应变自发风力发电机技术领域：
本发明应变自发风力发电机，属于可再生能源的风能发电领
域。
背景技术：
能源关系到人类的生死存亡，煤和石油是全世界几百年来的主
要能源，造就了人类的现代文明，但又破坏了人类的生存环境，所
以当前拯救地球、治理大气污染的呼声日益高涨。又因其不可再生
性，使全世界的能源危机逐渐逼近。
风能和太阳能是不可穷尽的清洁能源，深受全世界人民的重
视，但其成本较高，利用率较低。如何降低成本，提高效率是世界
各国研究的方向。
就风力发电而言，可分两大类，第一类是水平轴风力机，其迎
风面大，效率较高，但其成本较高，起动风速较大，且有方向尾翼，
特大风速时自我保护较难，而且所配套的电磁发电机容易发热退磁
或引起火灾，主要适合于作大型风力机，在常年大风地区使用。第
二类是垂直轴风力机，优点是不要方向尾翼，安装制造较易，风速
很大时能自动降低风能利用率以自我保护，但其有一半风轮总是作
负功，因此效率很低，起动风速也不太小。
从发电方式分，至今为止的一切发电可分为两大类：第一类是
自发式，第二类是他发式，除了光伏和化学电池是自发式以外，他
发式发电如太阳能热发电、火力发电和水力发电等，当今市场上的
一切风力发电也都是他发式，即收集风能而驱动电磁发电机发电，
不但增加了成本和重量，而且微风难以启动。
本发明就是要解决上述问题，就是要发明一种起动风速很小、
能大量利用微风、风能利用系数很大、不需外加电磁发电机而自身
就能发电、能避免导线过热的危害且成本低廉的垂直轴风力发电
机，能保持垂直轴风力发电机的优点而克服其缺点。
发明内容：
1、一种应变自发风力发电机，它由沿着大立柱串装的一个或多个发
电单元构成，每一个发电单元，包括部分大立柱、磁转筒、导线包、翼框
和翼户，其特殊之外在于；
A、所述大立柱，下端固连于底座，有导线包包围它的一部分并和它
固定连接，所述导线包是一系列的串联在一起的线圈组成，每个线圈的长
边的方向顺着大立柱母线方向，其短边或从大立柱的柱体的横孔中横穿过
去，或缠绕于大立柱，导线包的两个线头穿出所述风力发电机之外：
B、所述磁转筒，由一个或多个磁板壳和两个连件盘构成，每个磁板
壳的两端都分别和两个连件盘固定连接，两个连件盘与所述大立柱活动连
接，所谓磁板壳是带磁性的曲面板或平板或长条物；所述磁转筒位于所述
导线包的外围，它或是栅栏状的，或是带有通风孔的封闭状的，或是曲面
形的，或是多边形的；
C、所述磁板壳的内表面和外表面或其两边分别是磁极即N极和S极，
各个磁板壳形成的磁力线穿过与大立柱固定连接的所述的导线包；
D、所述翼框是一个框架，该框架是由两个横梁和一个或多个垂直连
接件构成，两个横梁各有一端分别和所述两个连件盘固定连接，在连件盘
周围有对称排列的偶数个翼框；
E、所述翼户，包括叶框、叶片、槽轮、及其转轴和挠传器件、翼户
以翼框为载体，所述叶框，是一个框架或骨架，叶片固连于其上，构成凹
壳，所述槽轮与所述转轴固连，所述转轴与所述叶框的上横框边固连，同
时，所述转轴与所述翼框的上横框边作活动连接，所述叶框的下横框边通
过转轴或心轴与所述翼框的下横框边作活动连接，所述挠传器件是挠性传
力器件，每个槽轮上都有两条，这两条挠传器件的各自一端沿所述槽轮以
相反方向固结于其槽；
F、在所述位于连件盘两侧的摆成一条直线的两个翼框的上横框边上
的两个槽轮，用于连接它们的两条挠传器件，以交叉的方式相互连接；
G、所述关于连件盘为对称的两个翼框，它们各自所载的翼户，相互
间的位相角的差的绝对值大于零。
2、所述大立柱是由包含有导磁物质的绝缘材料做成的，或者是由绝
缘材料做成的，或者是由非绝缘缘材料做成的。
3、每个翼户的叶框上框边和下框边的上、下两个转轴或心轴具有同
轴心线性。
4、所述位于翼户的上框边和下框边的转轴或心轴，其位置是在翼户
的横向框边的两个端点之内。
附图说明：
图1是本发明的主视图；
图2是本发明的俯视图；
图3是本发明的磁转筒的剖视图；
图4是本发明的另一种磁转筒的剖视图；
具体实施方式：
在图1中为表示清楚，把南边的翼框和它所载的翼户已经全部
卸掉，图中1是翼框；2是叶框；3是竖连件；4是磁转筒；5是轴
承；6是转轴；7是槽轮；槽轮和转轴是固定连接；8是导线包；9
是绕线轮；10是大立柱；11是大轴承；12是翼框的横梁，翼户的
转轴或心轴都分别与它们连接。在图2中，13是挠传器件，即挠
性传力器件，它由大立柱的孔中穿过，其端头固结于槽轮；14是
连件盘，翼框的横梁都与它固连；15是翼户，它以翼框为载体；
16是翼户的叶片，它与叶框2固定连接。
图3是栅状磁转筒的横断面，图中，4是磁转图，14是连件盘，
9是绕线轮，10是大立柱。
图4是另一种方案，即封闭圆筒式磁转筒的横断面，图中，1
是内壁带有磁体的圆筒形磁转筒，磁极位于磁转筒的内表面和外表
面；2是绕线轮；3是大立柱；4是连件盘。
在图2中，东边翼户的槽轮和西边翼户的槽轮之间有挠传器件
交叉相连，二者的翼户有位相差，同理，北边翼户和南边翼户之间
也因挠传器件交叉相连而受到约束，始终保持一定的位相差。图中
当南风吹向本发明时，西边翼户所生风阻显然远大于东边翼户所生
风阻，所以，风轮沿顺时针方向旋转。如果有北风吹向本发明时，
东边翼户将会绕槽轮轴线沿逆时针方向旋转，与此同时因挠传器件
的拉动和北风的吹动，使西边翼户沿顺时针方向旋转，当东边翼户
转到其叶框和翼框平行时，受到翼框的阻挡而停止，此状态下，东
翼户所生风阻显然远大于西翼户所生风阻，因而图示风轮仍然沿顺
时针方向旋转。以此类推，当东风或西风吹向本发明的风轮时，风
轮永远是沿顺时针方向旋转。翼户受风其所以能绕轴线旋转，是因
其转轴在叶框的上框边是偏置的。
风轮旋转，必然带动连件盘14和磁转筒4旋转，使所述导线
包8切割磁力线而发电。
本发明各翼户的位相因为能随风而应变，能变成使风轮接受的
正功最大而负功最小，因而其风能利用系数远大于固定不变的叶片
的风轮的风能利用系数。
本发明的磁场和导线都很长，有利于散热，避免传统风力发电
机的易着火，或因温昇而退磁。并且因为导线的有效长度，远大于
无效长度，故可节约导线而降低成本。
本发明的优点为：
1、不需另加电磁发电机故成本低廉。
2、风能利用率大。
3、能避免导线发热造成的退磁或火灾。
4、不需方向尾翼。
5、与聚光光伏发电机配合，能助其降温而多发电。
6、起动风速小，能大量利用微风发电。
7、适用地域广，在陆地、高山、海洋或轮船、岛屿等地都能
适用。
8、安装方便、安全稳定，能避免水平轴风电机的头重脚轻。
也能避免在垂直轴风电机的大立柱头上因另装有电磁发电机而造
成的头重脚轻。
9、因其接风边作顺风运动，逆风边因翼户转动而风阻极小，
所以不易被大风破坏，坚固耐用。