一种可直接传输机械能的自动迎风卧式风车的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种卧式风车，具体公开一种可直接传输机械能的自动迎风卧式风车，它通过第一棘轮和第一棘齿条限制风车机壳相对立柱的一个转动方向，通过第二棘轮和第二棘齿条限制风车机壳相对立柱的另一个转动方向；当风车的竖直轴上的负载扭矩大于风舵杆上的扭矩时，使风车机壳被棘轮和棘齿条锁死，不会使叶轮轴与竖直轴之间的机械传动失效。当风舵杆根据风的偏向相对机壳摆动时，风舵杆上的拨杆拨开限制机壳转向迎风方向的棘轮和棘齿条，使风车机壳在风舵杆的作用下转动至正对迎风方向。
【专利说明】—种可直接传输机械能的自动迎风卧式风车
【技术领域】
[0001]本实用新型属于风能利用装置领域，具体涉及一种可直接传输机械能的自动迎风卧式风车。
【背景技术】
[0002]风车分为卧式风车和立式风车，卧式风车的叶轮轴水平设置，立式风车的叶轮轴竖直设置。同等风力下，卧式风车的风能转化机械能的效率高于立式风车。立式风车可以接受任何方向的风力，卧式风车必须通过尾部的风向舵纠正叶轮的受风方向。
[0003]其中，立式风车可以直接将风力转化的机械能通过转动的叶轮轴传向风车立柱下方，卧式风车必须通过正交的锥齿轮组将风力转化的机械能从水平设置的叶轮轴传到竖直轴上，再通过转动的竖直轴将机械能传向风车立柱下方。当卧式风车风向舵上的扭矩小于竖直轴上的负载扭矩时，卧式风车的叶轮轴与竖直轴之间的机械传动将会失效，表现为竖直轴不转动，叶轮轴上的锥齿轮在竖直轴上的锥齿轮上滚动，带动风车围绕立柱转动。
[0004]为避免以上问题，现有的可自动迎风的卧式风车都是将发电机主轴与叶轮轴直接连接，将风能转化为电能，再通过电线将电能通往立柱下方。当需要带动一些机械装置时，还需要将电能通过电机转化为机械能，降低了风能的利用效率，而且发电机必须设置在立柱顶端的风车中，不便于发电机的检修。还有的卧式风车干脆放弃了自动迎风功能，使其达到直接传输机械能的要求，但是其对风能的利用率随风向与其叶轮轴之间的偏角的增大而降低。
[0005]常见的超大型发电风车是通过风向标和控制系统控制使风车自动迎风的，这种自动迎风方式相对中小型风车来说结构比较复杂,增大了风车的成本。
实用新型内容
[0006]针对以上问题，本实用新型的目的在于提供一种可直接传输机械能的自动迎风卧式风车，它可以直接带动位于立柱下方的机械装置或者发电机，而且不影响卧式风车的自动迎风功能。
[0007]为达到以上目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现。
[0008]一种可直接传输机械能的自动迎风卧式风车，其特征在于，包括立柱，固定在立柱上的棘轮座，设置在棘轮座上的机壳，固定在机壳下端的机壳底板，从机壳内穿出的叶轮轴，固定在叶轮轴穿出端的多个叶片，固定套装在叶轮轴中部的主动锥齿轮，设置在机壳后端的铰链座，设置在铰链座两侧的限位板，水平铰接在铰链座上的风舵杆，固定在风舵杆上的风舵片；还包括纵向贯穿棘轮座的竖直轴，固定套装在竖直轴顶端并且与主动锥齿轮啮合的被动锥齿轮；
[0009]所述棘轮座上固定套装有第一棘轮和第二棘轮；所述机壳底板前端的下表面并列铰接有与第一棘轮啮合的第一棘齿条和与第二棘轮啮合的第二棘齿条；所述第一棘齿条和第二棘齿条分布在棘轮座的两侧；所述机壳底板后端的下表面设置有弹簧座，弹簧座上分别连接有牵引第一棘齿条的第一拉簧和牵引第二棘齿条的第二拉簧；所述风舵杆上固定有两个分别伸向第一棘齿条和第二棘齿条的拨杆；所述第一棘轮和第二棘轮半径相等，棘齿偏向相反；所述第一棘齿条上的棘齿和第二棘齿条上的棘齿都向铰接端倾斜。
[0010]上述技术方案的特点和进一步改进:
[0011]所述棘轮座和机壳之间固定有轴承，叶轮轴与机壳之间固定有轴承,竖直轴与棘轮座之间固定有轴承。
[0012]所述第一拉簧和第二拉簧的规格相同，自然长度小于第一棘轮和第二棘轮的半径。
[0013]本实用新型的有益效果是，通过第一棘轮和第一棘齿条限制风车机壳相对立柱的一个转动方向，通过第二棘轮和第二棘齿条限制风车机壳相对立柱的另一个转动方向；当风车的竖直轴上的负载扭矩大于风舵杆上的扭矩时，使风车机壳被棘轮和棘齿条锁死，不会使叶轮轴与竖直轴之间的机械传动失效。当风舵杆根据风的偏向相对机壳摆动时，风舵杆上的拨杆拨开限制机壳转向迎风方向的棘轮和棘齿条，使风车机壳在风舵杆的作用下转动至正对迎风方向。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]下面通过附图和【具体实施方式】对本实用新型进行进一步的说明:
[0015]图1是本实用新型的一种可直接传输机械能的自动迎风卧式风车的正向示意图；
[0016]图2是图1的侧向全剖示意图；
[0017]图3是图2在A-A处的截面向视图；
[0018]图4是图2在B-B处的截面向视图。
[0019]在以上图中:1、机壳；2、叶轮轴；3、叶片；4、主动锥齿轮；5、竖直轴；6、被动锥齿轮；7、铰链座；8、风舵杆；9、风舵片；10、拨杆；11、棘轮座；12、机壳底板；13、第一棘轮；14、第二棘轮；15、弹簧座；16、第二棘齿条；17、第一棘齿条；18、立柱；19、第一拉簧；20、第二拉簧；21、限位板。
【具体实施方式】
[0020]参考图1和图2，为本实用新型的一种可直接传输机械能的自动迎风卧式风车，它包括立柱(18)，在立柱(18)上固定有棘轮座(11)，在棘轮座(11)上设置有机壳(1)，在机壳⑴下端固定有机壳底板(12),机壳⑴内设有叶轮轴(2),叶轮轴⑵一端从机壳(I)内穿出，在叶轮轴(2)穿出端固定有多个叶片(3)，在叶轮轴(2)中部固定套装有主动锥齿轮(4)，在机壳(I)后端设置有铰链座(7)，在铰链座(7)两侧设置有限位板(21)，在铰链座
(7)上水平铰接有风舵杆(8)，在风舵杆(8)上固定有风舵片(9)，在立柱(18)中设有纵向贯穿棘轮座(11)的竖直轴(5)，在竖直轴(5)顶端固定套装有与主动锥齿轮(4)啮合的被动锥齿轮(6)。
[0021]其中，棘轮座(11)上固定套装有第一棘轮(13)和第二棘轮(14)。机壳底板(12)前端的下表面的靠近两边位置并列铰接有与第一棘轮(13)哨合的第一棘齿条(17)和与第二棘轮(14)啮合的第二棘齿条(16)，第一棘齿条(17)和第二棘齿条(16)分布在棘轮座(11)的两侧。机壳底板(12)后端的下表面的中间位置设置有弹簧座(15)，弹簧座(15)上分别连接有牵引第一棘齿条(17)的第一拉簧(19)和牵引第二棘齿条(16)的第二拉簧
(20)。风舵杆(8)上固定有两个分别伸向第一棘齿条(17)和第二棘齿条(16)的拨杆(10)。第一棘轮(13)和第二棘轮(14)半径相等，棘齿偏向相反。第一棘齿条(17)上的棘齿和第二棘齿条(16)上的棘齿都向铰接端倾斜。
[0022]为了减少本实用新型的可直接传输机械能的自动迎风卧式风车的内部阻力，棘轮座(11)和机壳⑴之间固定有轴承，使机壳⑴能够在棘轮座(11)转动，叶轮轴⑵与机壳(I)之间固定有轴承，使叶轮轴(2)能在机壳(I)中转动，竖直轴(5)与棘轮座(11)之间固定有轴承使竖直轴(5)能够在棘轮座(11)上转动。
[0023]参考图3，当风向偏向第一棘齿条(17)时，风舵杆⑶受风力影向，摆向第一棘齿条(17)，风舵杆(8)上的拨杆(10)将第一棘齿条(17)从第一棘轮(13)上拨开，使风舵杆(8)通过限位板(21)带动机壳(I)旋转至迎风方向。此时，第二棘齿条(16)与第二棘轮
(14)顺着棘齿的斜面滑动。
[0024]参考图4，当风向偏向第二棘齿条(17)时，风舵杆⑶受风力影响，摆向第二棘齿条(16)，风舵杆(8)上的拨杆(10)将第二棘齿条(16)从第二棘轮(14)上拨开，使风舵杆
(8)通过限位板(21)带动机壳(I)旋转至迎风方向。此时，第一棘齿条(17)与第一棘轮
(13)顺着棘齿的斜面滑动。
[0025]为了使风舵杆⑶上的拨杆(10)推动第一棘齿条(17)和第二棘齿条(16)时所受的力相等，最好使第一拉簧(19)和第二拉簧(20)的规格相同。为了使第一棘齿条(17)和第二棘齿条(16)在自然情况下能分别与第一棘轮(13)和第二棘轮(14)保持啮合，第一拉簧(19)和第二拉簧(20)的自然长度应小于第一棘轮(13)和第二棘轮(14)的半径。
[0026]显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也包含这些改动和变型在内。
【权利要求】
1.一种可直接传输机械能的自动迎风卧式风车，其特征在于，包括立柱(18)，固定在立柱(18)上的棘轮座(11)，设置在棘轮座(11)上的机壳(I)，固定在机壳(I)下端的机壳底板(12)，从机壳⑴内穿出的叶轮轴(2)，固定在叶轮轴⑵穿出端的多个叶片(3)，固定套装在叶轮轴(2)中部的主动锥齿轮(4)，设置在机壳(I)后端的铰链座(7)，设置在铰链座(7)两侧的限位板(21)，水平铰接在铰链座(7)上的风舵杆(8)，固定在风舵杆⑶上的风舵片(9);还包括纵向贯穿棘轮座(11)的竖直轴(5)，固定套装在竖直轴(5)顶端并且与主动锥齿轮(4)啮合的被动锥齿轮(6)； 所述棘轮座(11)上固定套装有第一棘轮(13)和第二棘轮(14);所述机壳底板(12)前端的下表面并列铰接有与第一棘轮(13)啮合的第一棘齿条(17)和与第二棘轮(14)啮合的第二棘齿条(16);所述第一棘齿条(17)和第二棘齿条(16)分布在棘轮座(11)的两侧；所述机壳底板(12)后端的下表面设置有弹簧座(15)，弹簧座(15)上分别连接有牵引第一棘齿条(17)的第一拉簧(19)和牵引第二棘齿条(16)的第二拉簧(20);所述风舵杆(8)上固定有两个分别伸向第一棘齿条(17)和第二棘齿条(16)的拨杆(10);所述第一棘轮(13)和第二棘轮(14)半径相等，棘齿偏向相反；所述第一棘齿条(17)上的棘齿和第二棘齿条(16)上的棘齿都向铰接端倾斜。
2.如权利要求1所述的一种可直接传输机械能的自动迎风卧式风车，其特征在于，所述棘轮座(11)和机壳(I)之间固定有轴承，叶轮轴(2)与机壳(I)之间固定有轴承，竖直轴(5)与棘轮座(11)之间固定有轴承。
3.如权利要求1所述的一种可直接传输机械能的自动迎风卧式风车，其特征在于，所述第一拉簧(19)和第二拉簧(20)的规格相同，自然长度小于第一棘轮(13)和第二棘轮(14)的半径。
【文档编号】F03D7/04GK203730211SQ201420027922
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年1月10日 优先权日:2014年1月10日
【发明者】崔韬 申请人:崔韬