专利名称：垂直轴变角平旋翼风(水)能动力机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于利用自然资源中的风、水能的动力装置，特别涉及一种垂直轴变角平旋翼风(水)能动力机。
背景技术：
目前，在自然能源中的风、水能是一种取之不尽、用之不竭的一种廉价能源，国内外在研究、制造的风能动力机主要有水平轴式和垂直轴式两种，其中垂直轴式风能动力机是在垂直转动的动力输出轴上装有叶片，靠风吹动叶片，给动力轴传递动力给需要动力的场合，如发电……，但它存在不能改变叶片攻角，调速困难，且需钢索拉撑，无启动能力等缺点。
发明内容
本实用新型为了避免上述现有技术的缺陷和不足之处而提供一种既可利用风能，也可利用水流能，且不受流向限制，可自行低能量启动、力矩大、阻力小、效率高的垂直轴变角平旋翼风(水)能动力机。
本实用新型的目的是以如下技术方案实现的垂直轴变角平旋翼风(水)能动力机，包括垂直动力输出轴、翼片，其特征在于在垂直动力输出轴上设有三片以上的翼片，翼片分别活动连接在单层或多层的翼片轴上，翼片在翼片轴上的数量或是单级或是多级串接，翼片轴的一端，固定在垂直转动的动力输出轴上，且与地平面平行，各翼片轴间的间隔相等，翼片仅可绕翼片轴作垂直至水平间的90°角内正、反向转动，且在翼片及其对应的翼片轴段上分别装有垂直至水平的90°角的限定装置，翼片的横断面似飞机翼状的流线形体，在每层翼片轴上活动连接的翼片或是顺时针的同向排列或是逆时针同向排列，翼片轴以上的翼片部分——后半翼的面积大于翼片轴以下的翼片部分——前半翼面积，而前半翼部分的重量大于后半翼部分的重量。所述的活动串接即在翼片轴上活动装有连接绕翼片轴转动的翼片，其连接方式有轴瓦、轴承、螺纹连接或是齿轮、链条连接，串接是指在继翼片轴装一级(一个)翼片后又装上一个翼片，即翼轴上有两个翼片，即命名为二级翼片；所述的翼片限定在翼片轴上的垂直至水平间90°角的限定装置，其数量不少于一处，也可根据翼片轴的长度及材料强度设有多处限位装置，在每一翼片上分别设有挡块，与其对应地，分别于翼片轴段上的水平点、垂直点设有挡头，使翼片仅能在垂直至水平间的90°角内分别绕翼片轴转动。即实现翼片做功时垂直受外力最大，翼片不做功时水平回旋阻力最小。所述的翼片横断面似飞机翼状的流线体，即前半翼为对称的流线形表面，翼片的后半翼一侧为凹面流线形表面，另一侧为凸面流线形表面，其凹面系翼片垂直于外力并做功的表面，也是翼片水平回旋时的下表面；其凸面系翼片垂直外力并做功的背面，也是翼片水平回旋时的上表面。所谓前、后半翼，是在翼片垂直时以翼片轴为界，处于翼片轴以上的部分叫后半翼，处于翼片轴以下的部分叫前半翼；根据动力机的利用方式、功率大小、材料强度……诸多因素，可以选定各种组合的翼片动力机，如六翼片二层二级的动力机，即在垂直动力输出轴上装有二层翼片轴、翼片轴间的间隔为120°，每层有三个一级翼片和三个二级翼片。如四翼片单层一级，即在垂直动力输出轴上装一层计四个翼片轴，及相对应的四个翼片，其翼片轴间的间隔为90°角，也就是在相互垂直的翼片轴上，装有同向排列的翼片。以此为例当无外力作用时，四个翼片均受重力影响，其前半翼垂直向下，当受外力作用时，处于垂直限挡的翼片，受力最大而作功，推动垂直动力输出轴旋转。与此同时与其间距相差180°的翼片，在外力作用下，后半翼受力比前半翼大而克服前半翼的重力，绕翼片轴旋转至水平限挡位置，此时，虽受外力最大，但面积最小，即回旋阻力最小。当垂直动力输出轴旋转90°后，两翼片受外力由最大变零，受重力作用，两翼片均处于垂直位置，当垂直输出轴再连续转动90°的过程中，原来处于垂直限挡位置的翼片，开始反向受外力从零变为最大，使它绕翼片轴转动至水平限挡位置，而原来处于水平位置的翼片绕轴旋转至垂直限挡位置时，反向受力最大而作功，推动垂直动力输出轴转动；另两个翼片也同样按上述动作推动垂直动力输出轴转动，翼片如像接力比赛一样，周而复始的连续运动，使垂直动力输出轴不断获得推动力而转动，从而带动发电机发电或其它机械工作。当外力(风或水)的流速增长达一定级值时，翼片旋转惯性作用随之加强，前半翼的重力下垂作用随之相对逐渐减弱，即相对产生一定的失速调节作用，其失速调节作用力的大小与后半翼宽度成正比，与前半翼下垂的重力成反比。从而实现本实用新型的目的。
与现有技术相比，本实用新型不仅既可利用风能也可利用水流能，且能自动变角，自动调速，而且可低能量启动，其力矩大、阻力小、功效高。
本实用新型共有8幅附图，其中附图1是本实用新型实施例之一的主视图构造示意图。
附图2是图1的俯视图。
附图3本实用新型实施例之二的主视构造示意图。
附图4是图3的俯视图。
附图5是本实用新型实施例之三的主视构造示意图。
附图6是图5的俯视图。
附图7是本实用新型实施例之四的主视构造示意图。
附图8是图7的俯视图。
图中1、翼片2、翼片轴上挡头3、翼片上挡块4、垂直动力转动输出轴5、翼片轴6、螺纹套管具体实施方式
在图1、2所示的实施例之一，是单层四个翼片1的风力动力机，在垂直动力输出轴4上固定连接有四个翼片轴5，翼片轴5间的间隔为90°，翼片1按顺时针旋转设定，以螺纹套管6活动连接在翼片轴5上，每个翼片1可绕翼片轴5作垂直至水平间的90°内转动，并设有翼片挡块3、与挡块3相对应，于翼片轴上头设有水平，垂直挡头2。
在图3、4所示的实施例之二是三翼片单层二级风力动力机，翼片轴5分别活动连接一级翼片1，在一级翼片1尾部串接二级翼片1，翼片轴5之间的间隔为120°，翼片轴5的一端与动力输出轴4垂直固定，当外力的速度等于小于一级翼片1外端及二级翼片根部的线速度时，垂直一侧的一级翼片1作功，而二级翼片1因有阻力而旋转至水平状态，做从属回旋运动，当外力的速度大于等于二级翼片1外端线速度时，则垂直一侧的一级、二级翼片1同时作功。其它与实施例一相同。
在图5、6所示的实施例之三是六翼片二层二级风力动力机，其余与实施例二相同。
在图7、8所示的实施例之八是八翼片二层一级水力动力机，其余均与实施例一相同。
权利要求1.一种垂直轴变角平旋翼风(水)能动力机，包括垂直动力输出轴(4)、翼片(1)，其特征在于在垂直动力输出轴(4)上，设有三片以上的翼片(1)，翼片(1)分别活动连接在单层或多层的翼片轴(5)上，翼片(1)在翼片轴(5)上的数量或是单级或是多级串接，翼片轴(5)的一端，固定在垂直转动的动力输出轴(4)上，且与地平面平行，各翼片轴(5)间的间隔相等，翼片(1)仅可绕翼片轴(5)作垂直至水平间的90°角内正、反向转动，且在翼片(1)及其对应的翼片轴(5)段上分别装有垂直至水平间的90°限位装置，翼片(1)的横断面似飞机翼状的流线体，在每层翼片轴(5)上活动连接的翼片(1)或是顺时针的同向排列或是逆时针的同向排列，翼片轴(5)以上的翼片(1)部分——后半翼的面积大于翼片轴(5)以下的翼片(1)部分——前半翼面积，而前半翼部分的重量大于后半翼的重量。
2.按权利要求1所述的一种垂直轴变角平旋翼风(水)能动力机，其特征在于在翼片轴(5)上活动连接翼片(1)的连接方式或是轴瓦、轴承、螺纹连接或是齿轮、链条连接。
3.按权利要求1所述的一种垂直变角平旋翼风(水)能动力机，其特征在于在翼片轴(5)上限定翼片(1)在90°角内转动的限位装置，其数量不少于一处，是在翼片(1)上设有挡块(3)，与挡块(3)相对应，于翼片轴(5)段上的水平点、垂直点设有挡头(2)。
4.按权利要求1所述的一种垂直轴变角平旋翼风(水)能动力机，其特征在于翼片(1)的横断面似飞机翼状的流线体，翼片的前半翼有对称的流线形表面，翼片(1)的后半翼一侧为下凹的流线形表面，另一侧为凸起流线形表面。
专利摘要一种垂直轴变角平旋翼风(水)能动力机，属风(水)能的动力装置，其特征是在垂直动力输出轴上设有三片以上的翼片，翼片活动连接在单层或多层的翼片轴上，翼片的数量或是单级或是多级串接，且与地平面平行，翼片轴间的间隔相等，翼片仅能在水平至垂直的90°角内分别绕翼片轴作正、反向转动，且在翼片轴、翼片上设有限位装置，翼片的横断面似飞机翼的流线形体，在每层翼片轴上活动连接的翼片或是按顺时针或逆时针的同向排列，翼片轴以上部分——后半翼的面积大于翼片轴以下部分——前半翼的面积，且前半翼的重量大于后半翼的重量。本实用新型既可利用风能，也可利用水能，且不受流向限制，可自行低能量启动，具有力矩大、阻力小、效率高的特点。
文档编号F03D3/00GK2683889SQ200420042339
公开日2005年3月9日 申请日期2004年3月29日 优先权日2004年3月29日
发明者赵德禄 申请人:赵德禄