专利名称：一种帆式垂直轴高效率风能转换设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种帆式垂直轴高效率风能转换设备，属于风能转换技术领域。
背景技术：
风能是取之不尽、用之不完的清洁能源，风能转换是利用风能的重要方式，例如 风力发电，具有节能、环保的特点，受到世界各国的广泛重视。普通的风能转换设备，一般都是浆式，是沿用飞行器空气动力学的基础上发展而来的，为提高发电能量，越来越大型化， 桨叶的直径越来越大，存在问题是桨叶直径越大，转速越慢，因为每一个桨叶是一个整体， 在同一叶片轴上，桨叶自身的阻力将自身产生的动力大部分抵消了，直径越大，桨叶叶尖走的路程越长，但是叶尖走得再快，也应该是风力推动叶尖旋转，因此桨叶直径越大，转速越慢；浆式风动机要求是高转速，转速越大输出功率越大，而且启动风速要求也比较高，转速低就不会产生出大的能量；飞机发动机可以使螺旋桨达到很高的转速，但是，用风能推动风动机螺旋桨达到很高的转速是不可能的，造成风能转换效率低。实用新型内容本实用新型目的是提供一种帆式垂直轴高效率风能转换设备，结构合理，降低成本，提高风能转换效率，解决背景技术中存在的上述问题。本实用新型的技术方案是一种帆式垂直轴高效率风能转换设备，包含垂直布置多个风帆、转动轴、风帆架、帆叶轴、限位机构，风帆通过帆叶轴设置在风帆架上，风帆、帆叶轴、转动轴均为垂直设置，多个风帆架共同连接转动轴，帆叶轴将风帆分为大、小两部分，较小部分的面积与较大部分的面积之比小于三分之一；帆叶轴两侧的风帆架上分别设有限位机构，分别限定风帆的正反两个方向的转动范围，使得风帆与风帆架之间始终留有夹角，也就是风帆与风帆架之间不平行。所说的风帆与风帆架之间始终留有的最小夹角数值为5-60度，并设有角度自动调节机构。例如通过电脑进行自动调节控制。为便于风帆转动做功，风帆可以是平面的，也可以是曲面的。转动轴与风力发电机的旋转轴连接，输出风能转换的电力。所说的多个风帆、风帆架可以设置在支撑架顶部，支撑架支撑连接转动轴；也可以设置在转动平台上，转动平台分为上下两层，相互之间通过磁悬浮方式设置，上层平台随转动轴一起转动，输出动能。本实用新型风力提前切入，延时切出，做功的区明显扩大，风力吹到风帆面上，由于帆叶轴将风帆分为大、小两部分，较小部分开始迎风朝向，风帆做功；随着风帆架的转动， 风帆迎风的角度也发生变化，当转动到风帆的较小部分非迎风朝向时，风帆自动翻转，风帆的较小部分又开始迎风朝向；由于帆叶轴两侧的风帆架上分别设有限位机构，分别限定风帆的正反两个方向的转动范围，强迫风帆在最大的范围内不能与风向平行，风帆与风向有夹角，风帆可以长时间做功。帆叶轴将风帆分为大、小两部分，较小部分的面积与较大部分的面积之比小于三分之一，两部分面积相差越悬殊，做功的效果越好。[0014]风帆共同转动的圆周分为做功区和非做功区，普通的风帆转动是被风力方向分割成做功区和非做功区，各占50%转动周期。而本实用新型由于风帆与风帆架之间始终留有夹角，风力可以提前切入，延时切出，做功的区明显扩大，做功区可以占转动周期的80%以上，大大提高了风能的转化效率。所说的风帆架数量是任意的，根据需要设置；每个风帆架上的风帆数量也是任意的，根据需要设置。多个风帆垂直布置，带动风力发电机旋转，可以通过支撑架将多个风帆设置在较高的位置，便于风力发电，多个风帆也可以通过转盘、平台、支撑架等间接带动风力发电机旋转，便于设置在海面、平地、山顶等风力较大地区。本实用新型的有益效果是本实用新型可以在低转速下产生巨大能量，由于风帆与风帆架之间始终留有夹角，风力可以提前切入，延时切出，做功的区明显扩大，做功区可以占转动周期的80%以上，大大提高了风能的转化效率；低风速(一级风)可以启动，高风速可以自动改变角度，在强风中也可以正常运行，保证稳定的转速。本实用新型可以取代背景技术中的浆式风力发电装置，依靠风能自动调控、自动运转，结构合理，成本低，风能转换效率高。
图1为本实用新型实施例一结构示意图；图2为本实用新型实施例一风帆做功示意图；图3为本实用新型实施例二结构示意图；图中风帆1，帆叶轴2，风帆架3，转动轴4，限位机构5、6，支撑架7，转动平台8。
具体实施方式
以下结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步说明。实施例一，参照附图1。一种帆式高效率风能转换设备，包含垂直布置多个风帆1、转动轴4、风帆架3、帆叶轴2、限位机构5和6，风帆通过帆叶轴设置在风帆架上，风帆、帆叶轴、转动轴均为垂直设置，多个风帆架共同连接转动轴，帆叶轴将风帆分为大、小两部分，较小部分的面积与较大部分的面积之比小于三分之一；帆叶轴两侧的风帆架上分别设有限位机构，分别限定风帆的正反两个方向的转动范围，使得风帆与风帆架之间始终留有夹角，也就是风帆与风帆架之间不平行。所说的风帆与风帆架之间留夹角，通过帆叶轴两侧的风帆架上分别设置的限位机构来进行调解，通过电脑进行自动调节控制。转动轴与风力发电机的旋转轴连接，输出风能转换的电力。所说的多个风帆、风帆架可以设置在支撑架顶部，支撑架支撑连接转动轴ο参照附图2，风力吹到风帆1面上，由于帆叶轴2将风帆分为大、小两部分，较小部分开始迎风朝向，风帆做功；随着风帆架3的转动，风帆迎风的角度也发生变化，当转动到风帆的较小部分非迎风朝向时，风帆自动翻转，风帆的较大部分开始迎风朝向；由于帆叶轴两侧的风帆架上分别设有限位机构5、6，分别限定风帆的正反两个方向的转动范围，强迫风帆在最大的范围内不能与风向平行，风帆与风向有夹角，风帆可以长时间做功。风帆共同转动的圆周分为做功区和非做功区，普通的风帆转动是被风力方向分割成做功区和非做功区，各占50%转动周期。而本实用新型由于风帆与风帆架之间始终留有夹角，风力可以提前切入，延时切出，做功的区明显扩大，做功区可以占转动周期的80%以上，大大提高了风能的转化效率。实施例二，参照附图3。多个风帆1、风帆架3设置在转动平台8上，转动平台分为上下两层，相互之间通过磁悬浮方式设置，上层平台随转动轴一起转动，输出动能。所说的风帆架数量是任意的，根据需要设置；每个风帆架上的风帆数量也是任意的，根据需要设置。
权利要求1.一种帆式垂直轴高效率风能转换设备，其特征在于包含垂直布置多个风帆(1)、转动轴(4)、风帆架(3)、帆叶轴(2)、限位机构(5、6)，风帆通过帆叶轴设置在风帆架上，风帆、 帆叶轴、转动轴均为垂直设置，多个风帆架共同连接转动轴，帆叶轴将风帆分为大、小两部分，较小部分的面积与较大部分的面积之比小于三分之一；帆叶轴两侧的风帆架上分别设有限位机构，分别限定风帆的正反两个方向的转动范围，风帆与风帆架之间留有夹角。
2.根据权利要求1所述之帆式垂直轴高效率风能转换设备，其特征在于转动轴与风力发电机的旋转轴连接，输出风能转换的电力；所说的多个风帆、风帆架设置在支撑架顶部， 支撑架支撑连接转动轴。
3.根据权利要求1所述之帆式高效率风能转换设备，其特征在于多个风帆、风帆架设置在转动平台上，转动平台分为上下两层，相互之间通过磁悬浮方式设置。
4.根据权利要求1或2、3所述之帆式垂直轴高效率风能转换设备，其特征在于所说的风帆与风帆架之间的最小夹角数值为5-60度，并设有角度自动调节机构。
专利摘要本实用新型涉及一种帆式垂直轴高效率风能转换设备，属于风能转换技术领域。技术方案是包含垂直布置多个风帆(1)、转动轴(4)、风帆架(3)、帆叶轴(2)、限位机构(5、6)，风帆通过帆叶轴设置在风帆架上，风帆、帆叶轴、转动轴均为垂直设置，帆叶轴两侧的风帆架上分别设有限位机构，分别限定风帆的正反两个方向的转动范围，风帆与风帆架之间留有夹角。本实用新型由于风帆与风帆架之间始终留有夹角，风力可以提前切入，延时切出，做功的区明显扩大，做功区可以占转动周期的80%以上，大大提高了风能的转化效率；本实用新型可以取代背景技术中的浆式风力发电装置，自动运转，结构合理，成本低，风能转换效率高。
文档编号F03D3/00GK201982251SQ20112008520
公开日2011年9月21日 申请日期2011年3月28日 优先权日2011年3月28日
发明者李建民 申请人:李建民