CN201851268U

CN201851268U - 万向风力机

Info

Publication number: CN201851268U
Application number: CN2010206164318U
Authority: CN
Inventors: 孙克恂; 孙晓红
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-11-19
Filing date: 2010-11-19
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2020-11-19

Abstract

本实用新型属于机械技术领域，具体涉及一种万向风力机。它包括主轴，主轴上安装有叶片和主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮联结；所述主轴为空心结构，其内设有空心的立柱，主轴通过滚珠轴承与立柱联结；立柱的底部设有底座，主轴与立柱底座之间设有止推轴承；主轴上部通过单向弹力斜齿与用于安装叶片的轮廓咬合；在轮廓的外围固连有六个均匀分布的纵向的框架，每个框架内铰接有均只能朝同一个方向开启的门框，门框的左、右、下方设有凹槽，所述叶片由门框顶部插入门框的凹槽中；主动齿轮安装于框架之下的主轴上。本实用新型对于任何方向的来风主轴都朝向一个方向转，并且结构简单，性能稳定、高效，启动容易，调控方便，适用范围广。

Description

万向风力机

技术领域

本实用新型属于机械技术领域，具体涉及一种万向风力机。

背景技术

风，是地球上经常发生的一种自然现象，同时，风，也是一种零代价、无污染的能源。因此，当前风力发电在许多国家得到了迅速的发展，这些国家分别是：荷兰、芬兰、德国、日本、中国（含台湾）。据有关资料介绍，中国的某些风力发电机已开创了中国及欧洲风电制造业的新纪元，某些产品是世界上独一无二的。然而，即使是目前一流的风机仍然存在着以下几点缺陷：（1）体形庞大，质量重。（2）这种“庞然大物”安装难度大，维修困难，占地面积、空间大，搬迁困难。（3）尽管体积庞大，但采风能效率低；因为几个叶片接触风流能量不足吹过风机轮廓总流量的4%，96%的风流能量从几个叶片之外的空域流失，而且，这4%与叶面接触的风流并不直接推动风轮旋转，要靠与叶片斜面滑动摩擦产生的切向力使风轮旋转，而这种切向力能量又约占滑过叶面总量的10%左右，因此，这种风机采集到的有效风流能量只占总流量的0.4%左右，还有总能量的4%被摩擦力及抗摇摆力消耗。（4）某些风机如遇风向变化，必需启动“偏航系统”变桨驱动，既麻烦，且耗能。（5）启动难，有的风机启动风速必需超过4米/秒。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术所存在的上述缺陷，提供一种结构简单、采风能效率高的万向风力机。

本实用新型是通过如下的技术方案来实现上述目的的：该万向风力机，包括主轴，主轴上安装有叶片和主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮联结；所述主轴为空心结构，其内设有空心的立柱，主轴通过滚珠轴承与立柱联结；立柱的底部设有底座，主轴与立柱底座之间设有止推轴承；主轴上部通过单向弹力斜齿与用于安装叶片的轮廓咬合；在轮廓的外围固连有六个均匀分布的纵向的框架，每个框架内铰接有均只能朝同一个方向开启的门框，门框的左、右、下方设有凹槽，所述叶片由门框顶部插入门框的凹槽中；主动齿轮安装于框架之下的主轴上。

更进一步，在位于主动齿轮之下的主轴上设置有一个蓄能机构；所述蓄能机构包括一个套装于主轴上的平衡轮，平衡轮是一个金属圆盘，在平衡轮之外还套置有蓄能环；蓄能环的外壳由金属或塑料制成，外壳内注入清水，在蓄能环底部铺设有钢轨，钢轨的凹槽内放置硬质钢球以支撑蓄能环；在平衡轮外圆周及蓄能环的内圆周上设置有若干对应的槽孔，在平衡轮的槽内设置有被弹簧扣住的离心销，当平衡轮的旋转速度超过一定值时，离心销被甩出，插入到蓄能环的槽孔内；蓄能环的个数或为一个或为一个以上，各蓄能环之间是一环套一环，其间也设置有与平衡轮和蓄能环一样的槽孔和离心销。

所述框架或为十二个或为二十四个。

本实用新型的风机对于任何方向的来风主轴都朝向一个方向转，采风效率是当今世界最先进风机的100倍，而相同功率单机造价仅为世界最先进风机的1%。具体具有如下优点：

（1）性能稳定、高效。本实用新型的风机能采收进入风机轮廓总风量的48%，另有48%从活动门框中流失，消耗在摩擦及抗摇晃的占4%。因有多层蓄能环调控能量，无论大、中、小型风机都能稳定运行。

（2）适用范围广。可做成大、中、小型或微型系列，用于发电、机器动力、车船动力、民用微型发电或机械加工等行业。

（3）启动容易。因为结构简单、轻巧灵活，1米/秒的风速即可启动。

（4）调控方便，适用任何地域。在多风地区，或少风地区遇上多风季节，可少装叶片。在少风地区或多风地区遇上少风季节，可多装叶片。这是宏观调控，靠人力操作。微观调控由蓄能环自动完成。

（5）效率、成本比较。本发明万向风力机采风效率48%，而目前同类产品的采风效率0.4%，效率比是：120倍。

附图说明

图1是本实用新型实施例的主视图。

图2是本实用新型实施例的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的描述。

参见图1和图2，本实施例包括空心结构的主轴1，主轴1通过滚珠轴承3与空心的立柱2联结；立柱2的底部设有底座4，主轴1与立柱底座4之间设有止推轴承5；立柱底座4通过地脚螺栓6固定。主轴1的上部通过单向弹力斜齿与用于安装叶片的轮廓咬合，轮廓可带动主轴旋转，而主轴不能带动轮廓旋转。由图2可见，在轮廓的外围固连有六个均匀分布的框架7，每个框架7内铰接有均只能朝同一个方向开启的门框8，门框8的左、右、下方设有凹槽，叶片9由门框8顶部插入门框8的凹槽中，这样，增、减或更换叶片时就从门框顶上插入或拔出。风机的叶片采用优质材料做成，叶片装入门框后，风从正向吹来时，门紧闭，来风推动叶片使风机轮廓带动主轴旋转；风从反向吹来时，装有叶片的门框无阻尼敞开，风流通过，不作功。这样，风机接收任何方向来风或运行中风向作任何方向改变时，轮廓都只朝一个方向旋转。

由图1可见，主动齿轮10安装于框架7之下的主轴1上，主动齿轮10与从动齿轮11联结。因此，主动齿轮与从动齿轮配合将能量传送到发电机或其他受体。也可把立柱设计为磁性定子，在主轴上设置绕组作为转子直接发电，做成风能电机。

由图1还可见，在位于主动齿轮10之下的主轴1上设置有一个蓄能机构。蓄能机构包括一个套装于主轴1上的平衡轮12，平衡轮12是一个金属圆盘，对风机运行起平衡、稳定作用。平衡轮12之外还套置有蓄能环13，蓄能环13的外壳由金属制成，外壳内注入清水，无污染，成本低。在蓄能环底部铺设有钢轨，钢轨的凹槽内放置硬质钢球以支撑蓄能环，摩擦系数小，耗能不多。在平衡轮12外圆周及蓄能环13的内圆周上设置有对应的槽孔，在平衡轮12的槽内设置有被弹簧扣住的离心销15。本实施例的蓄能环的个数为二个，蓄能环13与蓄能环14之间是一环套一环，都是包围主轴的同心圆环，其间也设有与平衡轮12和蓄能环13一样的槽孔和离心销。当风机转速超过额定值时，平衡轮12内被弹簧扣住的离心销15因离心力甩出，插入到蓄能环13预留的槽孔中，带动蓄能环13旋转，把多余能量储存在到蓄能环13中。当风速再增大时，第一个蓄能环13内也有被离心力甩出的离心销插入到第二个更大的蓄能环14的槽孔中，这时，风机带动两个蓄能环旋转，可储蓄更多的能量。若是台风季节，需要多储风能，以备发电机长时间运转，可设置更多的蓄能环。配置了蓄能环的风力发电机，可保持大风时不飞车，小风时不停车。无风时，因为蓄能环把所储能量反馈给主轴，还能使发电机运行，达到无风发电。

Claims

1.一种万向风力机，包括主轴，主轴上安装有叶片和主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮联结；其特征在于：所述主轴为空心结构，其内设有空心的立柱，主轴通过滚珠轴承与立柱联结；立柱的底部设有底座，主轴与立柱底座之间设有止推轴承；主轴上部通过单向弹力斜齿与用于安装叶片的轮廓咬合；在轮廓的外围固连有六个均匀分布的纵向的框架，每个框架内铰接有均只能朝同一个方向开启的门框，门框的左、右、下方设有凹槽，所述叶片由门框顶部插入门框的凹槽中；主动齿轮安装于框架之下的主轴上。

2.根据权利要求1所述的万向风力机，其特征在于：在位于主动齿轮之下的主轴上设置有一个蓄能机构；所述蓄能机构包括一个套装于主轴上的平衡轮，平衡轮是一个金属圆盘，在平衡轮之外还套置有蓄能环；蓄能环的外壳由金属或塑料制成，外壳内注入清水，在蓄能环底部铺设有钢轨，钢轨的凹槽内放置硬质钢球以支撑蓄能环；在平衡轮外圆周及蓄能环的内圆周上设置有若干对应的槽孔，在平衡轮的槽内设置有被弹簧扣住的离心销，当平衡轮的旋转速度超过一定值时，离心销被甩出，插入到蓄能环的槽孔内；蓄能环的个数或为一个或为一个以上，各蓄能环之间是一环套一环，其间也设置有与平衡轮和蓄能环一样的槽孔和离心销。

3.根据权利要求1或2所述的万向风力机，其特征在于：所述框架或为十二个或为二十四个。