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1、10申请公布号CN102062043A43申请公布日20110518CN102062043ACN102062043A21申请号201010208072722申请日20100609200910149178120090609CNF03D1/06200601F03D3/06200601F03D7/0020060171申请人吴小平地址黑龙江省齐齐哈尔市铁锋区站前南和平委5组申请人罗天珍72发明人吴小平罗天珍54发明名称旋叶同步式双轮风力发电技术57摘要旋叶同步式双轮风力发电技术,属机械一电子技术应用领域。双轮方式将能产生于风力机物理机制相匹配的效能,本技术的3类构造尤其是万向旋叶双轮之构造,将使效率空。
2、前在同样的回扫面积提高35倍,且结构简化,构件比例合理,可广泛应用于各种风力发电场合中。66本国优先权数据51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书11页附图9页CN102062052A1/2页2旋叶同步式双轮风力发电技术,3类构造之1水平旋叶结构主要是由旋转叶片、叶片曲轴、主轴、主轴载盘、主轴载盘上的滑道鼓、滑道鼓滑道、叶片轮总承、叶片轮总承动力同步输出轴、发电机总承及基座、基座轴孔等组成;3类构造之2垂直旋转叶片构造是由旋转叶片、叶片轴、叶片轴滑柱、主轴、主轴载盘、主轴太阳轮及基座盘太阳轮、主轴行星架、行星轮、以及与行星架刚性联接的滑道盘、推拉杆、推。
3、拉杆滑柱、推拉杆滑道、推拉杆约束、或叶片自转传动轴组件含行星轮、空心轴、滑柱、斜槽、斜槽栓、球头、滑柱驱动连杆以及叶片轮动力输出齿轮、叶片轮同步轴、发电机总承、基座、基座轴孔等组成;3类构造之3万向旋叶构造是由旋转叶片、叶片曲轴、主轴、主轴2向节、主轴上的滑道鼓、滑道鼓滑道、叶片轮总承、叶片轮总承动齿轮、发电机总承及基座等组成;基本工作原理为偏航时方向舵及2个叶片盘总是将主轴载盘的对称线与风向基本平行的趋势产生绕基座轴恢复的力矩,也可采用双电机的失衡电子偏航辅助方式;叶片自转的安排使风的作用将左叶片轮总承及右叶片轮总承沿着相反的转动方向转动;由于主轴上的滑道鼓或滑道盘滑道通过叶片曲轴或叶片自转。
4、传动轴驱动推拉杆等使叶片自转叶片总是在工作的半周面对风向获得推力最大,回程的半周内侧向凤向获得阻力最小;发电机的电力输出线即可采用无滑刷方式也可以采用有滑刷方式,可将发电机总承的叶片轴直接与输出齿轮结合进行输出并控制回转;可考虑加有导流罩或方向舵,但当用于双面受风启动工作;风叶的表面即可以是刚性或弹性的平面或曲面,也可以是复合张力膜结构,当无论正面还是反面向风时,由于风压的作用产生尽可能大的风力,侧向时由于张力而处于平直状态,另外当风压超大时弹力膜的开口将打开使叶片实际受风压不超过破坏值;万向旋叶构造的特征是,2个旋叶主轴水平放置即可以在一条直线上,也可以不在一条支线上,2个主轴被转向轴约束可。
5、以绕转向轴旋转,叶片绕主轴公转的同时也可以自转,叶片表面在半个公转周期内近似与主轴垂直,另外半个公转周期内近似与主轴平行,2个叶片轮总承携全部叶片可以是同步旋转以中分垂面镜像对称,也可以非同步运转正常情况下同步运转且当风叶离地较高的半个公转周期中,叶面平行于主轴,接受最大的风压,离地较低的半个公转周期中,叶面垂直于主轴,减少回程风阻;其特征就在于同时使用2个相向对于万向旋叶方式则是主轴,即叶片公转轴转向相同,2轴同轴或2者轴夹有较小的角度小于0100度回转的叶片轮总承确切地讲是所有叶片的公转轴,也是主轴;偏航处理方式可以只采用方向舵方式也可以是不用方向舵而采用2个叶片轮总承的自调整方式偏航离风。
6、向时,2轮的对风流产生绕基座轴的力矩将失衡,受风面积大的一侧力矩也大,总会有面对风向转动的趋势,另外或者只采用单双发电机偏航自调整方式也是本技术可选的偏航方式之一,另外也可采用上述诸方法的多方法复合方式双电机的失衡电子偏航辅助方式或独立电机驱动方式;叶轮的自转轴可由曲轴端部嵌入由相对转动的闭合滑道中,曲轴端部的位移使曲轴直段旋转,来带动与轴刚性相联的叶片自转来实现,或是由主轴太阳轮通过传动轴来实现,也或是通过主轴载盘滑道约束径向滑柱滑动驱动法或约束轴向滑柱滑动驱动法来实现;结果是2轮上的叶片的自转总是在工作顺风的半周面对风向获得推力最大,回程逆风的半周内侧向凤向获得阻力最小,叶片的自转轴或是平。
7、行于主轴或是垂直于主轴;发电机的电力输出线即可采用无滑刷方式也可以采用有滑刷电流导出方式也或是电磁辐射传输形式;即可加装有导流罩或方向舵也可不加用于双面受风启动工作方式也可以使用导流权利要求书CN102062043ACN102062052A2/2页3罩及方向舵;上述风叶的表面即可以是刚性或弹性的平面或曲面,也可以是复合张力膜结构周边使用刚性框架;双轮万向旋叶方式的构造特征是,2个旋叶主轴水平放置即可以在一条直线上,也可以不在一条支线上,2个主轴被偏航转向轴约束可以绕转向轴旋转,所有叶片绕主轴公转的同时也可以自转自转轴垂直于各自的主轴,所有叶片表面在半个公转周期内垂直或近似与主轴垂直,另外半个公。
8、转周期内平行或近似与主轴平行平行于垂直的偏离程度决定风的外力的恢复力的大小,0100度以下的略微偏离有利于对准自动风向,当风向改变时,可自动跟踪风向,2个叶片轮总承携全部叶片可以是同步旋转以中分垂面镜像对称,也可以非同步运转;叶片的复合张力膜结构的另一个特征是,张力膜即可以是固定安装也可以风帆一样的收起,覆盖面积根据需要选择,强风时面积小些;叶片可以是固定表面形状的,也可以是弹性膜状表面,当风压时呈凹陷状,有利于提高有效风力。1如权利要求1及所述技术,其特征就在于;所述的平行轴旋叶方式是指叶片的自转轴与主轴平行,通过主轴上的滑道鼓滑道与叶片曲轴的配合产生叶片自转。2如权利要求1及所述技术,其特。
9、征就在于;所述的垂直轴旋叶方式是指叶片的自转轴与主轴垂直,通过回转于主轴上的滑道盘滑道或传动轴产生叶片自转。3如权利要求2及所述装置、其特征就在于;所述的旋叶式微风发电装置,可以是由多层垂向构造的结构组合而成塔状结构,有利于节省空间。4如权利要求1及所述技术、其特征就在于所述的风叶表面的复合张力膜是指风叶的中间区域弹性张力膜结构,风吹下可使之凹陷,有利于增加风阻及力学缓冲;风力更加强时张力膜即可以是完整体,也可以是加工有一些泄流隙无强风时处于闭合或微开状态,强风来到时泄流孔逐渐增大;也或者是在上下叶片轮总承与主轴之间增设离心摩擦刹车装置,已达到限速之目的,额外能量以热的形式释放,保护发电机及机。
10、械部件。5如权利要求1及所述技术、其特征就在于;所述的旋叶式微风发电装置,其与基座相连的框架的顶端可装有避雷装置。6如权利要求1及所述技术、其特征就在于;所述的双电机偏航方式是指即可使用方向舵完成偏航,也可以完全不用方向舵用双电机的负载的人为改变来实现偏航功能;具体的讲是将2电机串联或并联使用,改变电机通路中的阻抗或安排2电机的电流通过的大小比例状态;就可改变2电机的转速,由于电机可固定不动,因而叶片轴将绕偏航转轴转动;单电机偏航方式是指加装双刹车装置,可加载在2个通道上,如2个联轴管上,这样单一刹车时或不一致刹车时,叶片轴也将绕偏航转轴转动。7如权利要求1及所述技术、其特征就在于所述的约束径。
11、向滑柱滑动驱动法及约束轴向滑柱滑动驱动法是指设有主轴承载盘柱面上的滑道及主轴承载盘端面滑道;或通过嵌于滑道中的滑块在或经滑动杆以或滑筒或叶片自转轴突柱来产生叶片轴的自转位移。权利要求书CN102062043ACN102062052A1/11页4旋叶同步式双轮风力发电技术0001本发明属机械电子技术应用领域;确切的讲是依靠风力转换成动能及发电的装置。0002目前已使用技术有2大缺陷第1物理缺陷,第2风力的物理匹配缺陷现有风车无论是水平轴还是垂直轴以及各类涡轮方式都存在集能器件的比例失调,面对稀薄相对慢速的气流,无论如何需要大的受风面积良好的风帆形状的凹体状,回程极小的受风面积;这些因素在现有的使。
12、用数百年来的技术方式下是不可能实现的。结合无滑刷技术及常规机械行星齿轮技术;将有更大益处。0003本发明的目的在于解决已有技术的不足之处,以双轮方式及风帆构造,结合旋叶方式,尤其是水平径流方式最优在应用成熟机电领域成果,以一种电控偏航方法,结构极大简化了,效能提高数倍。0004本发明的特点10KW以上的机组的自重问题,巧妙地将叶轮与电机转向约束呈分离状态,转向时不需再需拖带电机,同时在采用双机时会适合一种电控偏航方法,且结构简化,双轮方式将能产生于风力机物理机制相匹配的效能,本技术的3类构造尤其是万向旋叶双轮之构造,将使效率在同样的回扫面积提高35倍,且结构简化,构件比例合理,可广泛应用于各种。
13、风力发电场合中。0005本发明的技术关键0006本技术含3类技术方式3类构造之1水平旋叶结构主要是由旋转叶片、叶片曲轴、主轴、主轴载盘、主轴上的滑道鼓、滑道鼓滑道、叶片轮总承、动力同步输出轴、发电机总承及基座、基座轴孔等组成;3类构造之2垂直旋转叶片构造是由旋转叶片、叶片轴、叶片轴滑柱、主轴、主轴载盘、主轴太阳轮及基座盘太阳轮、主轴行星架、行星轮、以及与行星架刚性联接的滑道盘、推拉杆、推拉杆滑柱、推拉杆滑道、推拉杆约束、或叶片自转传动轴组件含行星轮、空心轴、滑柱、斜槽、斜槽栓、球头、滑柱驱动连杆以及叶片轮动力输出齿轮、叶片轮同步轴、发电机总承、基座、基座轴孔等组成;3类构造之3万向旋叶构造是由。
14、旋转叶片、叶片曲轴、主轴、主轴2向节、主轴上的滑道鼓、滑道鼓滑道、叶片轮总承、叶片轮总承动齿轮、发电机总承及基座等组成;基本工作原理为偏航时方向舵及2个叶片盘总是将主轴载盘的对称线与风向基本平行的趋势产生绕基座轴恢复的力矩,也可采用双电机的失衡电子偏航辅助方式;叶片自转的安排使风的作用将左叶片轮总承及右叶片轮总承沿着相反的转动方向转动;由于主轴上的滑道鼓或滑道盘滑道通过叶片曲轴或叶片自转传动轴驱动推拉杆等使叶片自转叶片总是在工作的半周面对风向获得推力最大,回程的半周内侧向凤向获得阻力最小;发电机的电力输出线即可采用无滑刷方式也可以采用有滑刷方式,可将发电机总承的叶片轴直接与输出齿轮结合进行输出。
15、并控制回转;可考虑加有导流罩或方向舵,但当用于双面受风启动工作;风叶的表面即可以是刚性或弹性的平面或曲面,也可以是复合张力膜结构,当无论正面还是反面向风时,由于风压的作用产生尽可能大的风力,侧向时由于张力而处于平直状态,另外当风压超大时弹力膜的开口将打开使叶片实际受风压不超过破坏值;万向旋叶构造的特征是,2个旋叶主轴水平放置即可以在一条直线上,也可以不在一条支线上,2个主轴被转向轴说明书CN102062043ACN102062052A2/11页5约束可以绕转向轴旋转,叶片绕主轴公转的同时也可以自转,叶片表面在半个公转周期内近似与主轴垂直,另外半个公转周期内近似与主轴平行,2个叶片轮总承携全部叶。
16、片可以是同步旋转以中分垂面镜像对称,也可以非同步运转正常情况下同步运转且当风叶离地较高的半个公转周期中,叶面平行于主轴,接受最大的风压,离地较低的半个公转周期中,叶面垂直于主轴,减少回程风阻;其根本特征就在于同时2个相向对于万向旋叶方式则是转向相同或夹有较小的角度小于100度回转的叶片轮总承及叶片轮总承;偏航处理方式可以采用方向舵也可以是采用2个叶片轮总承自调整式偏航时2轮的对风流产生绕基座轴的力矩将失衡,受风大的一侧力矩也大,总会有面对风向的趋势,另外也可采用双电机的失衡电子偏航辅助方式;叶轮的自转轴可由曲轴端嵌入由相对转动的闭合滑道时,曲轴端部的位移来实现,或由主轴太阳轮通过传动轴来实现2。
17、轮上的叶片的自转总是在工作的半周面对风向获得推力最大,回程的半周内侧向凤向获得阻力最小;发电机的电力输出线即可采用无滑刷方式也可以采用有滑刷电流导出方式;即可加有导流罩或方向舵也可用于双面受风启动工作方式;上述风叶的表面即可以是刚性或弹性的平面或曲面,也可以是复合张力膜结构;万向旋叶构造的特征是,2个旋叶主轴水平放置即可以在一条直线上,也可以不在一条支线上,2个主轴被转向轴约束可以绕转向轴旋转,叶片绕主轴公转的同时也可以自转,叶片表面在半个公转周期内垂直或近似与主轴垂直,另外半个公转周期内平行或近似与主轴平行平行于垂直的偏离程度决定风的外力的恢复力的大小,30度以下的略微偏离有利于对准自动风向。
18、,当风向改变时,可自动跟踪风向;2个叶片轮总承携全部叶片可以是同步旋转以中分垂面镜像对称,也可以非同步运转。张力膜即可以是固定安装也可以风帆一样的收起,覆盖面积根据需要选择,强风时面积小些,这样可抗击强风。0007所述的平行轴旋叶方式是指叶片的自转轴与主轴平行,通过主轴上的滑道鼓滑道与叶片曲轴的配合产生叶片自转。0008所述的垂直轴旋叶方式是指叶片的自转轴与主轴垂直,通过回转于主轴上的滑道盘滑道或传动轴产生叶片自转。0009所述的旋叶式微风发电装置,可以是由多层垂向构造的结构组合而成塔状结构,有利于节省空间。0010所述的风叶表面的复合张力膜是指风叶的中间区域弹性张力膜结构,风吹下可使之凹陷,。
19、有利于增加风阻及力学缓冲;风力更加强时张力膜即可以是完整体,也可以是加工有一些泄流隙无强风时处于闭合或微开状态,强风来到时泄流孔逐渐增大;也或者是在上下叶片轮总承与主轴之间增设离心摩擦刹车装置,已达到限速之目的,额外能量以热的形式释放,保护发电机及机械部件。0011对于实现发电机不用滑刷的结构方式的基本工作原理为当地面上的水平流动的风驱动叶片使叶片轴转动将叶片轴看成是双轮的合成力矩轴即可,连接方式是容易实现的,2向节的功能是即能贯穿自身的叶片轴自由转动又能支撑2端的偏航转轴适当改变结构,整流罩也能起到2向节的功能,叶片轴齿轮将分别驱动偏航转轴齿轮转动偏航转轴齿轮及2套都是由联轴套管刚性连接,偏。
20、航转轴在套管内可自由转动,偏航转轴齿轮可绕该套管自由转动,最终传到行星轮上带动发电机发电;偏航功能即可由方向舵实现,又可以由双电机的控载比例来实现改变2电机的负载比例可产生不同方向及大小的剩余力说明书CN102062043ACN102062052A3/11页6矩,使偏航转轴转动。0012其基本特征是结构中使用了2向节作为叶片轴及偏航转轴的承载部件;内部的齿轮传送方式为单电机比例传动方式或双电机比例传动方式;即可使用方向舵完成偏航,也可以用单电机配合偏航方式加装双刹车装置或双电机偏航方式或附加偏航驱动电机来实现偏航功能;偏航转轴与基座结合的一端可自由旋转并起到支撑全部齿轮,2向节及叶片构件的作用。
21、。0013所述2向节是指承载2个相互垂直的轴叶片轴及偏航转轴,上面至少有一个能使叶片轴贯穿的轴孔,且叶片轴可自由转动。0014所述的内部的齿轮传送方式为单电机比例传动方式是指叶片轴的转矩经2个通道传给发电机;最终由2个齿轮由电机齿轮的任意直径2端齿合,2个通道的齿轮传送到最终与电机齿轮齿合的2个齿轮时,2个齿轮的线速度相等,使得电机齿轮只有自转力矩;当对2路传送通道的转动机械部件采用不同的刹车力矩时,改变不同的力矩大小就可改变整个运动系统对偏航转轴的转动力矩输出,使得产生顺时针及逆时针甚至0力矩。0015所述的内部的齿轮传送方式为双电机比例传动方式是指叶片轴的转矩经2个通道传给发电机;最终由2。
22、个齿轮各自驱动2电机齿轮,此种情况下当2个电机的转轴与偏航转轴平行时,改变2个电机的负载大小就可改变整个运动系统对偏航转轴的转动力矩输出,使得产生顺时针及逆时针甚至0力矩;双机偏航力矩无需耗能。0016所述技术,其特征就在于所述的双电机偏航方式是指改变2电机的分流或加载阻尼情况,就改变2电机的阻尼力矩,而是偏航转轴将产生额外的力矩输出,进行偏航转动。0017再有结构也可以是方向舵所产生的力矩驱动主轴随风转动主轴与方向舵的结合既可以是刚性联接在一起的也可以是以常规的风力助力偏转机构结合,当风力过大时方向舵相对于主轴绕主轴轴线或与该轴线近似平行的轴略微旋转自动偏转一定角度;还可以以自动电子控制装置。
23、的方式实现,这2种方法都被广泛应用使舵的方向顺应风向;叶片的自旋转方式既可以是平行轴旋叶方式也可以是垂直轴旋叶方式;动力的输出可以是由小行星齿轮输出使用行星齿轮与行星架之间的转速差来发电,也可以由上下叶片轴承总承差动输出既是2部发电机分别装置在上叶片轴承总承与主轴及下叶片轴承总承与主轴之间,用2者的转速差来同时发电这样才能从物理机理上获得良好的动平衡保持方向舵能尽可能的顺向风向;可以实现对主轴上的滑道鼓及主轴上的滑道盘上的滑道路径的切换,当风速超常时,进行电磁切换变轨到每一叶片都是转向侧面迎风,始终呈最小风阻状态,不再产生过大的旋转力矩可以适量的继续发电,在方向舵功能不断顺向风向的过程中,叶片。
24、的使得该构造具有抗强风功能,风叶的表面即可以是刚性或弹性的平面或曲面,也可以是复合张力膜结构,弹性膜结构有2点优点首先;自适应风力冲击,易于形成个状态下的最大风阻,其次;缓冲瞬间冲击。0018上述的平行轴旋叶方式是指叶片的自转轴与主轴平行,通过主轴上的滑道鼓滑道与叶片曲轴的配合产生叶片自转。上述的垂直轴旋叶方式是指叶片的自转轴与主轴垂直,通过主轴上的滑道盘滑道,驱动齿轮,叶片自转传动轴,叶片铰轴,滑道驱动连杆之间的配合产生叶片自转。0019上述的旋叶表面既可以是刚性的曲面也可以是中间区域弹性张力膜结构,有利于说明书CN102062043ACN102062052A4/11页7增加风阻及力学缓冲。。
25、所述的风叶表面的复合张力膜是指风叶的中间区域弹性张力膜结构,风吹下可使之凹陷,有利于增加风阻及力学缓冲;风力更加强时张力膜即可以是完整体,也可以是加工有一些泄流隙无强风时处于闭合或微开状态,强风来到时泄流孔逐渐增大;也或者是在上下叶片轴承总承与主轴之间增设离心摩擦刹车装置,已达到限速之目的,额外能量以热的形式释放,保护发电机及机械部件。0020旋叶式微风发电装置的具体应用的技术特征在该发电装置中使用了旋叶式风力换能技术,来提供动力驱动发电机对外输出电力;发电机的安转位置可以在小行星齿轮与行星架之间利用其间的转速差发电或者对称的2部同时安装于上/下叶片轴承总承与主轴或上/下叶片轴承总承与基座之间。
26、之间利用其间的转速差同时发电。上述的旋叶式微风发电装置,可以是由多层垂向构造的结构组合而成塔状结构,有利于节省空间。与基座相连的框架的顶端可装有避雷装置。0021发电机电能的传输,也可以是电磁辐射传输形式。0022叶片可以是固定表面形状的,也可以是弹性膜状表面,当风压时呈凹陷状,有利于提高有效风力;而测向回程风流时,由于风压的减小而保持平整状态,又不增加风阻力。0023本技术中,叶片的自转轴或是平行于主轴或是垂直于主轴,主轴与叶片轮总承的回转轴是同轴的叶片的周边使用刚性框架,内部使用张力膜状态材料。0024另外单双发电机偏航自调整方式是本技术可选的偏航方式之一。0025下面结合一个较佳实施例对。
27、本发明作进一步所说明;0026图1单机无电流引出滑刷技术原理示意图。0027图2双机无电流引出滑刷技术原理示意图。0028图3平行旋叶双轮风电技术原理示意图。0029图4垂直旋叶双轮风电技术原理示意图。0030图5万向旋叶双轮风电技术原理示意图。0031图6垂直旋叶双轮风电技术之行星齿轮驱动法。0032图73向节及各图关键部件多示示意图。0033图8叶片自转驱动之约束径向滑柱滑动驱动法0034图9叶片自转驱动之约束轴向滑柱滑动驱动法0035图示说明00361叶片00372叶片曲轴003832向节00394整流罩00405方向舵00416偏航转轴00427叶片轴齿轮00438叶片轴齿轮00449。
28、偏航转轴齿轮004510偏航转轴齿轮004611偏航转轴齿轮说明书CN102062043ACN102062052A5/11页8004712行星齿轮004813齿轮联轴管004914齿轮联轴管005015发电机005116基座005217发电机输出电线005318卡簧005419偏航转轴齿轮005525行星架电机轴005631旋转叶片005732叶片曲轴005833主轴005934主轴载盘006035主轴滑道鼓006136滑道鼓滑道00627叶片轮总承006339发电机总承0064310基座0065311叶片边框0066312动力同步输出轴0067313发电机总承之2向节构件部分0068314发。
29、电机组件与2向节组件之间的动轴0069315齿轮联轴管状轴0070316齿轮联轴管状轴007143主轴007244主轴载盘0073420叶片0074421叶片轴0075422叶片轮总承0076423主轴太阳轮0077426行星轮0078424基座盘太阳轮0079425主轴行星架0080427滑道盘环状0081429推拉杆滑柱0082428推拉杆0083430推拉杆滑道0084431推拉杆约束0085432滑柱说明书CN102062043ACN102062052A6/11页90086441叶片自转传动轴组件0087442行星轮0088443空心轴0089444滑柱0090445斜槽0091446。
30、斜槽栓0092447球头0093448滑柱驱动连杆0094449叶片轮动力输出齿轮009551旋转叶片009652叶片曲轴009753主轴009854主轴2向节009955主轴上的滑道鼓010056滑道鼓滑道010157叶片轮总承010258叶片轮总承动齿轮010359发电机总承010450基座010560发电机组件与2向节组件之间的动轴010661叶片010762叶片轴0108632向节010964整流罩011065方向舵011166偏航转轴011267叶片轴齿轮011368叶片轴齿轮011469偏航转轴齿轮0115610偏航转轴齿轮0116611偏航转轴齿轮0117612行星齿轮01186。
31、13齿轮联轴管0119614齿轮联轴管0120615发电机0121616基座0122617发电机输出电线0123618卡簧0124625行星架电机轴说明书CN102062043ACN102062052A7/11页10012571及76为3向节的正视图及俯视图012674为2个方向接受来自叶片轮总承的转轴012775为发电机组件与2向节组件之间的动轴,012872及73推拉杆的正视图及俯视图012930为推拉杆滑道013029为推拉杆滑柱013180基座013281主轴013383主轴载盘013484主轴2向节013585叶片转轴013687叶片轮总承013789发电机总承0138108主轴承载。
32、盘滑道0139111刚性固定在叶片转轴上的滑动杆014091滑筒014196叶片自转轴突柱014297滑筒斜槽014398主轴承载盘端面93滑柱014494斜滑道014595主轴承载盘端面滑道0146如图1及图2所示01472种方式结构基本相同,基本工作过程对于图1及2来说主要是由风力驱动叶片1转动、通过可在2向节3的水平孔内自由转动的叶片轴2驱动固定在其上的叶片轴齿轮7、8、齿轮7驱动齿轮9,齿轮8驱动齿轮11,由于齿轮11与齿轮19是通过齿轮联轴管13及齿轮9与齿轮10是通过齿轮联轴管13及14刚性联接的,因而齿轮1019将最终驱动齿轮12带动2发电机转动;整流罩4也起到一定的2向节的作用。
33、允许叶片轴及偏航转轴自由转动、方向舵5安装在整流罩上、偏航转轴6分上下2段一段插入整流罩轴孔内另一端插入基座16的座孔中,可套有轴承,进行自由转动;齿轮8驱动齿轮11,由于齿轮11与齿轮19是通过齿轮联轴管14刚性联接的,因而齿轮8将最终驱动齿轮19;因而叶片轴2的转动最终使偏航转轴齿轮10、19相向回转适当的安排齿数比,可以使转速相等,对与行星齿轮12来说,相当于2个太阳轮盘;行星齿轮12可以以2个发电机15的轴为行星架;可带动电机轴转动;发电机与基座16固定在一起,输电线17将不会被缠绕,卡簧18卡入偏航转轴的环槽内,以限定齿轮轴向的窜动。偏航的实现过程之一;当风力使方向舵转向时;该转动将。
34、转化成齿轮10及19的转速改变,使电机产生附加转矩;因而与基座固定在一起的电机有理由不转动。0148对于图2来说与图1的不同之处在于2个发电机1515分别通过行星齿轮1212齿合到齿轮10及19上;2发电机转轴平行于偏航转轴,转动方向相反。说明书CN102062043ACN102062052A8/11页110149偏航的产生有以下方式01502电机方式即可使用方向舵完成偏航,也可以完全不用方向舵用双电机的负载的人为改变来实现偏航功能;具体的讲是将2电机串联或并联使用,改变电机通路中的阻抗或安排2电机的电流通过的大小比例状态;就可改变2电机的转速,由于电机可固定不动,因而叶片轴将绕偏航转轴转动。。
35、0151单电机配合偏航方式加装双刹车装置,可加载在2个通道上,如2个联轴管1314上,这样单一刹车时或不一致刹车时,叶片轴也将绕偏航转轴转动,或附加偏航驱动电机方式这一是最常用的方式,正大量使用中。0152上述所有转动部件除需轴承以外,阻挡齿轮等转动部件不至于轴向滑动,为简单起见,图中未画出。01533向节的特征除多出1个叶片轴可使齿轮7独立装上一个叶片转轴,该转轴象2一样,伸出罩4之外,独立回转外与2向节完全相同,2个叶片轴仍垂直于偏航转轴,且叶片转轴不一定是在一条直线上。0154部位14为发电机组件与2向节组件之间的多层动轴,往往除了偏航转向轴外,还有齿轮联轴管状轴部件。0155如图3所示。
36、0156装配关系为2个主轴33插入主轴载盘34上的对称的轴孔中并与孔紧配合不可相对转动,并刚性联接,基座310固定于地面上或其他承载物上;众多旋转叶片31刚性的与叶片曲轴32联接,叶片曲轴32的直段部分穿过叶片轮总承37上的叶片轴孔该轴孔轴的方向与主轴垂直,叶片轮总承37是管状结构,与主轴33共轴并可自由旋转;主轴的端部是滑道鼓35,其上的滑道鼓滑道36,恰能容纳叶片曲轴32端部的滑柱部分,主轴33插入主轴载盘34上向对于基座中心轴孔对称的位置上,即另一套旋叶轮盘是对称的安装在主轴载盘上,位于基座轴孔的2侧,2主轴及基座轴孔的轴都是平行的,2个滑道鼓滑道的走向及分布及叶片的转动方位状态,叶片曲。
37、轴孔等也都是沿基座轴孔的轴线呈对称分布状态,主轴与基座的转轴呈平行状态。0157基本工作原理为当地面上的水平流动风作用到叶片31上时,2组叶片轮绕个自的主轴相向公转,并也带动叶片轮总承37一起旋转;动力同步输出轴312同时齿合2个叶片轮总承上的齿轮;进一步约束叶片轮总承只能沿相对相反的转动方向转动且同步;由于主轴33上的滑道鼓滑道36通过驱动叶片曲轴32该曲轴穿过叶片轮总承上的叶片轴孔约束着叶片31的自转角度,当叶片轮总承相对于主轴旋转时,滑道鼓上的滑道36约束着叶片曲轴32转动,滑道的形状将将控制着曲轴32端点滑轴柱的沿主轴33轴向位移量,因而可以人为的安排叶片的不同旋转位置的自转角度;合理。
38、安排曲轴的尺寸及柱面鼓壁上滑道的轴向偏移量其角度能在90度之间内往复转动,使得叶片31在顺风运动时受风面积最大,逆风运动时受风面积最小恰好叶片转过90度角度;因而将风能转换成了叶片31及叶片总承的转动动能,达到换能之目的,11为叶片边框,用于支撑叶片张力弹性膜。0158动力的输出可以是由输出轴312输出,将发电机组件见图1及2将能方便的安装,利用左右对称的2套叶轮组件,这样才能获得良好的动平衡,不至于产生额外力矩来干扰方向舵的方向,且风向改变使之能顺向风向。说明书CN102062043ACN102062052A9/11页12015913为发电机组件的2向节部分参见图1及2中的叶片轴62,将之延。
39、长并伸出后恰好等同于动力输出轴12,相当于以12替换62使它们结合一起,39为发电机组件的发,电机部分;313与39所连接的动轴部分刚好穿过基座34的中心孔,314为发电机组件与2向节组件之间的动轴,齿轮319与叶片总承轮37固定安装且同步绕主轴旋转。0160如图4所示0161该技术与图3技术有些相同,装配关系为2主轴43分别插入主轴载盘44上的2个轴孔中,并且可使用轴承可是他们之间任意转动,载盘44固定于其他承载物上,该情形下;叶片420上的自转叶片轴421与主轴43是平行的,叶片轴端部的2滑柱422及432分别穿过推拉杆428的推拉杆滑道430中;主轴43带动主轴太阳轮423转动,行星轮4。
40、26齿合于基座盘太阳轮424固定在基座上与主轴太阳轮423之间,主轴行星架425可绕主轴自由转动,滑道盘环状427与行星架刚性联接;滑道盘上有能嵌入推拉杆滑柱429的闭合滑道,推拉杆428在推拉杆约束431的约束下只能沿径向运动,这样当叶轮随主轴载盘的转动时,在推拉杆的约束推拉下,叶片绕叶片轴旋转。0162由于叶片的方向可设计安排;可使叶片在顺风的大部分时间内与逆风的大部分时间内的叶片面的方向相差90度角,最终的作用结果是使叶片面几乎一半时间面对风向0度角,另一半是时间则测向风向90度角,只在叶片方向换向的过渡时间内进行角度渐变过渡,但此过渡期时叶片的风压对总轴所产生的力矩最小0163在本结构。
41、中我们将主轴,太阳轮,行星架等与引导叶片改变自转方向的机构系统称之为叶片轮总承;其总承的回转轴定义为与主轴同轴。0164动力的输出方式与图3相同,491492为电机驱动齿轮;400为发电机。0165如图5所示0166典型结构是由旋转叶片51、叶片曲轴52、主轴53、主轴2向节54、主轴上的滑道鼓55、滑道鼓滑道56、叶片轮总承57、叶片轮总承动齿轮58、发电机总承59及基座50等组成。0167是水平双轮的一种最佳效率形式,是一种径流驱动形式;2轮的主轴与地面平行,叶片的公转面与地面基本垂直,2个主轴可以共轴或平行距离较近或者与一定的交角,2轮可安装在一个支架的2端,工作时可通向转动,把叶片轮以。
42、水平直径分割成上半区及下半区;当叶片回转到上半区时,如图3所示在滑道鼓滑道等的作用下,叶片轴转向使叶片平面与主轴基本平行;此时叶片的运动方向与风的方向夹有锐角小于90度基本顺风;而得到较大风推力,在下半周回程时依旧在滑道鼓滑道等的作用下,叶片轴转向使叶片平面与主轴基本垂直;此时叶片的运动方向与风的方向夹有钝角大于90度,基本顶风行进,由于叶片侧面对着风流,阻力将会最小。双轮绕主轴回转的细节与图3基本类似,双轮共轴输出时,与电机的配合与图1及2基本相同。016860为发电机组件与2向节组件之间的动轴部分;转速过高及过低/叶片上的“帆布”可收起部分及铺放多些,以限制风压,保护设备,0169如图6所。
43、示0170与图4的情形几乎相同差别在于行星架与主轴固定无相互转动。包括61说明书CN102062043ACN102062052A10/11页13叶片自转传动轴组件,行星轮642,滑柱44,斜槽45,斜槽栓46,球头47,滑柱驱动连杆48,自转轴齿轮643叶片轮动力输出齿轮49等部件;0171在太阳轮的匀速驱动下,行星轮是通过自转传动轴,使叶片等角速度转动的趋势,但通过644滑柱,645斜槽,647球头,648滑柱驱动连杆及相应的滑道约束下,叶片在公转的同时。绕自转轴由变化的角速度分量。0172上述所有转动部件除需轴承以外,阻挡齿轮等转动部件不至于轴向滑动,为简单起见,图中未画出。0173如图7。
44、所示017471及76为3向节的正视图及俯视图叶片主轴为2个时仍都与偏航转轴垂直,加上偏航转轴1个,为3向节,74为2个方向接受来自叶片轮总承的转矩,易于接受2个任意方向的动力输入,75为发电机组件与2向节组件之间的动轴,用于与发电机总承连接;72及73推拉杆的正视图及俯视图;30为推拉杆滑道,29为推拉杆滑柱。0175如图8及图9所示0176与图5大体相似,叶片轮总承87、与主轴81紧配合,无相互转动,83为主轴载盘,叶片转轴85与总承83之间,可以相互转动;旋转叶片、主轴2向节84、主轴承载盘滑道108、发电机总承89及基座80等组成;111是刚性固定在叶片转轴上的滑动杆,其一端与叶片转轴。
45、固定在一起,另一端部嵌入叶片轮总承87外表柱面曲面的滑道108中。0177工作过程当风力使叶片轮总承87与叶片一起绕主轴81旋转时公转,被携公转的杆111将在载盘83上沿主轴承载盘滑道108约束运动滑动而带动85自转。0178这是水平双轮的一种最佳效率形式,是一种径流驱动形式;2轮的主轴与地面平行,叶片的公转面与地面基本垂直,2个主轴可以共轴或平行距离较近或者与一定的交角,2轮可安装在一个支架的2端,工作时可通向转动,把叶片轮以水平直径分割成上半区及下半区;当叶片回转到上半区时,如图3所示在滑道鼓滑道等的作用下,叶片轴转向使叶片平面与主轴基本平行;此时叶片的运动方向与风的方向夹有锐角小于90度。
46、基本顺风;而得到较大风推力,由于主轴载盘83不会沿主轴方向转动,固定滑道108将使每一公转方位下的叶片自转角度固定下来在下半周回程时依旧在滑道鼓滑道等的作用下,叶片轴转向使叶片平面与主轴基本垂直;此时叶片的运动方向与风的方向夹有钝角大于90度,基本顶风行进,由于叶片侧面对着风流,阻力将会最小。双轮绕主轴回转的细节与图3基本类似,双轮共轴输出时,与电机的配合与图1及2基本相同。0179转速过高及过低/叶片上的“帆布”可收起部分及铺放多些,以限制风压,保护设备,0180对于叶片轴自转轴垂直于主轴的情况下;如图3及图5所示情况下0181实现叶片轴约90度往复旋转的方式有多种;上述滑道是设置在主轴滑道。
47、鼓上,但也可以设置在叶片轮主轴载盘上;具体方式为0182第一约束径向滑柱滑动驱动法;第二约束轴向滑柱滑动驱动法。简单的讲当叶片轮总承87携主轴81转动时,将使滑筒91上的滑柱93在主轴承载盘端面98说明书CN102062043ACN102062052A11/11页14上面的滑道95之中滑动87上的约束98将限制91只能沿着叶片自转轴的轴向运动;这样91上的97滑筒斜槽将拨动叶片自转轴突柱96;使自转轴自转一定角度。说明书CN102062043ACN102062052A1/9页15图1说明书附图CN102062043ACN102062052A2/9页16图2说明书附图CN102062043ACN102062052A3/9页17图3说明书附图CN102062043ACN102062052A4/9页18图4说明书附图CN102062043ACN102062052A5/9页19图5说明书附图CN102062043ACN102062052A6/9页20图6说明书附图CN102062043ACN102062052A7/9页21图7说明书附图CN102062043ACN102062052A8/9页22图8说明书附图CN102062043ACN102062052A9/9页23图9说明书附图CN102062043A。