[实用新型]轨道式风力发动机

说明书

本实用新型属于能源利用机械技术领域，涉及一种可将风能转换为机械能的风力发动机。

现有技术中，风力发动机所用的风轮有升力型和阻力型之分，叶片的偏转角度都是固定的，这些风力发动机的缺点是结构比较复杂、效率低，由于叶片不能随风向做自我调整，致使其使用面积受到限制，不能俘获到更大的风力，因此也影响了风能的充分利用。另外，从理论上讲，风机做得越大，其俘获风量的能力越好，但如把风机做大却又存在着重量问题，由于在风力发动机的使用环境中，外界来风可能忽高忽低，甚至呈螺旋型，于是就很可能把风机托起来造成破坏，这样也限制了产品不可能被造得很大，结果同样影响到风机最大限度俘获风量的能力。

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构新颖合理、运行稳定、工作效率高、可充分利用风能的轨道式风力发动机。

用于实现上述发明目的技术解决方案是这样的：所提供的轨道式风力发动机由风轮、支架和传动装置组成，支架的顶端装有与传动装置接通的转轴，其特征在于所说的风轮具有多支对称装在转轴上的水平悬撑支臂，在每支水平悬撑支臂上等间距地设有4～10根其上带有限位档销的竖直铰链枢轴，在每根枢轴上铰装有一副开合叶片，使风轮叶片整体构成一种百叶式风轮叶片；在环绕支架的地面上等间距地设置有4～10条圆环形枢轴承托轨道，风轮上每支枢轴的底端均可在一条对应的承托轨道上运行。结构中限位档销的作用是限定叶片的开合角度，在风轮竖直枢轴下设置承托轨道是用于承受重量，解决风机平稳运行问题。工作时，在一定风力下，转轴一侧面对风的叶片关闭，而转轴另一侧背对风的叶片则以最大角张开，二者之间形成压差，使风轮转动；当张开的叶片转到面对风一侧时，叶片又关闭，而同时原关闭的叶片却又顺风张开，进入做功状态；这样在风力的作用下，叶片有序地开合，风轮周而复始地转动，如同风帆一样可充分利用来自任一方向的风能，于是支架转轴通过传动装置带动作业机械恒定做功。在风轮运行过程中，叶片枢轴始终环绕支架在承托轨道上运行，其重量为轨道所承受，同时也确保了风机的平稳运行。

以下将结合附图对本实用新型内容做进一步说明。

图1为本实用新型一个实施例的原理结构示意图。

图2为该实施例结构的俯视向工作原理示意图。

图3为枢轴承托轨道结构的俯视面示意图(图1之A-A视图)。

图4为风轮枢轴与承托轨道间结合结构的示意图(图1之I放大图)。

图5为转轴结构示意图。

如图所示，本实用新型所述的轨道式风力发动机包括风轮、传动装置(图中未画出)、顶端设有转轴4的垂直支架3和圆环形风轮枢轴承托轨道2组成。在支架转轴4的侧周壁上对称设有六支水平悬撑支臂5。在每支水平悬撑支臂5上等间距地设有4根竖直铰链枢轴1，每根枢轴1上均铰装有一副由网状叶片框以及绷在叶片框上的尼龙帆布或玻璃钢布制成的开合叶片6，制作结构中，支臂5、枢轴1和叶片框均可由管材制造。限位挡销7设在竖直枢轴1上用于限定开合叶片6的开合角度，通过该挡销6以及水平悬撑支臂5的限定，使开合叶片6在随风运行状态下其开合角α转幅范围满足：0°≤α≤90°。工作中，风轮叶片6在上述范围内来回转动，如同帆船的风帆一样可充分利用来自任一方向的风能，当风作用在风轮上时，一部分面对风的叶片6闭合成为风轮转动的动力，而另一部分背对风的叶片则相应打开以减少对风的阻力，二者间形成风差，使风轮周而复始地运转，带动作业机械恒定做功。设计结构中，为使风机平稳运行，在地面上环绕支架3设置有四圈圆环形枢轴承托轨道2，自内之外每圈轨道2的半径分别与各水平悬撑支臂5上所设的一根竖直铰链枢轴1至转轴4轴心的间距相等，枢轴1下端通过轴承滚动机构连装在轴承轨道2上，使各枢轴1得以在轨道2环绕支架3上做有支承地运行。另外，为增加整机安全性，避免由于风势高低不定将风轮托起而造成风轮螺旋形摆转以致受到破坏的现象发生，本实用新型在该风力发动机中设置了保护装置，其结构形式如图4和图5所示：圆环形枢轴承托轨道2由固连在地面上的水泥桩21和固定在水泥桩21之上的工字形钢轨22构成，轨道2与枢轴1间通过一副升降承托式连接构件8结合，该连接构件8由安全钩81、上轴承82和下轴承83组成，其中安全钩81的上端和上轴承82均装设在枢轴1的下端，下轴承83装在安全钩81的下部并位于工字形钢轨22的轨槽中，当连接构件8降下时，上轴承82与工字形钢轨22上板表面接触并可沿该表面滚动运行，当连接构件升起后，上轴承82与钢轨22脱离接触，下轴承83与工字形钢轨22上板底面接触并可沿该底面滚动运行；同时将支架结构设计成升降承托式支架4，它由固定支架壳41、升降转轴杆42、连装在转轴杆42上端的转盘43以及分别装在位于支架壳顶板44上、下方转轴杆42杆体上的上、下转动轴承45、46组成，水平悬撑支臂5安装在转盘43上，当转轴杆42降下时，上轴承45与支架壳顶板44接触而下轴承46与该顶板44脱离接触，当转轴杆42升起时，下轴承46与支架壳顶板44接触而上轴承45与该顶板44脱离接触。本实用新型由于采用了上述安全装置，在无上托风力时，风轮通过连接构件上轴承82和支架上转动轴承45的作用运行；在有上托风力时，转轴盘43、枢轴干连同安全钩被稍稍向上托起，此时风轮便将通过连接构件的下轴承83和支架的下转动轴承46起作用继续运行，由于枢轴承托轨道2及支架3均与地面固接，风力将不能把风机再行托起，这样就给风机提供了安全保障，使风机的实际制作结构可尽可能大，扩大使用面积，从而达到俘获更大风力的目的。