[发明专利]一种单向转门式风动力装置

说明书

一种单向转门式风动力装置，它属于风力发电设备，用于风力与机械能之间的转换。特别适于在弱风下使用。

风力资源是一种有广泛利用前景的能量资源。特别是在如沙漠、高山、海岛等电网不易覆盖的地方，利用风力发电是时分重要的。但是现在的风动力装置多是采用螺旋桨型卧式装置或打蛋器式的竖式装置。这两种装置的工作效率主要是靠桨叶剖面型状来得到，设计制造都很困难，而且对于单位尺度的理论效率也不高。为得到较大功率时，装置结构尺寸很大。

本发明的目的是发明一种单向转门式风动力装置，它的叶片结构简单，理论工作效率高，并且对设计制造精度不敏感。

本发明如附图1所示，它有输出轴1、转子框架2、转子框架上支承轴承3、转子框架下支承轴承4，其特征在于：转子框架2围绕输出轴1有多个，在每一个转子框架2的中部有一个可相对转动的门叶5，在门叶5下部与转子框架2下沿连接处有门叶下支承轴承6，在门叶5上部与转子框架2上沿连接处有门叶上支承轴承7，在转子框架2上与门叶5配合处装有使门叶5只能在转子框架2一边的180°范围内活动的限位器8。

附图1是本发明的结构示意图。

附图2是本发明顶视剖视图。箭头的方向为风向，A半圆为顺风半圆，B半圆为逆风半圆。

附图3是本发明的一种挡块式限位器结构示意图。

本发明的工作原理如下：

门叶5在转子框架2中的角度位置由该转子框架2相对于风向的转角而定，在该转子框架2转到相应顺风位置时，该转子框架2上的门叶5在风压作用下转到与转子框架2平行的位置，并被限位器8锁定，处于最大迎风面积位置。如附图2所示位置A状态。而当滚转子框架2转到相应逆风位置时，该转子框架2上的门叶5在风压作用下转到与风向平行而与转子框架2成一定角度的位置，处于最小迎风面积位置，如附图2所示位置B状态。由于门叶5在顺风位置的迎风面积与逆风位置的迎风面积不相等。因而在两边的受力也不相等，产生一个使转框架2绕输出轴1旋转的力矩，此力矩就为输出做功力矩。门叶5与转子框架2之间的位置，是由风向自动确定。

本发明使用在转子框架上设置可转门叶的方法，使转子框架在处于顺风半周时，门叶有最大的受风面积，作用的风压力最大。而转子框架在处于逆风的半周时，门叶自动处于最小受风面积位置，作用的风压力最小。因而产生风力不平衡，带动转子旋转以把风能转换成机械能输出，达到风能转换成机械能的目的。由于在顺风半周时门叶是利用风作用在其上的正压力，与现在已有风扇叶片不同，不是利用其特殊的剖面形状来产生升力。因而门叶的形状精度要求很低，与转换效率基本无关，大大简化了门叶的结构，并使其制造简单。由于在转子框架处于逆风半周时，门叶上只有很小的一点磨擦力，因而它的理论风能利用可以有整个转子受风面积一半，因而理论风能利用率可以接近50％。

在本发明中，转子上的转子框架2的数目可以是两个、三个、四个或更多个，转子框架2应均匀布置。转子框架2的数目以3个为好，数目太多并不能显著增加效率。而且转子框架2的数目不能多于使门叶5的转动受到限制的数目。

在本发明中，限位器8可以是在转子框架2边沿上的一个挡块，如附图3所示。它的结构简单，作用力小。限位器8也可以是在转子框架2与门叶5之间连接的门叶下、上支承轴承6、7处装有的扭转限位器。扭转限位器中装有扭转弹簧缓冲，以减小门叶5转到极限位置时的冲击。