二柱形體和第三柱形體的方向定義在順時針方向即可。進一步的，風(fēng)輪葉片3的柱形體的上下端面的圓形頭部31與相鄰的支撐盤1之間有定位裝置，定位裝置鎖定柱形體的樞轉(zhuǎn)角度。設(shè)置定位裝置可以控制風(fēng)輪葉片3打開的角度，避免風(fēng)輪葉片3的打開角度受到風(fēng)力影響。進一步的，如圖3和圖4所示，風(fēng)輪葉片可以是2片，在此基礎(chǔ)上也可以是3片、4 片、5片、6片或者任何360除了 1以外的約數(shù)片，只要是360除了 1以外的約數(shù)都可以整除 360，可將360度的圓環(huán)形支撐盤分成若干個等分，每個等分中設(shè)置一個風(fēng)輪葉片，如果風(fēng)輪葉片數(shù)不是360的約數(shù)，就無法等分圓環(huán)形支撐盤，造成風(fēng)輪葉片之間間距不等，使風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)時受力不均易造成旋轉(zhuǎn)部位磨損。以上所述僅為本發(fā)明較佳的實施例，并非因此限制本發(fā)明的申請專利范圍，所以凡運用本發(fā)明說明書及圖示內(nèi)容所作出的等效結(jié)構(gòu)變化，均包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種可開合的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)輪葉片結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括一對葉片支撐盤和支撐軸，所述支撐軸為圓柱形，所述一對葉片支撐盤為圓環(huán)形，所述圓環(huán)形內(nèi)圓與所述支撐軸匹配，所述一對葉片支承盤相隔預(yù)定距離套在所述支撐軸上；所述一對葉片支撐盤之間設(shè)有風(fēng)輪葉片，所述風(fēng)輪葉片多于一片，所述風(fēng)輪葉片為柱形體，所述柱形體包括上下端面和柱面，所述上下端面形狀及大小相同，并各自與相鄰的所述支撐盤連接，且使所述柱形體與所述一對支撐盤垂直；所述圓環(huán)形支撐盤以多條連接其外圓和內(nèi)圓的等分線分成與所述風(fēng)輪葉片數(shù)相同個等分，取其中一條等分線稱為當(dāng)前等分線，所述當(dāng)前等分線與所述圓環(huán)形支撐盤外圓的交點稱為所述當(dāng)前等分線的外節(jié)點，所述圓環(huán)形支撐盤外圓上所述當(dāng)前等分線的外節(jié)點的逆時針方向的前一個由其他等分線與所述外圓相交形成的外節(jié)點稱為所述當(dāng)前等分線的前節(jié)占.I— /、、、 所述柱形體任一端面包括頭部和尾部，所述頭部為圓形，所述圓形頭部直徑等于所述圓環(huán)形支撐盤的外圓半徑減去內(nèi)圓半徑之差，所述圓形頭部的圓心位于一條所述等分線中點，稱一端面圓形頭部位于所述當(dāng)前等分線中點的柱形體為當(dāng)前柱形體，該端面為當(dāng)前端面，稱當(dāng)前柱形體沿圓環(huán)形支撐盤逆時針方向的第一個所述柱形體為第二柱形體，稱當(dāng)前柱形體沿圓環(huán)形支撐盤逆時針方向的第二個所述柱形體為第三柱形體，所述當(dāng)前等分線的外節(jié)點通過一條圓弧與所述當(dāng)前等分線的前節(jié)點相連稱為外圓弧，做一圓形，使該圓形與所述當(dāng)前端面的所述圓形頭部外切，與所述第二柱形體的與所述當(dāng)前端面同一平面內(nèi)的端面的所述圓形頭部內(nèi)切，并與所述第三柱形體的與所述當(dāng)前端面同一平面內(nèi)的端面的所述圓形頭部外切，以該圓形與所述當(dāng)前端面的所述圓形頭部的切點至所述當(dāng)前等分線的前節(jié)點截取圓弧，稱該段圓弧為內(nèi)圓弧，所述外圓弧與所述內(nèi)圓弧于所述當(dāng)前等分線的前節(jié)點處相交形成所述當(dāng)前端面的尾部，所述外圓弧半徑與所述圓環(huán)形支撐盤外圓半徑相等，所述外圓弧與所述內(nèi)圓弧及所述圓形頭部自所述當(dāng)前等分線外節(jié)點順時針至所述內(nèi)圓弧與所述圓形頭部切點處截取的圓弧圍成所述當(dāng)前端面；所述任一柱形體上下端面的圓形頭部圓心與相鄰的所述支撐盤鉸接，所述任一柱形體以其所述上下端面的圓形頭部的圓心連線為軸樞轉(zhuǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述可開合的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)輪葉片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述風(fēng)輪葉片的柱形體的上下端面的圓形頭部與相鄰的所述支撐盤之間有定位裝置，所述定位裝置鎖定所述柱形體的樞轉(zhuǎn)角度。
3.如權(quán)利要求1所述可開合的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)輪葉片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述風(fēng)輪葉片有2片。
4.如權(quán)利要求1所述可開合的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)輪葉片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述風(fēng)輪葉片有3片。
5.如權(quán)利要求1所述可開合的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)輪葉片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述風(fēng)輪葉片有4片。
6.如權(quán)利要求1所述可開合的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)輪葉片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述風(fēng)輪葉片有5片。
7.如權(quán)利要求1所述可開合的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)輪葉片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述風(fēng)輪葉片有6片。
8.如權(quán)利要求1所述可開合的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)輪葉片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述風(fēng)輪葉片的數(shù)目為360大于6的約數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可開合的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)輪葉片結(jié)構(gòu)，其中，包括一對葉片支撐盤和支撐軸，所述支撐軸為圓柱形，所述一對葉片支撐盤為圓環(huán)形，所述圓環(huán)形內(nèi)圓與所述支撐軸匹配，所述一對葉片支承盤相隔預(yù)定距離套在所述支撐軸上；所述一對葉片支撐盤之間設(shè)有風(fēng)輪葉片，所述風(fēng)輪葉片多于一片，所述風(fēng)輪葉片為柱形體，所述柱形體包括上下端面和柱面，所述上下端面形狀及大小相同，并各自與相鄰的所述支撐盤連接，且使所述柱形體與所述一對支撐盤垂直。本發(fā)明的有益效果是風(fēng)輪葉片可打開，可合上，合上后呈圓柱形，受風(fēng)面積小，在風(fēng)力過大時可保護風(fēng)輪。
文檔編號F03D3/06GK102367781SQ201110287698
公開日2012年3月7日 申請日期2011年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月26日
發(fā)明者周陽 申請人:上海慶華蜂巢建材有限公司