一种风动机及风动机组合结构的制作方法

本实用新型涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风动机及风动机组合结构。

背景技术：

众所周知的，风能是一种取之不尽用之不竭的可再生新能源，风能作为一种清洁的能源，越来越受到世界各国的重视。其蕴量巨大，全球的风能约为2.74×10^9MW，其中可利用的风能为2×10^7MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍，然而，目前的风动机一般为三片桨叶式风动机，桨叶安装于立柱顶部，由于桨叶需面风绕立柱作360°旋转，故对立柱柱体本身难以施展措施加固，具有造价高、风能利用率差，稳固性差、安全系数低的缺点，这是本领域技术人员所不期望见到的。

技术实现要素：

针对上述存在的问题，本实用新型公开了一种风动机，其中，包括内置有竖向主轴的框架，所述竖向主轴设置有至少一对活门式风叶，且每对活门式风叶均呈中心对称布置；

所述活门式风叶包括竖向活门转轴和与所述竖向活门转轴固定连接的风叶片，所述竖向主轴和所述竖向活门转轴之间连接有2根上下设置的横向支撑杆以形成所述风叶片的外部门框，所述竖向活门转轴与所述2根横向支撑杆旋转连接。

上述的风动机，其中，所述竖向活门转轴上设置有限位锁，所述限位锁上设置有凸轮，所述横向支撑杆上设置有匹配所述凸轮的凸台，以在所述竖向活门转轴旋转时卡住所述凸轮，使得所述竖向活门转轴的最大旋转角度为180°。

上述的风动机，其中，2根所述横向支撑之间设置有挡杆，且所述挡杆与所述竖向活门转轴之间的距离小于所述风叶片的宽度。

上述的风动机，其中，所述挡杆与所述风叶片之间设置有缓冲装置。

上述的风动机，其中，所述框架包括顶架、底托和设置于所述顶架和所述底托之间的立柱。

上述的风动机，其中，所述底托上固定设置有第一电磁铁，且所述第一电磁铁环绕所述竖向主轴设置；

所述竖向主轴上对应所述第一电磁铁固定套设有第二电磁铁，且所述第一电磁铁和所述第二电磁铁相对的面磁极相同。

上述的风动机，其中，所述框架为长方体框架。

上述的风动机，其中，所述风叶片包括若干子叶片；

相邻所述子叶片之间通过弹簧连接在一起。

上述的风动机，其中，所述风叶片包括叶片边框和设置于所述叶片边框内的叶片。

本实用新型还公开了一种风动机组合结构，其中，包括多个相配合排列的风动机组，每个所述风动机组均包括若干上述的风动机；

其中，每个所述风动机组中的若干所述风动机均上下依次叠加，且相邻所述风动机的竖向主轴之间均通过联轴器连接；

每个所述风动机组的竖向主轴上设置有链轮，相邻所述风动机组的链轮之间均通过链条连接在一起。

上述实用新型具有如下优点或者有益效果：

本实用新型公开了一种风动机及风动机组合结构，通过设置风动机包括内置有竖向主轴的长方体框架，并于竖向主轴上设置有至少一对呈中心对称布置的活门式风叶，并设置活门式风叶包括竖向活门转轴、与竖向活门转轴固定连接的风叶片、连接于竖向主轴和竖向活门转轴之间并与竖向主轴和竖向活门转轴形成风叶片的外部门框的2根横向支撑杆，且该竖向活门转轴与2根横向支撑杆旋转连接，从而在有风做功时，每对活门式风叶在与风向垂直时均一个处于打开状态，一个处于关闭状态，从而使得每对活门式风叶具有最大的风能差，且由于活门式风叶为360°旋转，因此不受风向的影响，同时本结构由于具有框架，因此稳定性强、安全系数高，无惧台风等恶劣天气的影响；且该结构通过设置每个风叶片均包括若干子叶片，且相邻子叶片之间通过弹簧连接，在风力较大时弹簧拉长，使得风能从缝隙处卸掉，从而提高了风动机的寿命。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未可以按照比例绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。

图1是本实用新型实施例中风动机的俯视图；

图2是本实用新型实施例中风动机的立体图；

图3是本实用新型实施例中风动机的主视图；

图4是本实用新型实施例中活门式风叶结构的示意图；

图5是本实用新型实施例中风叶片的结构示意图；

图6是本实用新型实施例中活门式风叶结构的一种工作状态的示意图；

图7是本实用新型实施例中活门式风叶结构的另一种工作状态的示意图；

图8是本实用新型实施例中风动机组合结构的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本实用新型作进一步的说明，但是不作为本实用新型的限定。

如图1～4所示，本实施例涉及一种风动机，具体的，该风动机包括内置有竖向主轴2(该竖向主轴2旋转的角度为0～360°)的框架1，该竖向转轴2通过2个轴承21固定在该框架1上并可旋转，该竖向主轴2设置有2对活门式风叶3，且每对活门式风叶3均呈中心对称布置，且该2对活门式风叶3形成十字型结构，即相邻活门式风叶3之间相互垂直，在此，设置竖向主轴2和2对活门式风叶3所形成的结构为活门式风叶结构；该活门式风叶3包括竖向活门转轴32和与该竖向活门转轴32固定连接的风叶片34，且竖向主轴2和该竖向活门转轴32之间连接有2根上下设置的横向支撑杆31以形成风叶片34的外部门框，该竖向活门转轴32与2根横向支撑杆31旋转连接。

其中，2根横向支撑杆31之间设置有挡杆33，该档杆33的两端分别与两个横向支撑杆连接以起到支撑2个横向支撑杆31的作用；且该挡杆33与竖向活门转轴32之间的距离小于风叶片34的宽度，以对风叶片34进行限位。

在本实用新型的实施例中，上述竖向活门转轴32上设置有限位锁321，该限位锁321上设置有凸轮3211，该横向支撑杆31上设置有匹配凸轮3211的凸台311，以在竖向活门转轴32旋转时卡住凸轮3211，使得竖向活门转轴32的最大旋转角度为180°，进而和档杆33一起限定了固定在竖向活门转轴32上的风叶片34的旋转角度为0～180°(最大旋转角度如图4标注的180°)；进一步的，该限位锁321上还开设有螺丝孔，以通过螺丝3212将该限位锁321固定在竖向活门转轴32上，松开该螺丝3212，即可通过旋转该限位锁32调整该凸轮3211的位置，进而使得凸轮3211相对于凸台311的位置发生改变，以调整竖向活门转轴32的旋转角度。

在本实用新型的实施例中，可通过两种方式避免风叶在换向复位时直接撞到挡杆33，一种方式是在上述挡杆33于朝向风叶片34的一侧面配置有缓冲垫以用于缓冲风叶片34和挡杆33之间的碰撞，防止风叶片34直接撞到挡板，并减轻了碰撞的声音；另一种方式是在挡杆33上设置有一电磁铁，并风叶片34上对应该电磁铁设置有另一电磁铁，且2个电磁铁相对的面磁极相同，即利用同性磁极相斥的原理使得风叶片34不会与挡板发生碰撞，进而完全消除了碰撞的噪音和碰撞对风叶片34和挡板33的损坏。

在本实用新型的实施例中，如图2所示，上述框架1为包括顶架、底托和设置于顶架和底托之间的立柱的长方体框架1，且顶架内设置有相互垂直的第一固定板11和第二固定板12，底托内设置有相互垂直的第三固定板13和第四固定板14，以用于设置竖向主轴2，且该第一固定板11和第二固定板12的中心与顶架的中心重合，该第二固定板13和第二固定板14的中心与底托的中心重合，该竖向主轴2位于长方体框架1的纵向的中心轴上，以使得该竖向主轴2更加稳固。

在本实用新型的实施例中，如图3所示，上述底托上固定设置有第一电磁铁10，且该第一电磁铁10环绕该竖向主轴2设置且与该竖向主轴2无接触，以防止该第一电磁铁10影响竖向主轴2的旋转；该竖向主轴2上对应该第一电磁铁10固定套设有第二电磁铁20，该第二电磁铁20位于第一电磁铁10的正上方且与该第一电磁铁10之间具有一定的距离，且该第一电磁铁10和第二电磁铁20相对的面磁极相同，以利用磁悬浮的原理将竖向主轴2和活门式风叶3的重量悬浮于中间，以进一步减小该竖向主轴2的转动阻力。

在本实用新型的实施例中，如图5所示，上述风叶片34可为一个整的风叶片，也可以包括多个子叶片；若上述风叶片34包括多个子叶片341，则相邻子叶片341之间通过弹簧342连接在一起，从而在风叶片34受到强风冲击时(例如风力超过设计范围时)，弹簧342会被拉长，风能会从弹簧342的缝隙中卸掉，以提高风动机的稳定性和使用寿命。

优选的，上述风叶片34包括叶片边框和设置于叶片边框内的叶片，该叶片可以为帆布或其他材质。

下面结合附图6和附图7对本实用新型风动机的原理进行详细的阐述：

设置风动机的四个活门式风叶分别为活门式风叶A、活门式风叶B、活门式风叶C和活门式风叶D。

具体的，当有风在做功时，活门式风叶结构旋转到如图6所示的位置时，活门式风叶A和活门式风叶C均垂直于风向，活门式风叶B和活门式风叶D均平行于风向，此时，活门式风叶A的风叶片处于全关闭状态，活门式风叶C的风叶片处于全打开的状态，活门式风叶B和活门式风叶D的风叶片由于平行于风向亦处于全关闭状态，此时，风推动活门式风叶A的风叶片逆时针转动，必然带动该活门式风叶结构逆时针转动，且此时该活门式风叶结构的两侧的风能差值最大，从而能够获得较大的风能。

当活门式风叶结构继续逆时针旋转到如图7所示的位置时，各门式风叶均与风向呈45°夹角，此时，活门式风叶B的风叶片和活门式风叶C的风叶片均打开且平行于风向，活门式风叶A的风叶片和活门式风叶D的风叶片均完全关闭，此时，风推动活门式风叶A的风叶片和活门式风叶D的风叶片逆时针转动，必然带动该活门式风叶结构继续逆时针转动，由于竖向主轴的旋转角度为0～360°，因此其他风向亦然，为减少赘述，在此就不一一列举了。由此可知，本实用新型的活门式风叶结构不受风向的影响，且360°的风向只有一个转动的方向，没有正反转，因此能够提高风能的利用率。

此外，如图8所示，本实用新型还公开了一种风动机组合结构，具体的，该风动机组合结构包括2个相配合排列的风动机组，每个风动机组均包括2个上下依次叠加的风动机；其中，每个风动机组中的2个风动机上下叠加在一起，且相邻风动机的竖向主轴之间均通过联轴器4连接；每个风动机组的竖向主轴上均设置有链轮5，相邻风动机组的链轮5之间均通过链条6连接在一起。

由于上述风动机的外框为长方体框架结构，因此只要将这些长方框架结构阵列式放置并叠加(具体如何放置，如何排列可根据具体情况而定，例如可以叠加呈楼房式)，并将这些风动机通过变速机与发电设备连接，即可形成大型的风动机组合结构，显而易见的，这样的大型风动机组合结构结构稳固，不受恶劣天气的影响，安全系数高。

本领域技术人员应该理解，本领域技术人员在结合现有技术以及上述实施例可以实现变化例，在此不做赘述。这样的变化例并不影响本实用新型的实质内容，在此不予赘述。

以上对本实用新型的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本实用新型的实质内容。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。