专利名称：立轴巨能及聚能风力提水机组的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种新型立轴风力提水机组，尤其是釆用对风导轨盘控制结构实现空前巨能 出力能力设计的立轴风力提水机组及由其串联形成的聚能机组。
背景技术：
目前采用的风力提水设备多数是采用水平轴叶桨迎风旋转式风力机作为提水动力，但其 单机采风面积与出力能力较低，出力控制与对风控制较困难，难于满足提水需求与巨能设计 需求。
立轴风力机组具有其它类型风力机形态无法替代的可满足风力提水单机灵活设置要求 的独特优势，其结构简单，立点单一，塔架高度利用充分。但是现有类型的立轴式风力机均 难于实现巨能设计，因此难于形成巨大效益应用，难于满足巨能建设应用需求目标，更没有 将其形成串联联合设置的形态设计。
现有的立轴风力机难于实现巨能出力能力设计的主要原因是:其围绕立轴旋转的旋转风 力板没有风力方向的确定设计，均是采用类似气象台测风用的勺形、A形等顺风与逆风方向 配合旋转的结构，使其迎风一边的出力大于逆风回转一边的出力，从而形成无论任何迎风方 向的全风向转动，但其逆风回转一侧同样具有较大的迎风阻力，因此其能实现回转的条件只 因没有带上负荷或是携带很小，其可用于电灯照明等微小发电需求领域采用。
还有的是采用在围绕立轴旋转风力板上排列叶片，在其迎风时形成逆风封闭状态，到达 顺风面一侧自然被吹起的设计，但是其形态笨重，风力不大时难于用风力吹起回转一侧的叶 片，其主动控制能力不高，使其难于有效应用。
还有的立轴风力机是通过在立轴内部设置的机械驱动旋转的装置设计，实现旋转风力板 上排列叶片一侧封闭与另外一侧开启的循环，但是其在相同高度平面内只能实现由2个旋转
风力板形成一字对称型的设计，难于形成对3-8个旋转风力板同时进行驱动，而4-8个旋转 风力板的共同设计是高效充分采风实现巨能出力设计的必要条件。
发明内容
本发明的目的是提供一种全新结构与作用方式的立轴风力提水机组——立轴巨能风力 提水机组与立轴聚能风力提水机组(专利名称合并简称立轴巨能及聚能风力提水机组)，
其立轴巨能风力提水机组可实现立轴风力机巨大出力能力设计且可形成梯级出力能力和与
风力变化的适应性调控;其立轴聚能风力提水机组可将多个立轴巨能风力机联合实现共同聚
能出力的一体化设计，并且由立轴巨能风力机或立轴聚能风力机组与1个提水机具或是与若 干个提水机具配合系统共同形成。
其立轴巨能风力提水机的结构包括在立轴巨能风力机的中部设置立轴，立轴的下部可 同时视作机组的塔架，因此立轴与塔架可实现一体化设计，在立轴的上部设有围绕其旋转的 旋转风力板，其多数采用3-4个旋转风力板均匀分布于立轴的周边，大直径机组采用5-8 个或更多个均匀分布形态的旋转风力板，在各个旋转风力板上排列设置众多个可通过推拉方 式一同实现折叠与伸展或旋转展开与旋转顺风等周期性交替动作方式变化的迎风逆变板,其 多数采用纵向排列设计， 一些情况采用横向设计；其对于超长旋转风力板的支撑强化方式选 择通过在立轴上部设置的斜拉绳的配合实现或在上中下部通过其横向支撑架实现;在旋转风 力板的中心围绕立轴设有能够通过其实现旋转风力板上迎风逆变板在定向定位时刻实现旋 转或收縮或伸展变化驱动的对风导轨盘，其形态是由一侧小于标准圆盘的扁形半圆盘形态的 设计，或是采用一侧大于标准圆盘的凸形圆盘形态的设计，其扁凸圆盘小于或大于标准圆盘 的规格尺寸差距与迎风逆变板实现折叠与伸展或旋转展开与旋转顺风等动作所需的推拉距 离需求相同，在对风导轨盘的边沿一侧设有导轨并且与滚动轮配合设置实现滚动轮的定位运 行，迎风逆变板的推拉杆或推拉绳与滚动轮轮轴配合连接，在推拉杆或推拉绳上设置推拉弹 簧或由悬挂的重物拉动实现其被对风导轨盘推拉后状态自动回复的驱动，从而实现通过对风 导轨盘的方向变化确定旋转风力板的迎风出力方向，通过滚动轮及其带动的推拉杆围绕对风 导轨盘的转动，实现周期性旋转与准确定向定位推拉迎风逆变板使其形态周期性变化的操 作，实现在迎风方向时迎风逆变板准确完全封闭状态大面积的采风，在运行到逆风方向时迎 风逆变板准确完全敞开基本无阻力地泻风回转的运行操作，在一个较高设计的旋转风力板上 分布设置多个对风导轨盘实现上中下共同驱动；其采用在旋转风力板(3)上适当位置同时 设置由微型电机驱动控制的推拉调控结构能够实现旋转风力板上迎风逆变板在迎风位置时 的部分半开放或全部敞开的操作形态，从而实现通过对其的调控实现风力机适应风力强弱变 化与出力能力变化的调控与制动、实现抵抗台风冲击的调控作用。
通过上述过程形成的风力机的出力通过风轮齿轮与传动齿轮或齿轮组以及传动轴的配 合，将风轮出力传递到在旋转风力板下部或在地面设置的提水机或多个提水机配合系统上实 现出力能力与提水能力的梯级调控；其对风导轨盘的方向变化是以风向标为传感器传递信 号，由其控制实现自动化调控驱动或配合人工驱动的方式控制调控。
立轴聚能风力提水机组是由2个以上立轴巨能风力机排列联合设置，然后通过在各个立 轴巨能风力机传动轴下端设置的斜齿轮与纵向设置的聚能齿轮的配合将各个立轴巨能风力 机上形成的出力汇集到聚能传动轴上，通过其与1个提水机具或是与2个及以上个提水机具
配合系统形成；立轴巨能风力机在其上部、中部用横梁连接能够形成框架式的稳定结构，若 干个立轴聚能风力发电机组能够形成W、 T、 L等相互依靠的建设方式，形成宏大结构的整体 稳定。
与立轴巨能及聚能风力机配合的提水机具推荐采用容积式水泵或链箱式上下循环提水 机具，前者一般适用于提取深水井中的地下水采用，而链箱式上下循环提水机具适用于大规 模高效提取地表水(如海水、河水、湖水、渠道水等)采用，而容积式水泵同样也可用于 提取地表水。推荐配合的提水机具为最佳功效选择，也能选择其它类型成熟适用的商品化提 水机具实现相同提水目标。
链箱式循环提水机具通过与立轴巨能风力机或立轴聚能风力机上的动力输出轴配合的 驱动轮，实现驱动提水箱链条及其上串联的提水箱在从河流水面之下到提水机上部卸水平台 之上的距离之间进行上下循环转动完成提水目标，其主要结构包括串联提水箱、提水箱链 条或钢丝绳、驱动轮、回转轮、卸水平台和引水输水管道设施等(见示意图6、 7、 8)。
容积式旋转压水式水泵为通用商品化产品，其由偏心主轴、泵体、装配在偏心主轴上的 压水轮、隔板、压水腔以及设置在泵体上的进水口和出水口等主要部件构成；该泵的外部是 由壳体及安在壳体两端的端盖构成，其还具有底座等结构(见示意图9)。
所述泵体内有圆柱形的压水腔，偏心主轴通过轴承可转动地安装在泵体上，其偏心主轴 中心线与泵体所围成的膛的中心线重合。压水轮为圆柱形且可转动地安装在偏心主轴上并且 置于压水腔内，当立轴巨能及聚能风力机驱动偏心主轴旋转时，压水轮受偏心主轴的约束作 圆周运动，且其外表与膛内表之间始终具有一相切线，当偏心主轴转动时，该相切线将随揉 动轮的运动绕膛内表面作周期性的圆周变化，实现进水口吸水，出水口提水的作用。.
本发明立轴巨能风力提水机组采用的创新结构首次将立轴风力机的运行方式引入风力 方向的确定与位置调控的方式，从而可使旋转风力板实现全封闭采风与超低阻力回转的运 行，形成空前巨大的出力能力设计，因为大直径风轮的周期性旋转速度较慢且能够实现特大 功率设计，而对风导轨盘与滚动轮和推拉杆的控制结构又适合在较慢运行速度下稳定工作， 且其风力推动形成的出力基本全部由距离立轴较远的旋转风力板形成的旋转形态的出力所 消耗，因此风力对于机组塔架形成的推动负荷力很小，这尤其适合机组高大稳定建设，因此 拥有诸多适合巨能提水设备设计的性能条件。
其采用的传动系统结构可实现较高传动比的设计变化，从而实现各种提水机需要的转 速过度，其采用的多提水机配合系统与方式可实现在不同风力条件下的出力能力梯级设置与 变化调控；其构成结构简单，方便分散运输；其采风面积巨大，因此尤其适合单独建设采用， 其将首次将立轴风力机用于风能的规模化开发采用。
本发明提出的立轴聚能风力提水机组首次将立轴风力机实现多机串联一体化聚能设计， 因此可更加容易地实现更为巨大的单机出力能力设计水平。
图1是立轴巨能风力提水机组的主视结构示意图。
图2是对风导轨盘与滚动轮和驱动迎风逆变板的推拉杆配合的形态示意图。
图3是波浪形迎风逆变板实现迎风与逆风形态变化的示意图，其中图3 (a)是展开迎 风形态与过程的示意图；图3 (b)是逆风折叠形态的示意图。
图4是旋转式迎风逆变板实现迎风与逆风的形态变化示意图，其中图4 (a)是展开迎 风形态的示意图；图4 (b)是旋转顺风形态的示意图。
图5是推拉迎风逆变板实现迎风与逆风的形态变化示意图，其中图4 (a)是展开迎风 形态的示意图；图4 (b)是逆风重叠形态的示意图。
图6是由四个旋转风力板十字交叉形态的立轴巨能风力提水机组的俯视结构示意图。
图7是由四个立轴巨能风力机形成的立轴聚能链箱式风力提水机组的示意图。
图8是链箱式风力提水机组下部取水结构的侧视示意图。
图9是链箱式风力提水机组上部卸水结构的侧视示意图。
图IO是容积式旋转压水式水泵结构的剖面侧视示意图。
图示标记总揽l.立轴；2.塔架；3.旋转风力板；4.迎风逆变板；5.对风导轨盘 6.滚动轮；7.推拉杆； 8.风轮齿轮； 9.传动齿轮；10.传动轴；ll.容积式水泵； 12.立轴巨能风力机；13.斜齿轮；14.聚能齿轮；15.聚能传动轴；16.齿轮机箱；17.
串联提水箱；18.驱动轮；19.链条或钢丝绳；20.回转轮；21.卸水平台；22.进出
水口； 23.隔板；24.压水轮；25.偏心主轴；26.泵体；27.压水腔。
具体实施例方式
结合(示意图1、 2、 6)可见，立轴巨能风力提水机组在迎风工作时首先需要测定风力 方向，然后按照风力方向确定调整对风导轨盘5的扁部方向，使其在各个旋转风力板3的运 行位置到达时使其上的迎风逆变板4因为滚动轮6与推拉杆7的配合驱动实现封闭，而对风 导轨盘5的凸部方向则可使旋转风力板3的运行位置到位后展开，其通过安装的推拉弹簧实
现复位，其接近顺风迎风角度时迎风逆变板逐渐展开，到达垂直风力方向后逐渐收缩。 通过上述过程实现旋转风力板因为风力驱动的持续旋转运行，其形成的风力推动旋转机
械出力由旋转风力板带动在其下部与其一体化连接设置的风轮齿轮8旋转，并且带动传动齿 轮9与传动轴10旋转，通过传动轴的传动直接驱动容积式水泵ll，或驱动链箱式提水机的
驱动轮18的齿轮盘旋转，或使其共同驱动2-多个上述提水机形成与风力强度变化的梯级出 力能力的适应性调控。其迎风逆变板的设计形态在实现相同功能的情况下可实现多样化形态 设计，示意图(图3、图4、图5)所示结构视为常用举例。
结合示意图(图7)可见，立轴聚能风力提水机组是由2个以上立轴巨能风力机12串 联形成，其通过在各个立轴巨能风力机12传动轴10下端设置的斜齿轮13与纵向方向设置 的聚能齿轮14的配合，将各个立轴巨能风力机上形成的出力汇集到聚能传动轴15上，通过 其与容积式水泵11或链箱式循环提水机具配合共同形成。
其链箱式循环提水机具是由立轴巨能风力机或立轴聚能风力机的形成动力输出轴带动 回转轮20及其上的链条19和分布设置在链条上的串联提水箱17实现在水面下到卸水平台 21之间的上下循环转动，从而实现提水目标(见示意图7、 8、 9)。其容积式旋转压水 式水泵是由立轴巨能风力机或立轴聚能风力机动力输出轴带动偏心主轴25与压水轮24转 动，实现压水腔27的容积与压力变化，通过隔板23的隔离从而实现进、出水口22两侧的 压水腔形成压力差距，从而实现提水目标(见示意图10)。
权利要求
1、一种立轴巨能风力提水机组，其特征在于其由立轴(1)，在立轴下部的塔架(2)，围绕立轴旋转的旋转风力板(3)，在各个旋转风力板上排列设置众多个可通过推拉方式一同实现折叠与伸展或旋转展开与旋转顺风等周期性交替动作方式变化的迎风逆变板(4)，在旋转风力板的中心围绕立轴设有能够通过其实现旋转风力板上迎风逆变板在定向定位时刻实现旋转或收缩或伸展变化驱动的对风导轨盘(5)，其扁凸圆盘小于或大于标准圆盘的规格尺寸差距与迎风逆变板实现折叠与伸展或旋转展开与旋转顺风等动作所需的推拉距离需求相同，在对风导轨盘的边沿一侧设有导轨并且与滚动轮(6)配合设置实现滚动轮的定位运行，迎风逆变板的推拉杆(7)或推拉绳与滚动轮轮轴配合连接，在推拉杆或推拉绳上设置推拉弹簧或由悬挂的重物拉动实现其被对风导轨盘推拉后状态自动回复的驱动，从而实现周期性旋转与准确定向定位推拉迎风逆变板使其形态周期性变化的操作，实现在迎风方向时迎风逆变板准确完全封闭大面积状态的采风，在运行到逆风方向时迎风逆变板准确完全敞开基本无阻力地泻风回转的运行操作，在一个较高设计的旋转风力板上分布设置多个对风导轨盘实现上中下共同驱动，其采用在旋转风力板(3)上适当位置同时设置由微型电机驱动控制的推拉调控结构能够实现旋转风力板上迎风逆变板在迎风位置时的部分半开放或全部敞开操作；其通过上述过程形成的风力机的出力通过风轮齿轮(8)与传动齿轮(9)或齿轮组以及传动轴(10)的配合，将风轮出力传递到在旋转风力板下部或在地面设置的提水机或多个提水机配合系统(11)上实现出力能力与提水能力的梯级调控。
2、 一种立轴聚能风力提水机组，其特征在于其是由2个以上立轴巨能风力机(12) 排列联合设置，然后通过在各个立轴巨能风力机传动轴(10)下端设置的斜齿轮(13)与纵 向设置的聚能齿轮(14)的配合将各个立轴巨能风力机上形成的出力汇集到聚能传动轴(15) 上，通过其与1个提水机具或是与2个及以上个提水机具配合系统形成，立轴巨能风力机在 其上部、中部用横梁连接能够形成框架式的稳定结构，若干个立轴聚能风力提水机组能够形 成W、 T、 L等相互依靠的建设方式。
全文摘要
一种立轴巨能及聚能风力提水机组，其巨能机组由立轴、旋转风力板、迎风逆变板、对风导轨盘、提水机具等构成，其可实现巨大出力能力、梯级出力能力及其调控，其首次将立轴风力机的运行方式引入风力方向的确定调控，其可使旋转风力板实现全封闭采风与超低阻力回转的运行，从而形成空前巨大的出力能力设计，其还可控制旋转风力板上迎风逆变板部分或全部敞开的操作，实现迎风变化调控制动与抵抗台风冲击的优势效果，其结构简单，方便分散运输；其采风面积巨大；而由多个立轴巨能风力机串联形成联合集中输出动力共同与提水机具配合构成聚能机组首次实现立轴风力机组的串联联合，其共同出现将成为风力提水实现广泛、高效、规模化发展的分界岭。
文档编号F03D3/02GK101363409SQ20081011989
公开日2009年2月11日 申请日期2008年9月16日 优先权日2008年9月16日
发明者陈晓通 申请人:陈晓通