专利名称：螺杆式风力发电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种螺杆式风力发电机。
背景技术：
现有的风力发电机包括水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机这两种。其中，水平轴风力发电机中的旋转轴与风向平行，在旋转轴的前端安装有带有叶片的由轮毂限定的风轮。由于轮毂是厚度不同的空心球状体，质量通常在15吨左右，且整个轮毂内腔由4个砂芯组成，使铸造轮毂成本较高，制作该种发电机中的工艺非常复杂；而垂直轴风力发电机主要分为阻力型和升力型，这两种类型中的风轮旋转轴均采用垂直于地面的结构，其中的阻力型风力发电机是利用空气流过叶片产生的阻力作为驱动力，升力型风力发电机是利用空气流过叶片产生的升力作为驱动力，对于阻力型和升力型风力发电机而言，因阻力型的叶片在旋转过程中，会随着叶片转速的增加阻力急剧减小，而升力型反面会增大，故升力型 风力发电机的效率比阻力型高。另一个问题是，升力型风力发电机虽然相对阻力型具有较高的输出功率，但由于其上的叶片采用的弯曲叶片剖面是翼型的，叶片的面积大小与其输出功率成正比，而叶片的面积越大，越需要很大的风力才能将其驱动，所以，该种风力发电机只能放置在有大风力的区域。中国专利201963476U号授权公告的名称为“一种垂直轴风力发电机风轮”中提出，该风轮包括垂直轴的风轮轴和安装在该风轮轴上的螺旋状叶片，且单件叶片的螺旋角度为90 - 180度。其意是通过轻质量的叶片增加迎风阻力所产生的效果，以实现微风起动。该种发电机的风轮轴一端直接或通过传动件带动发电机轴转动，其输出功率的大小也是依靠叶片的面积来决定的，但由于叶片在风力的作用下会使风轮轴产生轴向倾斜力，特别是当叶片的径向面积较大时，其所受到的轴向倾斜力更大，为了避免风轮轴偏移，只能在其一端设置稳定件，从而使风轮轴产生相对较大的阻力，进而影响其输出功率；另外，风轮轴的一端带动电机转动，也会增大其阻力，所以，该种结构的风力发电机的制作成本较高的同时，其输出功率也相对较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用竖向传递动力的方式解决阻力大和制作成本高及结构复杂等问题的螺杆式风力发电机。本发明所提出的螺杆式风力发电机包括螺杆和用于限定螺杆位置的支撑组件，以及传动装置，所述传动装置包括由支撑组件限定的与电机轴相接触的环形带和一端安装在该环形带上的传动件，且使该传动件的另一端在竖向移动时能搭接在螺杆的螺纹上。所述螺杆由同向的双螺纹构成。所述螺杆的上端部安装有轴承，在该轴承外部的两侧和螺杆的顶端分别安装有呈等腰三角形的用于支承环形带的上转动轮或在该轴承外部的两侧分别安装有上转动轮。所述支撑组件具有用于支承螺杆下顶端的平板件和支撑平板件的支架，以及安装在平板件下部且间隔有一定距离的两个下转动轮，且使两个下转动轮与电机轴呈等腰三角形。所述平板件的中部区域设置有用于支承螺杆下端的光滑凹部。所述轴承的两侧安装有矩形架，在每一个矩形架的外端安装有一个上转动轮，且在矩形架的端部安装有用于回转传动件的弯曲件。所述螺杆的顶端安装有旋转叶片。螺杆顶端安装旋转叶片会使螺杆的转速增大。
所述螺杆上的螺纹升角为45度。螺纹升角如果大于或小于45度，均会使传动件的阻力增大。所述螺杆采用相互啮合的双螺杆。本发明所提出的螺杆式风力发电机仅采用螺杆支撑组件，以及传动装置这三部分，其中的螺杆在微风的作用下也易转动，且其转速与风速成正比，所以，该种发电机不仅结构简单，制作成本低，而且由风能转换成电能的效率非常高；另外，因螺杆底端由光滑凹部限定其位置，上部区域由轴承限定其位置，该种限定其位置的方式类似于陀螺，对螺杆的施加的阻力非常小，使其在很小的风力作用下就能转动。
附图I是本发明所提出的螺杆式风力发电机第一个实施例的主视外观结构示意图； 附图2是图I中支撑组件的俯视 附图3是图I中旋转叶片所在部位的俯视 附图4本发明所提出的螺杆式风力发电机第二个实施例的主视外观结构示意 附图5是图I的侧视图。
具体实施例方式 实施例I
参见图I至图3，这三个附图给出本发明所提出的螺杆式风力发电机一个实施例的外观结构。该发电机包括螺杆I、传动装置2和支撑组件3，其中的螺杆I上设置有同向的螺纹11和螺纹12，螺纹11和螺纹12的螺纹升角α为45度，螺杆I的底端设置有尖部13，其上端向上延伸有竖轴14，在竖轴14上安装有轴承15，轴承15外部的两侧分别安装有一个上转动轮16。由于上转动轮16是用于支承传动装置2中环形带21的部件，故上转动轮16还可以设置多个，如在螺杆I的顶端安装有上转动轮(图中没有给出)，使上转动轮16呈等腰三角形(包括没有给出的上转动轮)。轴承15的两侧安装有矩形架17，在每一个矩形架17的外端均安装有一个上转动轮16，且在矩形架17的右端部安装有用于回转传动件22的弯曲件18。为了提高螺杆I的转动力，在竖轴14的顶端安装有旋转叶片19。支撑组件3包括三角形支架31和平板件32，以及用于支撑平板件32的支架33，支架33可由矩形框构成，在平板件32下方的支架33上间隔有一定距离地安装有两个下转动轮34，在两个下转动轮34中间的下方安装有电机4，且使两个下转动轮34与电机4的轴呈等腰三角形；平板件32的中部区域设置有用于支承螺杆I下端尖部13的光滑凹部35，即螺杆I的尖部13旋转在光滑凹部35上。平板件32上设置有两个允许传动件22穿过的通槽36。传动装置2包括环形带21和传动件22，其中的环形带21由上转动轮16和下转动轮34，以及电机4的轴支撑，即环形带21环绕在上转动轮16和下转动轮34，以及电机4的轴的外表面；传动件22可以设置多个，本实施例中只给出四个传动件22，且使每一个传动件22的一端固定在环形带21上，另一端设置有U形部，在环形带21转动时，图I中右侧传动件22的U形部能搭接在螺杆I的螺纹11和螺纹12上。该发电机在工作时，横向风力可以使螺杆I转动，由于传动件22搭接在螺杆I的螺纹11和螺纹12上，传动件22移动可带动环形带21转动，从而带动电机4的轴转动，以实现将风能转换成电能。当传动件22从平板件32上的通槽36穿过后，经下转动轮34阻挡下，可以使其转向，当传动件22经上转动轮16的右侧并向下方移动时，经弯曲件18可以使其向内转动，以使传动件22的U形部能搭接在螺杆I的螺纹11和螺纹12上。参见图4和图5，这两个附图给出本发明所提出的螺杆式风力发电机第二个实施例的外观结构示意图。本实施例中的支撑组件3和传动件2以及电机4与实施例I基本相 同，所不同的是螺杆采用双螺杆，即螺杆5和螺杆6，且使螺杆5和螺杆6相互啮合。当螺杆5和螺杆6受到风力的作用时，螺杆5和螺杆6的转动方向相反。其工作原理也与实施例I相同。
权利要求
1.螺杆式风力发电机，其特征在于该发电机包括螺杆和用于限定螺杆位置的支撑组件，以及传动装置，所述传动装置包括由支撑组件限定的与电机轴相接触的环形带和一端安装在该环形带上的传动件，且使该传动件的另一端在竖向移动时能搭接在螺杆的螺纹上。
2.根据权利要求I所述的螺杆式风力发电机，其特征在于所述螺杆由同向的双螺纹构成。
3.根据权利要求I或2所述的螺杆式风力发电机，其特征在于所述螺杆的上端部安装有轴承，在该轴承外部的两侧和螺杆的顶端分别安装有呈等腰三角形的用于支承环形带的上转动轮或在该轴承外部的两侧分别安装有上转动轮。
4.根据权利要求I所述的螺杆式风力发电机，其特征在于所述支撑组件具有用于支承螺杆下顶端的平板件和支撑平板件的支架，以及安装在平板件下部且间隔有一定距离的两个下转动轮，且使两个下转动轮与电机轴呈等腰三角形。
5.根据权利要求4所述的螺杆式风力发电机，其特征在于所述平板件的中部区域设置有用于支承螺杆下端的光滑凹部。
6.根据权利要求3所述的螺杆式风力发电机，其特征在于所述轴承的两侧安装有矩形架，在每一个矩形架的外端安装有一个上转动轮，且在矩形架的端部安装有用于回转传动件的弯曲件。
7.根据权利要求I所述的螺杆式风力发电机，其特征在于所述螺杆的顶端安装有旋转叶片。
8.根据权利要求I或2所述的螺杆式风力发电机，其特征在于所述螺杆上的螺纹升角为45度。
9.根据权利要求I或2所述的螺杆式风力发电机，其特征在于所述螺杆采用相互啮合的双螺杆。
全文摘要
本发明涉及一种螺杆式风力发电机，该发电机包括螺杆和用于限定螺杆位置的支撑组件，以及传动装置，所述传动装置包括由支撑组件限定的与电机轴相接触的环形带和一端安装在该环形带上的传动件，且使该传动件的另一端在竖向移动时能搭接在螺杆的螺纹上。该风力发电机中的螺杆在微风的作用下也易转动，且其转速与风速成正比，其结构简单，制作成本低，且由风能转换成电能的效率非常高。
文档编号F03D9/00GK102900620SQ20121037290
公开日2013年1月30日 申请日期2012年9月29日 优先权日2012年9月29日
发明者冯桂华 申请人:冯桂华