专利名称：卧式面积差风车的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种风力发电装置，尤其涉及一种能形成上、下叶片受风面积差的风车。
背景技术：
随着当前全球气候变化的加剧，节能减排已经成为全人类的共识。为了以后的生存和发展，我国也在不断加大节能减排的力度，而发展可再生能源是节能减排的一项重要举措，其中风能的利用开发由于能量来源丰富、易开发等优点而被广泛关注。现有的风力发电机具有投资成本高、运行效率低的缺陷，降低其成本，提高其效率一直是风力发电机的发展趋势。如图1所示，中国专利CN201194779提供了一种聚风型卧式高效低成本风力发电机，其主要由风轮、传动轴、发电机4、轴承座、聚风装置、风向陀、支架和圆形滑道、蓄电池、逆变器等组成。风轮I的传动轴3两端分别安装发电机4，两发电机4和风轮I之间安装有轴承座10，轴承座10底部接有支脚7，支脚7与底座9的圆形滑道8卡接，风轮I可随支脚7在圆形滑道8滑动，发电机4的外壳通过支架11固定在支脚7上，风轮I下半部的前方安装有聚风装置6，风向陀2分别安装在轴承座10和聚风装置6上。通过以上的改进和创新，不用安高杆，可减少投资30 40%，因能安装在楼顶，又可多捕获风能20%，因风向陀够力，可随时正对东南西北风，因风轮较大，又安装有聚风装置，可消除风的阻力，增加风量和风速一倍多，使风能转换率提高到20%以上。与传统风机的叶片一样，本专利的风机叶片辐射范围内有效的受风面积等于叶片的面积，对风能的利用率较低。
实用新型内容为了解决现有技术的风力发电机对风能的利用率偏低的问题，本实用新型提供了一种卧式面积差风力发电装置，本实用新型通过改进叶片结构，有效解决了现有技术中的问题，提高了对风能的利用率。本实用新型的所要保护的装置为，卧式面积差风车，其包括叶片组合件、风车支架以及轮轴11 ;所述轮轴11水平设置在所述风车支架顶端；所述叶片组合件的数量至少为I个，其水平分布在所述轮轴11上，并围绕所述轮轴11旋转；每个所述叶片组合件分别包括一组叶片1，各个所述叶片I均匀分布在所述轮轴11的周向外壁上；所述叶片I包括一对轴承2 ;所述叶片I边缘通过一对所述轴承2与叶片骨架4相连接，所述叶片I以一对所述轴承2之间的连线为轴旋转。与风向垂直时，所述叶片I接受风力的吹动；与风向平行时，所述叶片I躲避风力，以此形成上下叶片I的受风面积差，从而推动风车转动。[0011]一对所述轴承2分别设置在所述叶片I边长的I 6处。在具体实施中，一对轴承2将所述叶片I划分为第一受风面3-1和第二受风面3-2 ;所述第一受风面3-1的面积占所述7叶片I面积的30 40%。所述风车还包括锁定单元；所述锁定单元为电磁铁结构，其包括磁条5、叶片位置感应模块以及电磁闩6 ；所述磁条5的数量为一组，其分布在所述叶片I与叶片骨架4的间隙中；所述叶片I边缘处设有开孔，所述电磁闩6 —端固定在所述叶片骨架4上，另一端活动设置在所述叶片I的开孔中；所述叶片位置感应模块分别与所述磁条5以及电磁闩6电连接。叶片位置感应模块的作用是感应叶片I的位置，并转化为电子信号传输至磁条5和电磁闩6，以控制磁条5的吸引或排斥、电磁闩6的启闭。当叶片I处于不同位置时，磁条5通过得电或失电使叶片I和叶片骨架4相互吸引或排斥，即磁条5具有稳定叶片I的作用。电磁円6为一个电子插棍，电磁円6接收叶片位置感应模块发送的信号，电磁円6插入叶片I边缘的开孔使叶片I和叶片骨架4固定为一体；电磁闩6退出开孔使叶片I和叶片骨架4产生相对移动，叶片I自动调整位置以减少受风面积。在具体实施中，磁条5和电磁闩6分别设置在靠近所述轮轴11 一侧的叶片I边缘。所述叶片组合件的数量为I 3个，单个所述叶片组合件包括3 5片叶片1，相邻所述叶片I之间的夹角为72 120度。在具体实施中，所述叶片组合件的数量为2个，单个所述叶片组合件中包括4片叶片1，相邻所述叶片I之间的夹角为90度。所述风车支架包括中心支架7、侧支架8和圆形轨道9 ;所述中心支架7设置在所述圆形轨道9的中心轴线上，所述侧支架8的数量为一对，其对称分布在所述中心支架7两侦牝一对所述侧支架8底端活动设置在所述圆形轨道9中，所述轮轴11水平穿过所述中心支架7并固定在一对所述侧支架8顶端。所述轮轴11 一端设有发电机10。所述风车还包括自动化控制单元，其包括风陀螺、模数转换电路以及驱动电机；模数转换电路分别与风陀螺以及驱动电机电连接，驱动电机设置在侧支架8上，并驱动侧支架8沿圆形轨道9旋转。风陀螺输出的信号传输至模数转换电路，模拟转换电路控制驱动电机，从而控制侧支架8的位置，保证风车始终面向来风方向。本实用新型的工作原理是，每当叶片I运动至与轮轴11等高并准备向上继续运动时，锁定单元中的磁条5通电，产生吸引力，同时电磁闩6插入到叶片I边缘的开孔中，使叶片I与叶片骨架4固定为一体，且二者重合在同一个平面内。随着叶片I继续向上运行，叶片I和叶片骨架4做为一个整体接受风能，受风面积为整个叶片I面积；当叶片I运动至与轮轴11等高且准备继续向下运动时，锁定单元中的磁条5失电，同时电磁闩6从叶片I边缘的开孔中退出；随着叶片I继续向下运行，由于转轴2两侧的叶片I受力不均，使叶片I旋转至与叶片骨架4垂直，减少了轮轴11下方的受风面积，与轮轴11上方的叶片I始终形成一个受风面积差，确保了风车的连续运行。[0026]在地面附近，风力随着高度的上升而不断加大，这对于传统对称三叶片的风机存在着受力不均的不利条件，而对于本装置来说恰恰是一个优势，高处的高风速提高了风机的出力，低处的低风速减少了风机的阻力。与现有技术相比，本实用新型设计有能随位置变化而启闭的叶片，其有效受风面积仅为辐射面积的一半，受风面积紧凑，且不用制造巨大的叶片及相应的支架，在提高风机出力的同时能够大大降低叶片的成本。
图1为现有技术中的风车结构示意图；图2为本实用新型的卧式面积差风车的结构示意图；附图编号说明1-叶片；2_轴承；3_1第一受风面；3_2第二受风面；4_叶片骨架；5_磁条；6_电磁闩；7_中心支架；8_侧支架；9_圆形轨道；10-发电机；11_轮轴；
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细地说明，本实用新型的保护范围不局限于下述的具体实施方式
。
具体实施方式
如图2所示，卧式面积差风车，包括叶片组合件、风车支架以及轮轴11。轮轴11水平设置在风车支架顶端；叶片组合件的数量为2个，其水平分布在轮轴11上，并围绕轮轴11旋转；每个叶片组合件分别包括4片叶片1，其均匀分布在轮轴11的周向外壁上，相邻叶片I之间的夹角为90度。叶片I包括轴承2 ;叶片I边缘通过一对轴承2与叶片骨架4相连接，叶片I以一对轴承2之间的连线为轴旋转。一对轴承2将叶片I划分为第一受风面3-1和第二受风面3-2 ;第一受风面3_1的面积占叶片I面积的35%。锁定单元为电磁铁结构，其包括磁条5、叶片位置感应模块以及电磁闩6 ；磁条5的数量为一对，其对称分布在叶片I与叶片骨架4的间隙中；叶片I边缘处设有开孔，电磁闩6为一个电子插棍，其一端固定在叶片骨架4上，另一端活动设置在叶片I的开孔中；叶片位置感应模块分别与磁条5以及电磁闩6电连接。风车支架包括中心支架7、侧支架8以及圆形轨道9 ;中心支架7以及侧支架8垂直间隔分布，侧支架8的数量为一对，其对称分布在中心支架7两侧；侧支架8底端活动设置在圆形轨道9中，中心支架7设置在圆形轨道9的中心轴线上。轮轴11沿水平方向、贯穿设置在中心支架7以及侧支架8顶端；轮轴11 一端设有发电机10。风车还包括自动化控制单元，其包括风陀螺、模数转换电路以及驱动电机；模数转换电路分别与风陀螺以及驱动电机电连接，驱动电机设置在侧支架8上，并驱动侧支架8沿圆形轨道9旋转。上述技术方案只是本实用新型的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本实用新型公开了原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本实用新型上述具体实施方式
所描述的结构，因此前面描述的方式只是优选地，而并不具有限制性的意义。
权利要求1.卧式面积差风车，其特征在于: 所述风车包括叶片组合件、风车支架以及轮轴(11);所述轮轴(11)水平设置在所述风车支架顶端；所述叶片组合件的数量至少为I个，其水平分布在所述轮轴(11)上，并围绕所述轮轴(11)旋转； 每个所述叶片组合件分别包括一组叶片(I )，各个所述叶片(I)均匀分布在所述轮轴(11)的周向外壁上； 所述叶片(I)包括一对轴承(2);所述叶片(I)边缘通过一对所述轴承(2)与叶片骨架(4)相连接，所述叶片(I)以一对所述轴承(2)之间的连线为轴旋转。
2.根据权利要求1所述的卧式面积差风车，其特征在于: 一对所述轴承(2)分别设置在所述叶片(I)边长的^$处。
3.根据权利要求1所述的卧式面积差风车，其特征在于: 所述风车还包括锁定单元；所述锁定单元为电磁铁结构，其包括磁条(5)、叶片位置感应模块以及电磁闩(6);所述磁条(5)的数量为一组，其分布在所述叶片(I)与叶片骨架(4)的间隙中；所述叶片(I)边缘处设有开孔，所述电磁闩(6)—端固定在所述叶片骨架(4)上，另一端活动设置在所述叶片(I)的开孔中；所述叶片位置感应模块分别与所述磁条(5)以及电磁闩(6)电连接。
4.根据权利要求1所述的卧式面积差风车，其特征在于: 所述叶片组合件的数量为I 3个，单个所述叶片组合件中包括3 5片叶片(I)，相邻所述叶片(I)之间的夹角为72 120度。
5.根据权利要求4所述的卧式面积差风车，其特征在于: 所述叶片组合件的数量为2个，单个所述叶片组合件中包括4片叶片(I )，相邻所述叶片(I)之间的夹角为90度。
6.根据权利要求1所述的卧式面积差风车，其特征在于: 所述风车支架包括中心支架(7)、侧支架(8)和圆形轨道(9);所述中心支架(7)设置在所述圆形轨道(9)的中心轴线上，所述侧支架(8)的数量为一对，其对称分布在所述中心支架(7 )两侧，一对所述侧支架(8 )底端活动设置在所述圆形轨道(9 )中，所述轮轴(11)水平穿过所述中心支架(7)并固定在一对所述侧支架(8)顶端。
7.根据权利要求1或6所述的卧式面积差风车，其特征在于: 所述轮轴(11) 一端设有发电机(10)。
8.根据权利要求5所述的卧式面积差风车，其特征在于: 所述风车还包括自动化控制单元，其包括风陀螺、模数转换电路以及驱动电机；所述模数转换电路分别与所述风陀螺以及驱动电机电连接，所述驱动电机设置在所述侧支架(8)上，并驱动所述侧支架(8 )沿所述圆形轨道(9 )旋转。
专利摘要本实用新型为卧式面积差风车，其包括叶片组合件、风车支架以及轮轴(11)；轮轴(11)水平设置在风车支架顶端；叶片组合件的数量至少为1个，其水平分布在轮轴(11)上，并围绕轮轴(11)旋转；每个叶片组合件分别包括一组叶片(1)，各个叶片(1)均匀分布在轮轴(11)的周向外壁上；叶片(1)包括一对轴承(2)；叶片(1)边缘通过一对轴承(2)与叶片骨架(4)相连接，叶片(1)以一对轴承(2)之间的连线为轴旋转；本实用新型的叶片能随位置变化而启闭，其有效受风面积仅为辐射面积的一半，受风面积紧凑，且不用制造巨大的叶片及相应的支架，在提高风机出力的同时大大降低了叶片的成本。
文档编号F03D1/06GK202914247SQ201220548790
公开日2013年5月1日 申请日期2012年10月24日 优先权日2012年10月24日
发明者张子慎 申请人:中国石油化工股份有限公司