专利名称：巨型安全风车的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种风力机，尤指一种巨型安全风车。
现有风力机存在问题①能量输出不稳定，特别是大型风力机的利用率低②安全可靠性尚无充分保障③成本较高。
如美国专利US4245958所公开的风车扇叶组合框架接头之间有相互交叉的斜向支撑，限制了扇叶向二翼的延伸空间，且无防强风和防积雪设施，不能保证扇叶的安全。
再如美国专利US5195871，其扇叶不易向二翼延伸的结构原因在于中间没有支撑点，扇叶杆固定在叶片的一边，运转中有撞击噪音，也不耐用。
本发明目的在于克服上述不足，提供一种巨型风车；另一目的在于提供一种防强风和防积雪的安全控制系统。
实现第一个目标，关键在于确认一种新理论1、扇叶是以积小成多方式累积而成，这众多扇叶产生之力量″集中″于同一垂直的轴心，但扇叶之重量，摇晃等破坏力却″平均″分散在整个架构上，并不集中于一点形成破坏力。
2、风车扇叶由垂直之轴心很容易向二翼延伸，轴心一翼扇叶呈水平，风阻最小；轴心另一翼扇叶呈垂直，吸收风能。垂直扇叶吸收风能并使冲击扇叶的翼端，这是利用风能的最佳方式。
根据所述原理，本发明包括扇叶向二翼延伸的组合结构和向高空迭加的框架结构。
为实现第二个目标，本发明提供一种使扇叶具有防强风和防积雪的安全装置。①防强风装置包括有在每段扇叶垂直轴心内装设一在强风时可反向转动的反向马达，增设一在强风时使反向马达反向运转的继电器和一具有风向舵作用的风压开关。②防积雪装置包括有小减速马达、离合器、轴和齿轮。
本发明的优点在于一、风车可巨型化，二、有防强风和防积雪装置，使扇叶运行更加安全可靠。
兹结合附图和实施例进一步说明本发明是如何实现的。
图1，本发明巨型结构立体2，向高空迭加的框架结构立体3，最高一层组合框架结构俯视4，每层扇叶的组合结构立体5，扇叶杆在叶片中间的结构6，垂直叶片使风冲击扇叶翼端示意7，扇叶支撑杆a，逆风时扇叶b，顺风时扇叶图8，反向马达及其在强风时控制启动的继电器图9，风压开关结构及连接线路的铜滑环和防积雪装置首先，看图1、2、3知本发明可巨型化，既可使扇叶向二翼延伸，又可使扇叶一层层向高空迭加。图中所示风车是由八层迭加组合而成，其中每层框架皆由横梁2交叉组合，每层横梁接头4、接头座6之间以立柱8相连接，四接头水平之间以铁杆10相固接，接头与地面连接用钢索12。其俯视结构如放射状，优点在于抗强风。
图4，组合在扇叶轴心20上的扇叶组合及其框架结构向上迭加的情况。
在每层横梁2中间有一可旋转的轴心接头14，其上端16和下端18有一结构可衔接固定扇叶轴心20，使轴心20在风中旋转。扇叶片由扇叶轴心20向二翼延伸，中间设支撑杆26以加强叶片的中间强度。
图5，扇叶杆22是固定在叶片24的中间，以加强叶片之中间强度使支撑杆26，扇叶两端相对弯折与叶片呈一夹角状。
图6，示意风向，垂直叶片吸收风能，使风冲击扇叶翼端，是利用风能之最佳方式。
图7，扇叶支撑杆，a逆风情况，b顺风情况，从图中知扇叶组合在上下水平及连接杆28之间，固定有短臂30、垂直杆32，垂直杆32上固定有多只延伸臂34以支撑扇叶杆22，支撑部分有一轴36，能使扇叶片24沿轴36转动，在逆风时呈水平状态，在顺风时呈垂直状态。
图8，一种使扇叶具有防强风的设计，即在每段扇叶轴心20有二个控制扇叶水平垂直运作的马达38、40，分别带动不同数量的扇叶，其中带动较少数量扇叶的马达40，在强风时反向运作，以抵消马达38带动较多扇叶之风能。
实现这一抵消运作的控制系统包括在控制马达原来正反转的继电器42、44外新增继电器46，以连接控制正、反转信号N。当强风信号(为风速20米/秒以上)使继电器46打开，令原正、反转马达均作反向运转。
图9显示风压开关结构及连接线路的铜滑环和防扇叶积雪的装置。
其中，风压开关结构包括舵轴48、轴承50、风向舵52，舵轴48与扇叶轴心20同轴，随风转动，并以轴承50连接固定；风向舵52上悬挂一轴54，该轴下端悬挂一可随风扬起的小扇叶56，该轴上端连接一小扇面58，小扇面58与小扇叶56联动，当弧状接触板60触碰微动开关62时，通往继电器46的线路经由绝缘盘75、76之间的铜滑环78连通，使在强风时可反向运转的马达40启动而达到防强风控制目的。
此外，防扇叶积雪的装置包括安装固定于轴心20上一只小减速马达64、离合器66、离合器轴68和齿轮70、72，其中72固定在风向舵轴48上。在扇叶积雪而无风的情况下，随风扬起的小扇叶56呈垂直状态，弧状接触板60触及微动开关74，令小减速马达64和离合器66启动，此时齿轮72使舵轴48转动，舵轴带动各段扇叶轴心20转动，令叶片垂直水平运作，而达到防积雪的目的。
风向舵微动开关线路经由固定于轴48的圆盘状绝缘物75与固定于轴心20的绝缘圆盘76相对的铜滑环78连通控制扇叶活动的马达控制线路。
权利要求
1.一种巨型安全风车，其结构包括使扇叶向二翼延伸的扇叶组合、使扇叶组合一层层向高空迭加的框架结构，其特征在于扇叶组合包括有众多的由扇叶轴心(20)向二翼延伸的扇叶片(24)组合，叶片中间设支撑杆(26)，扇叶杆(22)固定在叶片(24)中间，扇叶两端相对弯折与叶片呈一夹角状；还包括有水平连接杆(28)，在上下水平连接杆(28)间，固定有短臂(30)、垂直杆(32)，杆(32)上固定有多只延伸臂(34)以支撑扇叶杆(22)，扇叶片(24)沿轴(36)转动，分别呈水平或垂直状；每层框架结构皆由横梁(2)交叉组合，每层横梁接头(4)、接头座(6)之间以立柱(8)相连接，四接头水平之间以铁杆(10)相连接，高层横梁接头(4)与地面连接用钢索(12)，在横梁(2)中间有一可旋转的轴心接头(14)，轴心接头上端(16)和下端(18)有一结构可固定扇叶轴心(20)。
2.一种巨型安全风车，其安全控制系统包括扇叶防强风和防积雪装置，其特征在于扇叶防强风装置包括在每段扇叶轴心(20)内增设一在强风时可反向转动的反向马达(40)，并在控制正转继电器(42)、反转继电器(44)外增加一在强风时使马达(40)反向运转的继电器(46)，令其在强风时工作；还包括起风向舵作用的风压开关结构，该开关结构包括舵轴(48)、轴承(50)、风向舵(52)，舵轴(48)与扇叶轴心(20)同轴，以轴承(50)连接固定，风向舵(52)上悬挂一轴(54)，该轴下端悬挂一可随风扬起的小扇叶(56)，该轴上端连接一小扇面(58)，小扇面(58)与小扇叶(56)联动，当弧状接触板(60)触及微动开关(62)时，通往继电器(46)的线路经由绝缘盘(75)、(76)间的铜滑环(78)连通，使在强风时可反向运转的马达(40)启动而达到防强风控制目的；所述扇叶防积雪的装置包括小减速马达(64)、离合器(66)轴(68)和齿轮(70)、(72)，其中(72)固定在风向舵轴上。
全文摘要
本发明涉及一种巨型安全风车，关键在于扇叶向二翼延伸和向高空叠加(如附图4)以及防强风和防积雪安全装置。其中，防强风装置包括有每段扇叶轴心(20)内装设一在强风时可反转的马达(40)，增加一控制马达反转的继电器(46)和一风压开关(52)；防积雪装置还包括有小减速马达(64)、离合器(66)、轴(68)和齿轮(70)、(72)(如附图8、9)。优点在于风能输出大而稳，安全可靠性高，使生产成本低。
文档编号F03D3/02GK1151478SQ9612009
公开日1997年6月11日 申请日期1996年10月17日 优先权日1996年9月10日
发明者吕学本 申请人:吕学本