专利名称：具集流转换风能装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种具有与风向成直角的旋转轴线的风力发动机，特别是一种具有导风装置的风力发动机。
背景技术：
风力发动机，在现代能源开发领域，具有重要地位，随着科学技术发展，风力发动机的型式也日渐增多，为了提高能量的利用率，美国专利4486148提出了集流板结构的改进方案，该集流板可形成有利风力发动机转子旋转工作的迎风面，同时阻挡那些不利于转子旋转工作的风面，但此种结构，对气流容积的控制受到板构造的限制，较难达到气流以最佳状态进入转子叶片，针对上述问题，中国专利名称为“带聚能器流体能转换装置及使用方法”，专利号为ZL94114034.2，提出了另一改进方案，该方案由转子、聚能器、机架、上轨架、下轨架、风舵和联轴器组成，其聚能器包括有聚流侧板、聚流导向板、固定板和构架，形成一自外向内的收缩流道，当流体经此收缩流道时，流速增大，可提高风能利用率，且其转子非工作半周不受高速流场冲击，能量损失减少，其聚流侧板和聚流导向板设有控制系索，可控制收缩流道内的流体流速，并能保证进入转子工作半周的流体流速比较稳定，从而使风力发动机的输出稳定保持在较佳状态，但在其整板式的侧板和导向板，对迎风面的灵敏度调整较差，仍然不能充分发挥集能器的功能，且其相应的二组控制侧板和导向板的系索机构，其结构比较复杂，组装、维护均不方便，该方案的转子、聚能器和风舵均支承在上、下轨架，致使其机架的结构庞大，较难适应大功率风力发动机的配置，并使设备的成本增加。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种改进的具集流转换风能装置，它能提高装置的能量利用率，简化设备结构，并降低制造成本。
为解决上述技术问题采用的技术方案是，聚能器的聚流导向板和聚流侧板至少具有二块板体，每一板体上设置有穿伸于上下支杆的垂轴，各板体可绕垂轴摆动，各垂轴端部和各板体间连设有一弹性元件；风舵和聚能器分别固设在上、下回转架上；上、下回转架围设在上支架的上、下端板上，并可相对上、下端板摆动。
本实用新型藉多块聚流导向板、聚流侧板的结构，使集流风道中的气流速度得到灵敏度较高的调节，从而能明显提高装置的能量利用率，且其调节结构也大为简化，装置的上支架和回转架的配置，使整个装置的结构尺寸缩小，重量降低，既节省制作成本，又能适应各种功率的具集流转换风能装置使用，有利本结构方案的开发和推广使用。
图1是本实用新型具集流转换风能装置纵剖视示意图。
图2是本实用新型具集流转换风能装置轴测示意图。
图3是本实用新型具集流转换风能装置另一轴测示意图。
图4是图1中聚能器部分构件轴测示意图图5是图1中转子轴测示意图。
图6是图5中部分构件示意图。
图7是图1中上支架轴测示意图。
图8是图1中下支架轴测示意图。
图9是图4中部分构件示意图。
具体实施方式
参照图1、2、3，具集流转换风能装置包括有风舵1、上回转架2、上支架3、转子4、聚能器5、下回转架6、输出装置7和下支架8。
风舵1包括有板体11、上固定杆12和下固定杆13，板体11可由塑料板、轻金属板或由框架和纤维布组成，上固定杆12固设在上回转架2的顶面，下固定杆13固设在下回转架6的顶面，形成风舵1可随上、下回转架2、6摆动，板体11可延伸在上固定杆12的上部，使风舵1的迎风面高度大于回转架2的顶端部高度，提高风舵1控制迎风方向的功能。
上回转架2，是一环状体，为便于安装可制成由二半环体连接装配的结构，环状体的断面形状呈U形，其U形内腔容置有一径向轴承21和平面推力轴承22；径向轴承21可为滚子轴承，球轴承等滚动轴承，也可用滑动轴承的含油轴承，径向轴承21用滚动轴承时，其外圈可固定在U形槽底部，滚道直接和上支架3上端板31接触；推力轴承22可为滚子轴承，球轴承等滚动轴承，也可用滑动轴承，其滚动轴承的滚道可直接和U形槽侧边接触，也可和支架3上端板3 1接触，上回转架2顶部固设一封盖23，以防止尘土、污物进入转子4。
上支架3，如图7所示，包括有上端板31、轴承32、34、垂杆33、下端板35，上、下端板31、35呈圆盘状，圆盘缘边311、351可形成为滚动轴承的滚道工作面，圆盘顶面则可形成为滚动轴承的滚道工作面，藉以支承各安设在上支架3的重量，并同时保持上、下回转架2、6的摆动；上、下端板31、35的中心均设有径向轴承和推力轴承，通常采用滚动轴承，用以支承转子4；上、下端板31、35由复数个垂杆34固定连接，垂杆34可为圆钢等各式型材，其固定可用螺纹连接或焊接等方式，其结构则需保证上支架3在各种外载荷作用下的强度和刚度；下端板35上设有复数个通孔36，用以供上支架3和下支架8或类似基座固定连接。
转子4，如图5、6所示，包括有轴41、叶片42、圆框43、外竖杆44、内竖杆45；轴41的两端轴伸支承于上架3的轴承，其一端轴伸46则连接于输出装置7；复数个叶片42均布在轴41的周向，叶片42制成弧状，藉以改善叶片42的流体动力性能，叶片42的外缘边和外竖杆44连接，叶片42的内缘边和内竖杆45连接，内竖杆45和轴41之间保持有一适当距离，该距离可为轴41直径的1～3倍，使气流能在该距离形成的纵向空间中回流，以改善转子4的动力特性，复数个圆框43分别均匀沿纵向固设在外竖杆44上，内外竖杆44、45和圆框43可增加叶片42的刚度和强度；转子4上可设置两组或两组以上的叶片42，分上下层连接装配在轴41上，并利用轴41上的键或类似构造具不同的方位，供安装后的上、下层叶片42具有一定的错位分布，藉以改善转子的动力性能。
聚能器5，由构架和收缩流道两大部分组成，其中构架包括有上下纵杆51、51’上下横杆55和垂杆56，上下纵杆51是指上纵杆和一与其相对应的下纵杆，上下纵杆51’是指另一上纵杆和一与其相对应的另一下纵杆，上下纵杆51和上下纵杆51’一端分别固定在下回转架2、6，另一端则和上下横杆55连接，并呈向外扩张形态，二垂杆56分别固接于上下横杆55；收缩流道包括有上下支杆52、52’、聚流导向板53和聚流侧板53，上下支杆52是指一上支杆和一与其相对应的下支杆，上下支杆52’是指另一上支杆和一与其相对应的另一下支杆，上下支杆52、52’一端分别固接于上、下回转架2、6，另一端分别和二垂杆56连接固定；聚流导向板53至少具有二块板体(如图1、2、3、4所示)，每一板体上设置有穿伸于上下支杆52的垂轴54，垂轴54位于板体的一侧端，当风速大于设定值时，板体在风力作用下绕垂轴54作张开摆动，形成收缩流道的一旁通口，其张口则随着风速的加大而增大，从而可灵敏调节流道内的风速处于比较稳定的情况下进入转子，使风力发动机获得较佳的动力性能，在垂轴54的端部固设有一弹性元件540，图9所示是一扭转弹簧，其一端卡固在垂轴54端的开槽中，另一端则固定在板体上，风力克服弹簧力可使板体张开，风力减小时，板体可在弹簧力作用下闭合或恢复至原位，弹性元件540也可为拉伸弹簧；聚流侧板53’至少具有二块板体，包括有上下支杆52’、垂轴54’和弹性元件540’，其相应结构和功能和聚流导向板53相同；上下支杆52、52’也可设计成直接利用上下纵杆51、51’的结构。
下回转架6，是一环状体，其结构和轴承21’、22’的配置可和上回转架2完全相同，以求装置的结构更加合理。
输出装置7，包括转子4轴伸46上安装的联轴器和输出负载，其输出负载可包括有发电机、空气压缩机或其他类似设备。
下支架8，如图8所示，包括有上端板81、垂杆83和底板84，上端板上设通孔供垂杆83穿伸并和上支架3下端板35固定连接，其中心设通孔82，供转子4的轴伸46穿伸，垂杆83可为各式型材，其固定可用螺纹连接或焊接等方式，其结构则需确保整个装置在各种外载荷(如风力、重力、雨、雪等)作用下的强度和刚度。下支架8也可为箱筒式结构，如图2所示。
使用时，装置可安设在适当位置和高度，在风力作用下，风舵1始终保持聚能器的收缩流道口正对迎风方向，流道中的聚流导向板53和聚流侧板53’可使流动处于较佳状态，从而使装置获得较高的能量利用率。
权利要求1.一种具集流转换风能装置，包括有风舱、回转架、转子、聚能器、支架，各组成均设置在支架上，风舵和聚能器可绕支架中心摆动，转子两端支承在轴承上，转子一端伸连接输出装置，聚能器上设有构架，构架上设置有聚流导向板和聚流侧板构成聚能器流道；其特征在于a聚能器(5)的聚流导向板(53)和聚流侧板(53′)至少具有二块板体，每一板体上设置有穿伸于上下支杆(52、52′)的垂轴(54、54’)，各板体可绕垂轴(54、54′)摆动，垂轴(54、54’)端部和各板体间连设有一弹性元件(540)；b风舵(1)和聚能器(5)分别固定在上、下回转架(2、6)上；c上、下回转架(2、6)围设在上支架(3)的上、下端板(31、35)，并可相对上、下端板(31、35)摆动。
2.根据权利要求1所述的风能装置，其特征是聚能器(5)的弹性之件(540)可为扭转弹簧或拉伸弹簧。
3.根据权利要求1所述的风能装置，其特征是上支架(3)可固定设置在下支架(8)上，下支架(8)可为支架式或箱筒式结构。
4.据权利要求1所述的风能装置，其特征是风舵(1)的迎风面高度可大于上回转架(2)的顶端部高度。
5.根据权利要求1所述的风能装置，其特征是转子(4)的叶片(42)呈弧状，叶片(42)外缘边和外竖杆(44)连接，叶片(42)内缘边和内竖杆(45)连接，复数个圆框(43)分别均匀沿纵向固设在外竖杆(44)上，内竖杆(45)和轴(41)之间保持有一适当距离。
专利摘要本实用新型提供了一种具集流转换风能装置,涉及一种具有导风装置的风力发动机,主要解决提高能量利用率等技术问题,其相应采用的技术方案是,聚能器的流导向板和聚流侧板至少具有二块板体,每一板体上设置有穿伸于上下支杆的垂轴,各板体可绕垂轴摆动,各垂轴端部和各板体间连设有弹性元件,风舵和聚能器分别固设在上、下回转架上,上、下回转架围设在上支架的上端板上,并可相对上、下端板摆动,藉此构成一具有灵敏调节风速的风能装置,适用各种功率范围的风力发动机。
文档编号F03D3/04GK2500832SQ0125464
公开日2002年7月17日 申请日期2001年11月12日 优先权日2001年11月12日
发明者姚玉龙, 姚似锦, 姚文胜 申请人:姚玉龙, 姚似锦, 姚文胜