专利名称：笼式风叶风力发电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及风力发电机，特别涉及一种垂直转动风力发电机用的笼式风叶风 力发电机。
背景技术：
风力发电机是一种新能源发电机，利用风力作为能源，具有广阔的发展前景。目前 的风力发电机多为水平型，即转动轴和风向平行，这种风力发电机需要安装的比较高，以保 证其桨叶的转动空间。所以风力发电机通常安装在空旷的地方。为缩小风力发电机的体 积，出现一种垂直风力发电机，垂直风力发电机的转动轴和风向垂直，一般是垂直安装在地 面上。这种风力发电机通常占用空间较小，可以在水平风力发电机无法安装的地方安装使 用。但是垂直风力发电机的叶片围绕一垂直轴转动，就会出现顺风转动和逆风转动两 种状态，在前一种状态中，是作功状态；后一种状态，逆风而进，必然要耗功。这就是垂直风 力发电机必须克服的缺陷。
实用新型内容为克服上述缺陷，本实用新型提供一种笼式风叶风力发电机。本实用新型笼式风叶，包括主轴、风叶和风叶框架，其中，在风叶框架上装有至少 三个风叶，每个风叶安装在风叶轴上，风叶轴安装在风叶框架上，可以转动；风叶框架安装 在主轴上，围绕主轴转动；风叶绕主轴公转，并绕风叶轴自转；主轴上安装有固定的定向 轮，风叶轴上安装有被动轮，定向轮和被动轮之间设有传动装置，定向轮和被动轮的传动比 为2 1，风叶的自转和公转方向相反，自转角速度为公转的1/2。所述传动装置为行星齿轮加链条传动，即在定向轮四周设有行星齿轮，行星齿轮 上设有链轮，被动轮也采用链轮形式，链轮和被动轮之间有交叉链条。所述传动装置为锥型齿轮加锥型齿轮杆加锥型齿轮，即定向轮为锥型齿轮，被动 轮也为锥型齿轮，两者之间用锥型齿轮杆连接，定向轮和被动轮分别置于锥型齿轮杆的下 方和上方。所述传动装置为锥型齿轮加蜗杆加涡轮，即定向轮为锥型齿轮，被动轮为涡轮，定 向轮和被动轮之间采用一端为锥型齿轮的蜗杆连接。本实用新型笼式风叶风力发电机，包括所述的笼式风叶，其中所述笼式风叶安装 在一套轴上，套轴的下端连接主动齿轮，通过被动齿轮带动发电机，主轴上方装有方向标， 下端设有主轴方向控制装置。所述笼式风叶可以横置，即所述主轴横置在一固定支架上，发电机固定在电机支 架上，套轴通过主动齿轮和被动齿轮连接发电机，固定支架坐落在一转盘上，转盘安装在固 定座上，固定座一侧设有风向标和旋转角度感应器，固定支架边沿设有齿轮盘，其旁边设有 角度驱动电机。
3[0011]本实用新型笼式风叶风力发电机，可以确保风叶在风叶框架的顺风点和风向垂 直，到风叶框架的逆风点和风向平行，使得整个风力发电机高效运转，获得最大的风力能量 转为为机械能；笼式风叶可以竖置或横置，组成立式风力发电机和卧式风力发电机。
图1是本实用新型笼式风叶风力发电机的俯视图(采用行星齿轮+链条方式)；图2是本实用新型变角度风叶控制装置的侧视图(采用锥型齿轮+蜗轮蜗杆传动 方式)；图3是锥型齿轮+蜗轮蜗杆传动方式的侧视图；图4是锥型齿轮+蜗轮蜗杆传动方式的俯视图；图5是锥型齿轮传动方式的示意图；图6是锥型齿轮传动方式的侧视图；图7是锥型齿轮传动方式的俯视图；图8是立式风力发电机的示意图；图9是卧式风力发电机的示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型笼式风叶风力发电机作更详尽的说明。图1是本实用新型笼式风叶风力发电机的俯视图。本实用新型笼式风叶，包括主轴1、风叶7和风叶框架9，其中，在风叶框架9上装 有八个风叶7，每个风叶7安装在风叶轴8上，风叶轴8安装在风叶框架9上，可以转动； 风叶框架9安装在主轴1的套轴3上(见图8、图9)，围绕主轴1转动；风叶7绕主轴1公 转，并绕风叶轴8自转；主轴1上安装有固定的定向轮la，风叶轴7上安装有被动轮6，定向 轮Ia和被动轮6之间设有传动装置，定向轮Ia和被动轮6的传动比为2 1，风叶的自转 和公转方向相反，自转角速度为公转的1/2。具体为，当风叶框架9由A点逆时针转动B点 时(即转动45° )，风叶7绕风叶轴顺时针转动22. 5°由A点逆时针转动C点时(即转动 90° )，风叶7绕风叶轴顺时针转动45°其它041、81丄1、01各点依次类推按22.5°递增 (见图1)，确保各点的风叶处于船帆效应，以公转方向得到最佳受风角度，整个风力发电机 能获得最大效率。传动装置为行星齿轮2加链条5传动，即在定向轮Ia四周设有行星齿轮2，行星 齿轮上设有链轮4，被动轮6也采用链轮形式，为保证公转自转方向相反，链轮4和被动轮6 之间的链条5需要交叉(见图1)。传动装置为锥型齿轮加蜗杆加涡轮，即定向轮Ia为锥型齿轮，被动轮为涡轮6a， 定向轮Ia和被动轮6b之间采用一端为锥型齿轮的蜗杆5a连接，蜗杆齿的方向应保证公转 自转方向相反(见图2、图3、图4)。蜗轮蜗杆方式比较适合双层风叶，可以比较简单的实现 双层风叶同步调整(见图2)。传动装置为锥型齿轮加锥型齿轮杆加锥型齿轮(见图5、图7)，即定向轮Ia为锥 型齿轮，被动轮6也为锥型齿轮6a，两者之间用锥型齿轮杆5b连接，为保证公转自转方向相 反，定向轮Ia和被动轮6b分别置于锥型齿轮杆5b的下方和上方(见图6)。本实用新型笼式风叶风力发电机，笼式风叶安装在一套轴3上，套轴3的下端连接 主动齿轮11，通过被动齿轮带动发电机12，主轴上方装有方向标20，下端设有主轴方向控制装置10。方向标20是为了侦测风力方向，根据风向调整主轴角度，保证过A、Al点的受 风面垂直于风向，以得到最大的风力压力(见图8、图1)。笼式风叶可以横置，即主轴1横置在一固定支架13上，发电机12固定在电机支 架14上，套轴3通过主动齿轮11和被动齿轮连接发电机12，固定支架13坐落在一转盘15 上，转盘15安装在固定座16上，固定座16 —侧设有风向标20和旋转角度感应器19，固定 支架13边沿设有齿轮盘18，其旁边设有角度驱动电机17。横置笼式风叶的向风调整是依 靠方向标和角度调整电机完成的，当风向标20检测到风向时，其下部的旋转角度感应器会 传出信号，控制角度调整电机17转动齿轮盘18，带动整个固定支架13转动，从而调整笼式 风叶的向风面；通常安装时，A点应处在上方，A、A1向风面随固定支架13的转动而转动，调 整合适时，向风面和风向标方向一致。笼式风叶可以串联两个以上，获得更大的功率。
权利要求一种笼式风叶，包括主轴、风叶和风叶框架，其特征在于，在风叶框架上装有至少三个风叶，每个风叶安装在风叶轴上，风叶轴安装在风叶框架上，可以转动；风叶框架安装在主轴上，围绕主轴转动；风叶绕主轴公转，并绕风叶轴自转；主轴上安装有固定的定向轮，风叶轴上安装有被动轮，定向轮和被动轮之间设有传动装置，定向轮和被动轮的传动比为2∶1，风叶的自转和公转方向相反，自转角速度为公转的1/2。
2.根据权利要求1所述的笼式风叶，其特征在于所述传动装置为行星齿轮加链条传 动，即在定向轮四周设有行星齿轮，行星齿轮上设有链轮，被动轮也采用链轮形式，链轮和 被动轮之间有交叉链条。
3.根据权利要求1所述的笼式风叶，其特征在于所述传动装置为锥型齿轮加锥型齿 轮杆加锥型齿轮，即定向轮为锥型齿轮，被动轮也为锥型齿轮，两者之间用锥型齿轮杆连 接，定向轮和被动轮分别置于锥型齿轮杆的下方和上方。
4.根据权利要求1所述的笼式风叶，其特征在于所述传动装置为锥型齿轮加蜗杆加 涡轮，即定向轮为锥型齿轮，被动轮为涡轮，定向轮和被动轮之间采用一端为锥型齿轮的蜗 杆连接。
5.一种笼式风叶风力发电机，包括所述的笼式风叶，其特征在于所述笼式风叶安装 在一套轴上，套轴的下端连接主动齿轮，通过被动齿轮带动发电机，主轴上方装有方向标， 下端设有主轴方向控制装置。
6.一种笼式风叶风力发电机，包括所述的笼式风叶，其特征在于所述笼式风叶横置， 即所述主轴横置在一固定支架上，发电机固定在电机支架上，套轴通过主动齿轮和被动齿 轮连接发电机，固定支架坐落在主轴方向控制装置上，主轴方向控制装置包括转盘，转盘安 装在固定座上，固定座一侧设有风向标和旋转角度感应器，固定支架边沿设有齿轮盘，其旁 边设有角度驱动电机。
专利摘要一种笼式风叶风力发电机，包括主轴、风叶和风叶框架，其中，在风叶框架上装有若干个风叶，每个风叶安装在风叶轴上，风叶轴安装在风叶框架上，可以自转；风叶框架安装在主轴上，围绕主轴公转；主轴上安装有固定的定向轮，风叶轴上安装有被动轮，定向轮和被动轮之间设有传动装置，定向轮和被动轮的传动比为2∶1，风叶的公转和自转方向相反。笼式风叶可以竖置或横置，并设置风向标调整受风面。本实用新型笼式风叶风力发电机，可以确保风叶在风叶框架的顺风点和风向垂直，到风叶框架的逆风点和风向平行，使得整个风力发电机高效运转，获得最大的风力能量转为为机械能，并可构成立式或卧式风力发电机。
文档编号F03D7/06GK201714566SQ20102020670
公开日2011年1月19日 申请日期2010年5月28日 优先权日2010年5月28日
发明者赵永胜 申请人:赵永胜