專利名稱：風(fēng)帆式風(fēng)力動(dòng)力裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可再生能源的產(chǎn)生裝置，確切地說(shuō)，涉及一種風(fēng)帆式風(fēng)力動(dòng)力裝置。
隨著人類社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的推進(jìn)，人們的物質(zhì)生活水平也以越來(lái)越快的速度不斷提高，而隨著人類物質(zhì)生活水平的提高，能源的消耗也逐年增長(zhǎng)，能源資源日趨緊張。通常人們習(xí)慣使用以煤碳、石油、天然氣等燃料作為一次能源，由于大量使用這種燃料，在其為人們作功發(fā)揮效能的同時(shí)，也悄悄帶來(lái)一種嚴(yán)重的自然危機(jī)，它把大量廢熱和有毒有害氣體、物質(zhì)向自然環(huán)境中排泄，表現(xiàn)之一是大氣中多少世紀(jì)以來(lái)始終保持平衡的二氧化碳含量在逐年增多。這種平衡是維持自然生存繁榮的必需條件之一，如果任其按目前的趨勢(shì)發(fā)展下去，將在二十一世紀(jì)產(chǎn)生溫室效應(yīng)，其后果會(huì)嚴(yán)重危及人類正常生活。為此，聯(lián)合國(guó)在今年6月召集世界各國(guó)首腦舉行“環(huán)境發(fā)展大會(huì)”，呼吁盡快改善人類賴以生存的地球環(huán)境。況且，上述礦物燃料資源也日趨枯竭，迫使人們孜孜不倦開(kāi)發(fā)新的能源。太陽(yáng)能、地?zé)?、水力、潮汐、風(fēng)力等可以在地球環(huán)境中周而復(fù)始地從自然現(xiàn)象中獲得的可再生能源日益引起人們的重視和開(kāi)發(fā)利用。其中風(fēng)力資源也是一種取之不盡，用之不竭的可再生能源，又沒(méi)有任何污染，因此，近年來(lái)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家十分注重風(fēng)力資源的開(kāi)發(fā)。目前，絕大多數(shù)風(fēng)力裝置都使用類似螺旋漿的風(fēng)動(dòng)力裝置，由于風(fēng)力資源的品位極低，為了獲取一定功率，必須把漿葉的直徑做得很大，并將風(fēng)力裝置架設(shè)到相當(dāng)?shù)母叨龋@樣，勢(shì)必造價(jià)昂貴，維護(hù)使用也不方便。例如，意大利最近研制成功并即將投入試運(yùn)行的“伽瑪-60”巨型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的塔高為66米，葉展60米，比大型直升飛機(jī)的葉展還長(zhǎng)，其制造、使用、維護(hù)的技術(shù)都要求很高。
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)新穎的風(fēng)帆式風(fēng)力動(dòng)力裝置。該發(fā)明把傳統(tǒng)風(fēng)力裝置的漿葉改成平面風(fēng)帆，從而使其受風(fēng)面積大大增加，增加風(fēng)能利用效率，并且，其制造工藝簡(jiǎn)單，使用、維護(hù)也很方便，可在普通中小型機(jī)械工廠制造生產(chǎn)，為推廣應(yīng)用之提供可能和市場(chǎng)。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意如

圖1所示，它包括有風(fēng)帆1、立軸2、聯(lián)軸器6、支架5和發(fā)電機(jī)7。本發(fā)明的受風(fēng)裝置是在立軸2上徑向均勻分布的3～4個(gè)豎式風(fēng)帆1組成的風(fēng)輪，風(fēng)帆1通過(guò)其一側(cè)的軸套3緊固在立軸2上，立軸2下部通過(guò)徑向止推軸承4固定在金屬支架5上，在立軸的下軸端通過(guò)聯(lián)軸器6與發(fā)電機(jī)7或驅(qū)動(dòng)裝置相連，輸出動(dòng)力。風(fēng)帆1是由呈矩形狀的框架9、框架一側(cè)用以將其緊固在立軸2上的軸套3和框架內(nèi)的一排排百葉窗片組件10組成的，其中每個(gè)葉片單件兩端都有一個(gè)銷軸用于鉸裝在框架9內(nèi)，以使葉片能隨銷軸而自由擺動(dòng)。而在框架9的一側(cè)裝有一個(gè)其上與每個(gè)葉片10位置相對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)螺桿11，用以高速每個(gè)葉片的封閉角度。
風(fēng)帆2是靠軸套3安裝在立軸2上并用螺釘緊固的。這種風(fēng)帆使受力面積較之螺旋漿式的漿葉大為增加。在立軸上可以徑向均勻放置3～4個(gè)風(fēng)帆。每個(gè)風(fēng)帆的矩形框架9中的一排排葉片10類似單向閥的閥板一樣，當(dāng)風(fēng)從風(fēng)帆的受力面吹來(lái)時(shí)，此風(fēng)帆上的各個(gè)葉片都處于關(guān)閉位置，風(fēng)帆受風(fēng)吹動(dòng)而繞立軸旋轉(zhuǎn)。當(dāng)風(fēng)帆處于逆風(fēng)向位置時(shí)，此時(shí)葉片都處于開(kāi)啟位置，風(fēng)從風(fēng)帆中的葉片穿透而過(guò)，風(fēng)帆并不受力(或受力很小)。風(fēng)帆上的葉片10通過(guò)其一側(cè)的調(diào)節(jié)螺桿11來(lái)調(diào)整其開(kāi)閉的角度。由于風(fēng)輪上的風(fēng)帆都用同樣方式安裝，因此，不管風(fēng)向來(lái)自何方，風(fēng)帆都順著同一個(gè)方向推動(dòng)立軸旋轉(zhuǎn)，這種動(dòng)能通過(guò)聯(lián)軸器6傳至發(fā)電機(jī)7或驅(qū)動(dòng)裝置，產(chǎn)生電能或輸出動(dòng)力。
本發(fā)明中的風(fēng)帆可以采用另一種結(jié)構(gòu)形式，如圖2所示，即風(fēng)帆1也可以是由在呈矩形框架9上縱橫交叉的鋼絲12組成的網(wǎng)框和在網(wǎng)框上復(fù)蓋的呈魚鱗狀分布的金屬片13組成(圖中只畫了部分金屬片13)，其中每個(gè)金屬薄片13上部?jī)蓚?cè)都有兩個(gè)小圓環(huán)，用以穿掛在網(wǎng)框的鋼絲上，并使金屬薄片13能以此鋼絲12為軸而擺動(dòng)。當(dāng)風(fēng)帆處于逆風(fēng)受力位置時(shí)，空氣流將鱗狀金屬薄片緊貼在鋼絲網(wǎng)框上，使風(fēng)帆處于受力狀態(tài)，當(dāng)風(fēng)帆轉(zhuǎn)向逆風(fēng)位置時(shí)，氣流將鱗片吹開(kāi)，使風(fēng)帆處于透風(fēng)狀態(tài)，風(fēng)帆不受力，其工作原理與前述結(jié)構(gòu)相同。魚鱗狀分布的金屬薄片可以采用鋁合金制造，也可以用若干塊尼龍布或帆布制成帆片固定在網(wǎng)框上(只是在其上端固定)，替代魚鱗狀分布的金屬薄片。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，其風(fēng)帆的計(jì)算不象螺旋漿那樣復(fù)雜，可以很容易地根據(jù)當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)力資源品位、所驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的功率大小而選擇風(fēng)帆的面積，其制造工藝也不困難，造價(jià)比較低廉。由于這種裝置設(shè)備安裝在地面，安裝，使用和維護(hù)都十分方便，也不需要專門的結(jié)構(gòu)支架，大大降低了造價(jià)，而最主要的特點(diǎn)則是受風(fēng)面積比其他任何類型的風(fēng)力裝置的葉片都要大，這樣，即使在風(fēng)力資源很弱的地區(qū)也能安裝本發(fā)明，使風(fēng)力資源得到充分利用。據(jù)計(jì)算，每使用1千瓦小時(shí)風(fēng)力發(fā)電，就相當(dāng)于向大氣中少排放1公斤二氧化碳。本發(fā)明的普及推廣對(duì)于改善人類生存環(huán)境是個(gè)福音。
本發(fā)明主要適用于家庭用的小型風(fēng)力動(dòng)力裝置，故風(fēng)帆不宜做得太大。由風(fēng)帆和立軸制成的風(fēng)輪呈單端支承的結(jié)構(gòu)，如果風(fēng)帆制得較大，或者風(fēng)力資源比較充足的地區(qū)，可以在在風(fēng)輪的立軸上端增加支承，也就是設(shè)立一個(gè)框形的龍門架式金屬結(jié)構(gòu)，以增強(qiáng)風(fēng)帆立軸的剛性和強(qiáng)度，這樣風(fēng)帆的受風(fēng)面積可以做得較大一些，其輸出的動(dòng)力也就更大了。
權(quán)利要求
1.一種可以大面積受風(fēng)的風(fēng)帆式風(fēng)力動(dòng)力裝置，包括有風(fēng)帆、立軸、聯(lián)軸器和發(fā)電機(jī)，其特征在于在立軸上徑向均勻分布的3～4個(gè)豎式風(fēng)帆通過(guò)其一側(cè)的軸套緊固在立軸上，立軸下部通過(guò)徑向止推軸承固定在金屬支架上，在立軸的下軸端通過(guò)聯(lián)軸器與發(fā)電機(jī)或驅(qū)動(dòng)裝置相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)帆式風(fēng)力動(dòng)力裝置，其特征在于風(fēng)帆是由呈矩形的框架、框架一側(cè)用以將其緊固在立軸上的軸套和框架內(nèi)的一排排百葉窗片組件組成，其中每個(gè)葉片單件兩端都有一個(gè)銷軸用以鉸裝在框架內(nèi)，并能隨銷軸而自由擺動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)帆式風(fēng)力動(dòng)力裝置，其特征在于風(fēng)帆框架的一側(cè)裝有一個(gè)其上與每個(gè)葉片位置相對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)螺桿，用以調(diào)整每個(gè)葉片的封閉角度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)帆式風(fēng)力動(dòng)力裝置，其特征在于風(fēng)帆也可以是由在呈矩形的框架上縱橫交叉的鋼絲組成的網(wǎng)框，在網(wǎng)框上復(fù)蓋的呈魚鱗狀分布的金屬薄片組成，其中每個(gè)金屬薄片上部?jī)蓚?cè)都有兩個(gè)小圓環(huán)，用以穿掛在金屬網(wǎng)框的鋼絲上，并使金屬薄片能以此鋼絲為軸而擺動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的風(fēng)帆式風(fēng)力動(dòng)力裝置，其特征在于可以用若干塊尼龍或帆布制成帆片固定在網(wǎng)框上替代魚鱗狀的薄金屬片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)帆式風(fēng)力動(dòng)力裝置，其特征在于可以設(shè)立龍門架式的框架結(jié)構(gòu)，用以支承立軸的上軸端。
全文摘要
一種風(fēng)帆式風(fēng)力動(dòng)力裝置，是在立軸上徑向均勻分布的3～4個(gè)風(fēng)帆組成風(fēng)輪，再通過(guò)立軸下部的徑向止推軸承固定在金屬支架上，立軸的下端部通過(guò)聯(lián)軸器與發(fā)電機(jī)或驅(qū)動(dòng)裝置相連，輸出動(dòng)力。風(fēng)帆呈矩形框架，框架中間可以安裝一排排百葉窗片組件，也可以用鋼絲縱橫交叉構(gòu)成網(wǎng)框和在網(wǎng)絲上穿掛的呈魚鱗狀分布的金屬薄片或若干塊尼龍、帆布組成。本發(fā)明受風(fēng)面積較螺旋槳葉大大增加，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，是利用風(fēng)能的較理想設(shè)備。
文檔編號(hào)F03D3/00GK1085990SQ92112158
公開(kāi)日1994年4月27日 申請(qǐng)日期1992年10月16日 優(yōu)先權(quán)日1992年10月16日
發(fā)明者石行 申請(qǐng)人:北京市西城區(qū)新開(kāi)通用試驗(yàn)廠