專利名稱：垂直軸半活動(dòng)半固定組合型葉片的風(fēng)車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)車。
背景技術(shù)：
由于風(fēng)力機(jī)(風(fēng)車)將風(fēng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的主要部件是受風(fēng)力作用而旋 轉(zhuǎn)的風(fēng)輪，因此，風(fēng)力機(jī)依風(fēng)輪的結(jié)構(gòu)及其在氣流中的位置大體上可分為兩 大類 一類為水平軸風(fēng)力機(jī)； 一類為垂直軸風(fēng)力機(jī)。水平軸風(fēng)力機(jī)是目前研
制最多，最常見的一種風(fēng)力機(jī)，也是技術(shù)最成熟的一種風(fēng)力機(jī)。水平軸風(fēng)力 機(jī)的風(fēng)輪圍繞一個(gè)水平軸旋轉(zhuǎn)，工作時(shí)，風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)平面與風(fēng)向垂直。風(fēng)輪
上的葉片是徑向安置的，與旋轉(zhuǎn)軸相垂直，并與風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)平面成一角度cb
(安裝角)。水平軸風(fēng)力機(jī)盡管應(yīng)用最為廣泛，但也存在一些技術(shù)問題，如維 修困難、必須具備對(duì)風(fēng)裝置、制造成本高等。
垂直軸風(fēng)力機(jī)是另一種風(fēng)力機(jī)，可分為兩個(gè)主要類別 一類是利用空氣
動(dòng)力的阻力作功(阻力型)，典型的結(jié)構(gòu)是Savoriius式風(fēng)輪。它由兩個(gè)軸線 錯(cuò)開的半圓柱形葉片組成，其優(yōu)點(diǎn)是啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大。缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)速慢，風(fēng)能利 用率較低，用于發(fā)電缺乏競爭力；另一類是利用翼型的升力作功(升力型)， 最典型的是Darrieus型風(fēng)力機(jī)。這種垂直軸風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)較Savonius式風(fēng)輪的 風(fēng)能的利用率較高，能夠高轉(zhuǎn)速運(yùn)行，但其起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小，在小風(fēng)速下一般 很難實(shí)現(xiàn)自啟動(dòng)。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是為解決現(xiàn)有"阻力型"風(fēng)車存在的轉(zhuǎn)速慢，風(fēng)能利 用率較低，用于發(fā)電缺乏競爭力；"升力型"風(fēng)車存在的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小，在小 風(fēng)速下一般很難實(shí)現(xiàn)自啟動(dòng)的問題，提供一種垂直軸半活動(dòng)半固定組合型葉 片的風(fēng)車。本實(shí)用新型包含中心軸、上法蘭盤、下法蘭盤、底座、螺桿、固 定螺釘、上法蘭軸承、下法蘭軸承、軸承座和二至六個(gè)組合葉片裝置，中心 軸的下端設(shè)置在底座內(nèi)且由固定螺釘將中心軸和底座連接為一體，中心軸的 中段設(shè)有臺(tái)肩，上法蘭軸承和下法蘭軸承均設(shè)置在軸承座內(nèi)且連同軸承座套設(shè)在中心軸上，下法蘭軸承設(shè)置在中心軸的臺(tái)肩的上部，上法蘭盤設(shè)置在軸 承座的上側(cè)，下法蘭盤設(shè)置在軸承座的下側(cè)，上法蘭盤和下法蘭盤之間連接
有螺桿，二至六個(gè)組合葉片裝置均勻固定在上法蘭盤和下法蘭盤的外側(cè)面上; 每個(gè)組合葉片裝置均由固定葉片、兩個(gè)固定軸端蓋、活動(dòng)葉片、框架、葉片 固定軸、葉片活動(dòng)軸、下彎板、上彎板、兩個(gè)滾動(dòng)軸承、兩個(gè)軸承端蓋組成， 下彎板和上彎板均固定在框架的內(nèi)側(cè)面上，下彎板與下法蘭盤固定連接，上 彎板與上法蘭盤固定連接，兩個(gè)固定軸端蓋分別固定在框架外端的上側(cè)和下 側(cè)，兩個(gè)固定軸端蓋的封閉端各固定有一個(gè)軸承端蓋，每個(gè)固定軸端蓋內(nèi)設(shè) 有一個(gè)滾動(dòng)軸承，葉片固定軸的兩端均與一個(gè)固定軸端蓋固定連接，葉片活 動(dòng)軸的上下兩端分別設(shè)置在一個(gè)滾動(dòng)軸承內(nèi)，，葉片固定軸和葉片活動(dòng)軸形成 旋轉(zhuǎn)副，固定葉片與葉片固定軸相連接，活動(dòng)葉片與葉片活動(dòng)軸相連接。
本實(shí)用新型中的垂直軸風(fēng)車可以在較小的風(fēng)速下，實(shí)現(xiàn)自啟動(dòng)。并且有 較高的風(fēng)能利用率。活動(dòng)葉片可以繞著葉片活動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，與固定葉片開閉合。 當(dāng)活動(dòng)葉片和固定葉片閉合時(shí)，成為了一個(gè)整體的翼型葉片。當(dāng)風(fēng)車啟動(dòng)時(shí) 或風(fēng)速較小時(shí)，風(fēng)車的轉(zhuǎn)速較低，適合以空氣阻力做功，其優(yōu)點(diǎn)是彌補(bǔ)了升 力型在低風(fēng)速時(shí)啟動(dòng)能力差、風(fēng)能利用率低的不足；而當(dāng)風(fēng)車轉(zhuǎn)速達(dá)到某一 值后，阻力型轉(zhuǎn)變?yōu)樯π?，使轉(zhuǎn)速進(jìn)一步升高至額定值，從而彌補(bǔ)了阻力 型風(fēng)車轉(zhuǎn)速比小、難以實(shí)現(xiàn)大功率的不足。本實(shí)用新型能夠在較低的風(fēng)速下 實(shí)現(xiàn)自啟動(dòng)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，實(shí)現(xiàn)最大限度的利用風(fēng)能，且風(fēng)車造價(jià)低廉， 能制成大、中、小型風(fēng)力機(jī)。由于以上這些技術(shù)特征，致使本實(shí)用新型具有 較高的風(fēng)能轉(zhuǎn)化效率，在與其他類型風(fēng)車同等使用條件下，獲得同等動(dòng)能時(shí)， 本實(shí)用新型可以體積變小，由此可帶來制造成本的降低，也方便了安裝和維 修。


圖1是本實(shí)用新型垂直軸半活動(dòng)半固定葉片風(fēng)車的主視圖，圖2是本實(shí) 用新型垂直軸半活動(dòng)半固定葉片風(fēng)車的俯視圖，圖3是風(fēng)車中的半活動(dòng)半固 定葉片中的活動(dòng)葉片3和固定葉片1的連接結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是固定葉片1 與葉片固定軸8的連接結(jié)構(gòu)剖視圖，圖5是活動(dòng)葉片3與葉片活動(dòng)軸9的連 接結(jié)構(gòu)剖視圖，圖6是圖1中的C處放大圖。
具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式
一(參見圖1~圖6)本實(shí)施方式包含中心軸5、上法蘭盤 6、下法蘭盤7、底座IO、螺桿17、固定螺釘18、上法蘭軸承19、下法蘭軸 承20、軸承座22和二至六個(gè)組合葉片裝置，中心軸5的下端設(shè)置在底座10 內(nèi)且由固定螺釘18將中心軸5和底座10連接為一體，中心軸5的中段設(shè)有 臺(tái)肩23，上法蘭軸承19和下法蘭軸承20均設(shè)置在軸承座22內(nèi)且連同軸承 座22套設(shè)在中心軸5上，下法蘭軸承20設(shè)置在中心軸5的臺(tái)肩23的上部， 上法蘭盤6設(shè)置在軸承座22的上側(cè)，下法蘭盤7設(shè)置在軸承座22的下側(cè)， 上法蘭盤6和下法蘭盤7之間連接有螺桿17， 二至六個(gè)組合葉片裝置均勻固 定在上法蘭盤6和下法蘭盤7的外側(cè)面上；每個(gè)組合葉片裝置均由固定葉片 1、兩個(gè)固定軸端蓋2、活動(dòng)葉片3、框架4、葉片固定軸8、葉片活動(dòng)軸9、 下彎板11、上彎板12、兩個(gè)滾動(dòng)軸承13、兩個(gè)軸承端蓋15組成，下彎板11 和上彎板12均固定在框架4的內(nèi)側(cè)面上，下彎板11與下法蘭盤7固定連接， 上彎板12與上法蘭盤6固定連接，兩個(gè)固定軸端蓋2分別固定在框架4外端 的上側(cè)和下側(cè)，兩個(gè)固定軸端蓋2的封閉端各固定有一個(gè)軸承端蓋15，每個(gè) 固定軸端蓋2內(nèi)設(shè)有一個(gè)滾動(dòng)軸承13，葉片固定軸8的兩端均與一個(gè)固定軸 端蓋2固定連接，葉片活動(dòng)軸9的上下兩端分別設(shè)置在一個(gè)滾動(dòng)軸承13內(nèi)，， 葉片固定軸8和葉片活動(dòng)軸9形成旋轉(zhuǎn)副，固定葉片1與葉片固定軸8相連 接，活動(dòng)葉片3與葉片活動(dòng)軸9相連接。
具體實(shí)施方式
二(參見圖2 圖4)本實(shí)施方式增加了緩沖墊片21，緩 沖墊片21固定在固定葉片1上。增加的緩沖墊片21是為了當(dāng)活動(dòng)葉片3和 固定葉片l進(jìn)行閉合動(dòng)作的時(shí)候，起緩沖作用，保護(hù)活動(dòng)葉片3和固定葉片 1。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三(參見圖1)本實(shí)施方式增加了軸套14和法蘭軸套連 接器16，法蘭軸套連接器16套設(shè)在中心軸5上，法蘭軸套連接器16的下端 與上法蘭盤6固定連接，軸套14套設(shè)在中心軸5上，軸套14的下端與法蘭 軸套連接器16的上端固定連接。本實(shí)施方式使上法蘭盤6、下法蘭盤7、上 法蘭軸承19、下法蘭軸承20和軸套14形成一旋轉(zhuǎn)副，有利于風(fēng)車的平穩(wěn)旋 轉(zhuǎn)。其它與具體實(shí)施方式
二相同.具體實(shí)施方式
四(參見圖2、圖3)本實(shí)施方式的固定葉片1的長度小 于活動(dòng)葉片3的長度。這樣設(shè)計(jì)的結(jié)果是為了使在實(shí)際風(fēng)場下，活動(dòng)葉片3 更容易進(jìn)行開閉合動(dòng)作。其它與具體實(shí)施方式
三相同。
具體實(shí)施方式
五(參見圖2、圖3)本實(shí)施方式固定葉片l和活動(dòng)葉片 3之間開合的角度《90度。其它與具體實(shí)施方式
四相同。
具體實(shí)施方式
六(參見圖1)本實(shí)施方式的上法蘭軸承19和下法蘭軸
承20均為角接觸軸承。采用角接觸軸承，既能承受軸向力，也能承受徑向力。 風(fēng)車在啟動(dòng)時(shí)，主要是在活動(dòng)葉片所產(chǎn)生的阻力型驅(qū)動(dòng)力作用下旋轉(zhuǎn)。即在 迎風(fēng)邊，活動(dòng)葉片處于打開狀態(tài)，產(chǎn)生阻力型驅(qū)動(dòng)力；而在阻風(fēng)邊，活動(dòng)葉 片則一直處于閉合狀態(tài)，使風(fēng)阻最小。當(dāng)風(fēng)車轉(zhuǎn)速升高到一定值后，活動(dòng)葉 片在離心力和風(fēng)阻作用下，與固定葉片貼合，不再產(chǎn)生阻力型驅(qū)動(dòng)力。在固 定葉片所產(chǎn)生的升力驅(qū)動(dòng)下，風(fēng)車轉(zhuǎn)速進(jìn)一步提高至工作轉(zhuǎn)速。其它與具體 實(shí)施方式五相同。
具體實(shí)施方式
七(參見圖l)本實(shí)施方式的組合葉片裝置由兩個(gè)組成，
兩個(gè)組合葉片裝置對(duì)稱設(shè)置。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
八(參見圖l)本實(shí)施方式的組合葉片裝置由三個(gè)組成， 三個(gè)組合葉片裝置呈等邊三角形設(shè)置。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
九(參見圖l)本實(shí)施方式的組合葉片裝置由四個(gè)組成， 四個(gè)組合葉片裝置呈十字形設(shè)置。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
在風(fēng)車?yán)@中心軸5旋轉(zhuǎn)速度低于規(guī)定的圓周速度時(shí)，活動(dòng)葉片3進(jìn)行開 閉合動(dòng)作，而且當(dāng)風(fēng)車?yán)@中心軸5旋轉(zhuǎn)速度高于規(guī)定的圓周速度時(shí)，活動(dòng)葉 片3只處于閉合狀態(tài)，不進(jìn)行開閉合動(dòng)作。當(dāng)風(fēng)車轉(zhuǎn)速達(dá)到某一值后，阻力
型轉(zhuǎn)變?yōu)樯π停罐D(zhuǎn)速進(jìn)一步升高至額定值，從而彌補(bǔ)了阻力型風(fēng)車轉(zhuǎn)速 比小、難以實(shí)現(xiàn)大功率的不足。本實(shí)用新型中的這種結(jié)構(gòu)就可以達(dá)到了阻力 型風(fēng)車和升力型風(fēng)車結(jié)構(gòu)切換目的。
權(quán)利要求1、一種垂直軸半活動(dòng)半固定組合型葉片的風(fēng)車，它包含中心軸(5)、上法蘭盤(6)、下法蘭盤(7)、底座(10)、螺桿(17)、固定螺釘(18)、上法蘭軸承(19)、下法蘭軸承(20)、軸承座(22)和二至六個(gè)組合葉片裝置，中心軸(5)的下端設(shè)置在底座(10)內(nèi)且由固定螺釘(18)將中心軸(5)和底座(10)連接為一體，中心軸(5)的中段設(shè)有臺(tái)肩(23)，上法蘭軸承(19)和下法蘭軸承(20)均設(shè)置在軸承座(22)內(nèi)且連同軸承座(22)套設(shè)在中心軸(5)上，下法蘭軸承(20)設(shè)置在中心軸(5)的臺(tái)肩(23)的上部，上法蘭盤(6)設(shè)置在軸承座(22)的上側(cè)，下法蘭盤(7)設(shè)置在軸承座(22)的下側(cè)，上法蘭盤(6)和下法蘭盤(7)之間連接有螺桿(17)，二至六個(gè)組合葉片裝置均勻固定在上法蘭盤(6)和下法蘭盤(7)的外側(cè)面上；其特征在于每個(gè)組合葉片裝置均由固定葉片(1)、兩個(gè)固定軸端蓋(2)、活動(dòng)葉片(3)、框架(4)、葉片固定軸(8)、葉片活動(dòng)軸(9)、下彎板(11)、上彎板(12)、兩個(gè)滾動(dòng)軸承(13)和兩個(gè)軸承端蓋(15)組成，下彎板(11)和上彎板(12)均固定在框架(4)的內(nèi)側(cè)面上，下彎板(11)與下法蘭盤(7)固定連接，上彎板(12)與上法蘭盤(6)固定連接，兩個(gè)固定軸端蓋(2)分別固定在框架(4)外端的上側(cè)和下側(cè)，兩個(gè)固定軸端蓋(2)的封閉端各固定有一個(gè)軸承端蓋(15)，每個(gè)固定軸端蓋(2)內(nèi)設(shè)有一個(gè)滾動(dòng)軸承(13)，葉片固定軸(8)的兩端均與一個(gè)固定軸端蓋(2)固定連接，葉片活動(dòng)軸(9)的上下兩端分別設(shè)置在一個(gè)滾動(dòng)軸承(13)內(nèi)，葉片固定軸(8)和葉片活動(dòng)軸(9)形成旋轉(zhuǎn)副，固定葉片(1)與葉片固定軸(8)相連接，活動(dòng)葉片(3)與葉片活動(dòng)軸(9)相連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直軸半活動(dòng)半固定組合型葉片的風(fēng)車，其特 征在于它還包含緩沖墊片(21)，緩沖墊片(21)固定在固定葉片(1)上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的垂直軸半活動(dòng)半固定組合型葉片的風(fēng)車，其特 征在于它還包含軸套(14)和法蘭軸套連接器(16)，法蘭軸套連接器(16) 套設(shè)在中心軸(5)上，法蘭軸套連接器(16)的下端與上法蘭盤(6)固定 連接，軸套(14)套設(shè)在中心軸(5)上，軸套(14)的下端與法蘭軸套連接 器(16)的上端固定連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的垂直軸半活動(dòng)半固定組合型葉片的風(fēng)車，其特 征在于固定葉片(1)的長度小于活動(dòng)葉片(3)的長度。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的垂直軸半活動(dòng)半固定組合型葉片的風(fēng)車，其特 征在于固定葉片(1)和活動(dòng)葉片(3)之間開合的角度《90度。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的垂直軸半活動(dòng)半固定組合型葉片的風(fēng)車，其特 征在于上法蘭軸承(19)和下法蘭軸承(20)均為角接觸軸承。
專利摘要垂直軸半活動(dòng)半固定組合型葉片的風(fēng)車，它涉及一種風(fēng)車。本實(shí)用新型的目的是為解決現(xiàn)有阻力型風(fēng)車存在的轉(zhuǎn)速慢，風(fēng)能利用率較低；升力型風(fēng)車存在的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小，在小風(fēng)速下一般很難實(shí)現(xiàn)自啟動(dòng)的問題。本實(shí)用新型葉片固定軸的兩端均與一個(gè)固定軸端蓋固定連接，葉片活動(dòng)軸的上下兩端分別設(shè)置在一個(gè)滾動(dòng)軸承內(nèi)，葉片固定軸和葉片活動(dòng)軸形成旋轉(zhuǎn)副，固定葉片與葉片固定軸相連接，活動(dòng)葉片與葉片活動(dòng)軸相連接。本實(shí)用新型活動(dòng)葉片繞著葉片活動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)與固定葉片開閉合。當(dāng)活動(dòng)葉片和固定葉片閉合時(shí)。成為了一個(gè)整體的翼型葉片。當(dāng)風(fēng)車啟動(dòng)或風(fēng)速較小時(shí)，風(fēng)車的轉(zhuǎn)速較低，適合以空氣阻力做功，彌補(bǔ)了升力型在低風(fēng)速時(shí)啟動(dòng)能力差、風(fēng)能利用率低的不足。
文檔編號(hào)F03D3/00GK201255077SQ20082009113
公開日2009年6月10日 申請(qǐng)日期2008年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月17日
發(fā)明者代漢達(dá), 曲建俊, 虎 陳 申請(qǐng)人:曲建俊