[发明专利]小型风能利用装置

说明书

一种小型风能利用装置，包括有可移动放置的风能装置支撑架，一付风叶杠杆，一对空气动力特性相同的风叶，两付分别安装在风叶转轴上和支架上的链轮及链条，支架上安装有限制杠杆旋转角度的限位块。风叶转轴与杠杆之间有弹簧组件连接，本风能利用装置通过风能输出轴直接输出正向和反向不断切换的旋转力矩。本发明所述的风能利用装置，风叶通过杠杆能产生较大的转矩，并可以放置在任何平坦的平面上工作。小型轻便，能适应较宽风速范围，既可独立使用，亦可与太阳能集热、集电装置联合使用。

技术领域

本发明涉及一种风能利用技术，特别是一种小型风能利用装置。

背景技术

风能是大自然为人类提供的绿色能源。目前人们对风能大量的利用形式是用风轮，在风能的作用下产生旋转力，用于带动风力发电机发电；也有将风能直接带动泵用于提升液体（主要是水）。

风轮的结构形式以风轮旋转轴安装形式分为水平轴风轮和垂直轴风轮。获取的风能与风轮叶片的扫风面积成正比，因此风轮的直径都很大；同时，风在风轮上同时产生升力和阻力，升力产生旋转力为人们所用，而阻力则必须由风轮组的垂直支撑杆承受。因此，正像人们所看到的，特别是水平轴风轮机组，由高大粗壮的支撑杆举起，而支撑杆又必须牢固的安装在结实的地基上。同时，当风速超过设计最大风速时，则必须锁定风叶，此时风轮的迎风面积只等于叶片的迎风面积，从而保证垂直支撑杆受到的风阻大幅减小而不致倾倒。垂直轴风轮，目前多用于小型，但由于其扫风面积偏小，因效率较低，故使用场合很少。

综上，上述风轮装置具有两大缺陷：一是对可利用的风速受限，特别在风速较大的特殊天气不能使用；二是只能固定安装位置，不能移动使用。

那么，在风力资源比较丰富的地区，在平整的屋顶上、在长长的河堤岸上、在无垠的草原上，既可独立使用风能利用装置，亦可与太阳能接收装置联合使用，还是值得探求的目标。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出了一种小型轻便、能适应较宽风速范围的小型风能利用装置。

本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，一种小型风能利用装置，其特点是：

包括风能装置支撑架、风叶杠杆和上下两片风叶，

风叶杠杆的中部设有风能输出轴，风能输出轴与风叶杠杆垂直设置，风能输出轴水平向装在风能装置支撑架上，风叶杠杆通过风能输出轴与风能装置支撑架铰接，

风叶选用上下弦面对称的翼型，以保证在正负迎角相同时，空气动力特性相同；风叶的根部设有风叶转轴，风叶转轴与风叶的上下弦面平行且轴向垂直风叶根部设置，

在风叶根部的两侧设有端板，风叶、风叶转轴和端板固定连接成一整体结构，端板上设有端板转轴，两端板上的端板转轴之间的中心连线通过风叶的重心设置，

所述端板转轴、风叶转轴和上述的风能输出轴三者平行设置，

上下两片风叶通过端板转轴装在风叶杠杆的两端，上片风叶重心偏向迎风一侧设置，上下两片风叶始终保持方向相反的迎角，同时保证上下两风叶前后的气流互不干扰，在同一方向的气流吹动下，带动风叶杠杆摆动；风叶转轴的一端固定安装有链轮，风叶转轴的另一端通过弹簧组件与风叶杠杆连接；

在风能装置支撑架上与风能输出轴同轴线设置有双盘链轮，双盘链轮通过上下链条分别与上下风叶的风叶转轴上的链轮连接，

风叶在气流吹动下带动杠杆旋转，链条通过风叶转轴上链轮，使得风叶转轴带动风叶相对于端板转轴作反向转动，风叶的迎角逐步变小，并在弹簧组件的作用下迅速变为反向迎角；在气流的连续吹动下，杠杆作反向旋转，如此往复，风能输出轴即输出正反方向的旋转力矩。

本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，风叶杠杆初始安装角度保证风叶的迎角不大于该风叶的临界迎角设置。