专利名称：机械式恒速风轮机的制作方法
技术领域：
本发明属于风能利用与开发领域，特别是一种不消耗任何有限能源、零污染、零碳排的风能高利用率机械设备。
背景技术：
能源与环境危机是一个全球性的巨大难题，如何开发和利用可再生能源是我们的紧迫任务。人类在风能开发与利用方面已经做了大量的工作，例如风力发电设备等。瞬时风力是变化莫测的，到目前为止，所有的风电设备都是将这种变化的风力所转换的变化的电能储存在蓄电池里，再通过复杂的电子控制装置发出恒定的电流供人们使用，一般是用恒定的电流再去驱动机械设备。毫无疑问，这一转换过程本身消耗或浪费掉了巨大的风能。 本发明是一种风能利用的机械式恒速风轮机，它本身不使用、消耗任何电能，而是直接将变化的风力转换为较为恒速的机械能输出，基本上保持或节约了所利用的风能。同时本发明较之现有风轮机结构大大简化，体积小，重量轻，制造成本也大大降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型的风能利用机械设备。本发明是这样实现的机械式恒速风轮机，主要包括离心式钢球调速器、花键轴、滑移变模数齿轮和多圈变模数端面输出齿轮，其特征在于所述滑移变模数齿轮铰接在离心式钢球调速器的下端， 并可在花键轴上上下滑移。本发明采用上述结构后，风力变大时，垂直轴转速加快，离心式钢球调速器的钢球在离心力作用下外张，带动滑移变模数齿轮向上滑移，则滑移变模数齿轮的外缘轮齿与多圈变模数端面输出齿轮的较大半径上的一圈变模数轮齿相啮合，使得多圈变模数端面输出齿轮的转速下降，基本上稳定在恒定转速(由啮合齿轮副的齿数、模数、间距等确定)上。同理，当风力变小时，垂直轴转速减慢，离心式钢球调速器的钢球内收，滑移变模数齿轮向下滑移，则其外缘轮齿与多圈变模数端面输出齿轮的较小半径上的一圈变模数轮齿相啮合， 使得多圈变模数端面输出齿轮的转速升高，又基本上稳定在恒定转速上。从整机工作过程看，不管风力如何变化，多圈变模数端面输出齿轮的转速总是在规定转速附近波动，基本保持在规定的恒定转速上。
图1为本发明的一种结构示意图，图2为图1所示多圈变模数端面输出齿轮(4) 的端面结构图。附图中，1为叶片、2为垂直轴、3为轮毂、4为多圈变模数端面输出齿轮、5为底座、6 为花键轴、7为滑移变模数齿轮、8为离心式钢球调速器，9为输出齿轮体、10为变模数轮齿。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的实施例作详细说明。如图1所示，本发明为一种新型的机械式恒速风轮机，主要包括叶片、垂直轴、花键轴、离心式钢球调速器、滑移变模数齿轮和多圈变模数端面输出齿轮。离心式钢球调速器下端铰接着只有一个齿宽的滑移变模数齿轮，滑移变模数齿轮可在花键轴上上下滑移；多圈变模数端面输出齿轮由输出齿轮体上加工出多圈变模数轮齿，滑移变模数齿轮可与多圈变模数端面输出齿轮的任意一圈轮齿相啮合。自然风力大小是瞬时变化的，风力变大时，垂直轴转速加快，离心式钢球调速器的钢球在离心力作用下外张，带动滑移变模数齿轮向上滑移，则滑移变模数齿轮的外缘轮齿与多圈变模数端面输出齿轮的较大半径上的一圈变模数轮齿相啮合，使得多圈变模数端面输出齿轮的转速下降，基本上稳定在恒定转速(由啮合齿轮副的齿数、模数、间距等确定) 上。同理，当风力变小时，垂直轴转速减慢，离心式钢球调速器的钢球内收，滑移变模数齿轮向下滑移，则其外缘轮齿与多圈变模数端面输出齿轮的较小半径上的一圈变模数轮齿相啮合，使得多圈变模数端面输出齿轮的转速升高，又基本上稳定在恒定转速上。从整机工作过程看，不管风力如何变化，离心式钢球调速器总是产生即时响应，使得多圈变模数端面输出齿轮的转速总是在规定转速附近波动，基本上维持在规定的恒定转速上。
权利要求
1.机械式恒速风轮机，主要包括叶片(1)、垂直轴O)、花键轴(6)、离心式钢球调速器 (8)、滑移变模数齿轮(7)和多圈变模数端面输出齿轮G)，其特征在于垂直轴( 上装有离心式钢球调速器(8)。
2.根据权利要求1所述的机械式恒速风轮机，其特征在于离心式钢球调速器(8)下端铰接着只有一个齿宽的滑移变模数齿轮(7)。
3.根据权利要求2所述的机械式恒速风轮机，其特征在于滑移变模数齿轮(7)可在花键轴(6)上上下滑移。
4.根据权利要求3所述的机械式恒速风轮机，其特征在于滑移变模数齿轮(7)可与多圈变模数端面输出齿轮的任意一圈轮齿(10)相啮合。
5.根据权利要求4所述的机械式恒速风轮机，其特征在于多圈变模数端面输出齿轮 (4)由输出齿轮体(9)端面上加工出多圈变模数轮齿(10)。
6.根据权利要求5所述的多圈变模数端面输出齿轮0)，其特征在于所述的输出齿轮体(9)上的变模数轮齿(10)的各圈径向间隔δ大于齿宽。
全文摘要
机械式恒速风轮机，属于风能利用与开发领域，特别是一种不消耗任何有限能源、零污染、零碳排的风能高利用率机械设备。主要包括叶片、垂直轴、花键轴、离心式钢球调速器、滑移变模数齿轮和多圈变模数端面输出齿轮。特点是，当变化的风力推动垂直轴变速转动时，通过离心式钢球调速器的作用，滑移变模数齿轮即时改变与多圈变模数端面输出齿轮啮合的半径，达到了恒定输出转速的目的。本发明较之现有的风轮机风能利用率高，无需复杂的电子控制装置和蓄电池，结构简单，容易制造。
文档编号F03D7/06GK102235301SQ201010177089
公开日2011年11月9日 申请日期2010年5月6日 优先权日2010年5月6日
发明者丁明成, 于西昌, 褚中华 申请人:丁明成