[发明专利]立轴双层反向旋转组合式水平活动翼风力机

说明书

技术领域

本发明涉及一种风能利用装置，具体地说就是涉及一种立轴双层反向旋转组合式水平活动翼风力机。

背景技术

风能的开发利用已经日益引起人们的注意，为了进一步提高风能的利用率，从上世纪五十年代人类就开始尝试制造立轴式风力机。但是，尽管人们对立轴式风力机的研究已经持续了半个多世纪，但始终没有突破式的进展。综合各方面的资料，当前公知公用的立轴式风力机存在的不足主要在于：1、受自重的影响，叶片活动不灵。为了减轻叶片的重量，就要采用高科技的材料，从而增加了成本；2、诸多活动关节都暴露在外。这样，不但难以保证润滑，而且极易受雨雪沙尘的侵蚀；3、无限速装置，在强风中难以保证风力机的寿命。

最近从网上查到日本的一家公司研制的船用立轴式垂直翼风力发电机已经在一艘邮轮上开始试运行，这应该是当前最先进的机型了。因为我在2004年申请专利之前曾检索过大量的国内外有关资料，所以不难分析出其工作原理：

既然是垂直翼那就既可能是悬挂式(翼轴在叶片的顶部)也可能是侧轴式。如果是悬挂式的话，就必然要求叶片采用特殊材料制造(美国的风力机销售网就介绍说是采用了碳纤维材料)，肯定就要大大地增加成本费；如果是侧轴式的话，那么每次停机后所保持的状态就不一定是最佳状态，而且其翼轴下端极易堆积污物造成运转不良……

经过比较，我认为我的这台立轴双层反向旋转组合式水平活动翼风力机比日本的垂直翼风力机起码有以下几点长处：

1.我的风力机巧妙地运用了不平衡稳定原理，在保证强度的前提下，完全不必考虑叶片自身重量；

2.我的风力机每次停机后都能自动恢复为最佳待机状态，提高了效率；

3.我的风力机采用了最简单的机械调速装置，可以说除了龙卷风之外能在任何级别的风中工作；

4.我的风力机所有活动关联部件都是密封的，可以保证在任何恶劣的环境中工作；

5.我的风力机是双层反向旋转式，有效地解决了整机扭转问题(这对于船舶来说尤为重要)。

6.我的风力机设计成整机可以平放的形式，这一点对于船舶来说尤为重要。

发明内容

本发明是在本人于2006年5月3日获得授权的《新型立轴式活动翼风力机》实用新型专利(专利号ZL200420096160.2)的基础上进一步改进而成。

本发明的目的是提供一种新型的立轴式风力机。本发明的技术方案是这样实现的：

一种立轴双层反向旋转组合式水平活动翼风力机，主要由支撑装置、叶片等构成，还包括活动翼联动机构、调速机构、主限位装置、辅助限位装置、辅助启动装置和叶轴；其中活动翼联动机构设置于支撑装置主体内，主限位装置安装于联动齿轮箱的内壁上，辅助限位装置安装于上叶片的尾部以及上下两叶片的前端，调速装置位于叶轴和联动齿轮之间，辅助启动装置设置于支撑装置的主体上。

所述支撑装置主体为圆筒，其主体外圆上分布四组支撑叶轴的悬臂，悬臂内装有轴瓦与叶轴滑动配合，悬臂外端装有与叶轴配合的密封圈。

所述活动翼联动机构中的活动翼叶轴与联动齿轮以花键相关联，每组组合翼有两个叶片，可以灵活地开合，而且左右对称的两组翼也能够相互联动，并作出相反的动作——即当顺风翼的两叶片的夹角由90°张开为180°时，相对应的逆风翼的两叶片的夹角同时由90°闭合为0°。为避免恶劣的自然条件对本机的影响，所述风力机所有需要润滑的部件都密封在支撑装置内。

所述调速机构为叶轴与联动齿轮相关联的花键，辅助限位机构安装在每个叶片的前端和上叶片的尾部，辅助启动装置是由风向标、风向标立轴、滚珠轴承、密封圈、滚轮、拨杆等部件组成。

本发明较之现有的技术具有的优点为：1)采用了不稳定平衡原理，只要左右对应的两个叶片的重量相同，活动翼就可以灵活开合，提高了风力机的效率，降低了制造成本；2)采用了简单的机械调速方式，保证本发明在强风中能正常工作，提高了风力机的寿命；3)停机后能自动恢复并保持最佳待机状态，同时又设置了辅助启动装置，降低了启动风速的要求，提高了弱风利用率；4)本发明巧妙地将两个转向不同的风力机安装在一起并同时驱动同一台设备，解决了基础设施的受力问题，特别适用于船舶。5)结构简单合理，充分考虑到加工工艺和安装工艺，适合工业化生产。

附图说明

图1为整机外观示意图

图2为总装示意图

图3为上层支撑装置内的联动、限速部分的立体示意图

图4为下层支撑装置内的联动部分的立体示意图

图5为动力输出部分的立体示意图

图6、7为辅助启动装置的原理图