旋帆式风力机制造技术

旋帆式风力机，发明专利技术了旋帆技术，将帆叶固定在回转主体上，帆的迎风面正对于风向，当受到风力时就会推动回转主体旋转，为了使帆叶迎风或避风，帆叶可绕帆轴上旋或下旋，以调节帆叶的迎风角度。帆叶的结构为旗形设计(如附图)，帆轴与帆叶固定连接，为有效捕获风能，帆叶设计成圆弧曲面。实现原理有两个关键环节，即，帆叶由水平态转换成垂直态，再由垂直态转换成水平态，帆叶每绕轴线转180°时就要完成一次姿态变换。关键技术，就是帆叶调姿时利用风力、帆叶重力、以及风力机旋转时对帆叶所产生的惯性力、离心力的综合作用，经帆叶姿态调节器调节定位实现。

Rotary sail wind turbine

Rotary sail type wind turbine, the invention of the rotary sail technology, the sail is fixed on the rotary body, windward sail is the wind, when wind pushes the rotary body by rotation, in order to make sail upwind or shelter, sail around the fan shaft topspin or backspin, to adjust the sail of attack the wind angle. The structure of the sail blade is a flag shape design (for example). The sail shaft is fixed with the sail blade. The blade is designed as an arc surface in order to capture the wind energy effectively. The realization principle has two key links, namely, the sail blade is changed from horizontal state to vertical state, then from vertical state to horizontal state, and the rotation of the sail blade must be completed once every 180 degrees around the axis. The key technology is the comprehensive action of the inertia force and the centrifugal force generated by the sail blade when the sail is adjusted by the wind, the sail blade gravity and the rotating of the wind turbine, and the position adjustment is realized by the sail leaf posture adjuster.

【技术实现步骤摘要】
旋帆式风力机
本专利技术属风电
和直接使用风能的领域。
技术介绍
目前国内外风电
均采用桨叶式风力机，桨叶的空气动力学证实，桨叶捕获风能的效果是很有限的，理想状态下可能捕获最大59％(理论值)的风能，实际应用中仅能达到40～50％，这就是桨叶风电技术难于开发大功率设备的主要原因。利用风帆获取风能的做法历史悠久，尽管现代化的舰船已取代了古老的帆船，但是风帆捕获风能的独特效能确是桨叶无法相比的，由风帆的空气动力学知道，当风作用于风帆时，帆的迎风面受到很大的推力，当风高速流过风帆时，其背风面的压力会减小而产生吸力，其吸力非常之大，可比迎风面被风推的力量大一倍，相当于获得三倍的推力，风帆如此高效捕获风能的特点，正是我们梦寐以求的可利用风能资源。本专利技术的主要任务就是，将风帆在风力作用下产生的直线运动，转变成持续不断的旋转运动，设计出大功率、高效能的旋帆式风力机。
技术实现思路
1.旋帆技术专利技术了旋帆技术，将帆叶固定在回转主体上，帆的迎风面正对于风向，当受到风力时就会推动回转主体旋转，为了使帆叶迎风或避风，帆叶可绕帆轴上旋或下旋，以调节帆叶的迎风角度。用途：将风帆受风力产生的直线运动转变成回转主体的旋转运动。帆叶结构：为旗形设计(如附图)，帆轴与帆叶固定连接，为有效捕获风能，帆叶设计成圆弧曲面。2.旋帆式风力机的工作原理假想过风力机的轴线，相对于风向画一条直线作为分界线，将风力机旋转时帆叶远端的形成圆，分为前、后、左、右四个区域。设定分界线前后两侧附近为A过渡区和B过渡区，进入A过渡区，帆叶的迎风面发生改变，由背面迎风变为正面迎风，帆叶绕帆轴顺势下旋，由水平状态逐渐过渡转换成垂直状态。进入B过渡区，帆叶的迎风面又发生改变，由正面迎风变为背面迎风，帆叶绕帆轴顺势上旋，由垂直状态逐渐过渡转换成水平状态。设定左区域为帆叶的避风区，旋转进入该区域的帆叶已调节并保持水平状态，这样帆叶迎风面积最小，受到的风力也最少。设定右面区域为帆叶的迎风区，旋转进入该区域的帆叶已调节并保持垂直状态，这样帆叶迎风面积最大，受到的风力也最大。由于在迎风区和避风区帆叶受到的风力严重失衡，就能形成较为理想的旋转力矩，帆叶自然会推动回转主体持续的朝一个方向转动。3.关键技术实现原理有两个关键环节，即，帆叶由水平态转换成垂直态，再由垂直态转换成水平态，帆叶每绕轴线转180°时就要完成一次姿态变换。关键技术，就是帆叶调姿时利用风力、帆叶重力、以及风力机旋转时对帆叶所产生的惯性力、离心力的综合作用，经帆叶姿态调节器调节定位实现。4.重要技术说明帆叶姿态调节器是旋帆式风力机的重要器件，作为一项专有技术在本说明书中只介绍其功能，不介绍结构和原理。帆叶姿态调节器具有三个功能，其一，完成帆叶正常运行过程的姿态转换调节。其二，当风速过快，超出正常值时，可适时调节帆叶迎风面的角度，减小风压确保风力机安全运行。其三，在出现超级大风时，将所有帆叶调节至水平状态，将迎风面减至最小，以安全避风。5.本专利技术带来的有益效果①旋帆式风力机为垂直轴设计，工作时不受风向变化影响，与现行水平轴风力机相比设计更简单、安全可靠。②由于帆叶将风能转化为机械能的效率非常高，在帆叶结构和材料满足性能的条件下，其迎风面积尽可做大，随着帆叶数量的增加，风能的转化规模将有非常大的发展空间，所以，将为今后设计制造特大功率风力机提供技术支持，有望对我国乃至世界风电事业产生重要影响。6.实验验证按上述原理制造的小型实验机已完成实验验证，证实旋帆式风力机的工作原理科学合理，风力机旋转平稳，帆叶姿态调节顺畅。附图说明附图-旋帆式风力机的工作原理图部件编号：帆叶--(1、2、6、8)回转主体--3帆叶轴--4帆叶姿态调节器--5基座--7风力机相对于风向分为前、后、左、右四个区域，即：A过渡区、B过渡区、避风区和迎风区。帆叶在各区域的状态说明帆叶1旋转至B过渡区时，帆叶的迎风面发生改变，由正面迎风变为背面迎风，在风力、惯性力和离心力的作用下，按箭头所示，逐渐上旋至水平状态。帆叶2旋转进入避风区保持水平状态，此状态迎风面积最小可接受最少的风能。帆叶8旋转至A过渡区时，帆叶的迎风面又发生改变，由背面迎风变为正面迎风，在风力和帆叶重力的作用下，按箭头所示，顺势逐渐下旋至垂直状态。帆叶6旋转进入迎风区保持垂直态，此状态迎风面积最大可接受最多的风能。由于在迎风区和避风区帆叶受到的风力严重失衡，就能形成较为理想的旋转力矩，帆叶自然会推动回转主体持续的朝一个方向转动。具体实施方式(帆叶6为例)，如附图：帆叶6与帆叶轴4固定连接，帆叶轴4安装于帆叶姿态调节器5内(可旋转)，帆叶姿态调节器5与回转主体7固定连接，回转主体3的轴径部安装在基座7内(可旋转)。本文档来自技高网...

【技术保护点】
旋帆技术专利技术了旋帆技术，将帆叶固定在回转主体上，帆的迎风面正对于风向，当受到风力时就会推动回转主体旋转，为了使帆叶迎风或避风，帆叶可绕帆轴上旋或下旋，以调节帆叶的迎风角度。用途：将风帆受风力产生的直线运动转变成回转主体的旋转运动。

【技术特征摘要】
1.旋帆技术发明了旋帆技术，将帆叶固定在回转主体上，帆的迎风面正对于风向，当受到风力时就会推动回转主体旋转，为了使帆叶迎风或避风，帆叶可绕帆轴上旋或下旋，以调节帆叶的迎风角度。用途：将风帆受风力产生的直线运动转变成回转主体的旋转运动。2.帆叶的结构帆叶的结构为旗形设计(如附图)，帆轴与帆叶固定连接，为有效捕获风能，帆叶设计成圆弧曲面。3.旋帆式风力机的工作原理假想过风力机的轴线，相对于风向画一条直线作为分界线，将风力机旋转时帆叶远端的形成圆，分为前、后、左、右四个区域。设定分界线前后两侧附近为A过渡区和B过渡区，进入A过渡区，帆叶的迎风面发生改变，由背面迎风变为正面迎风，帆叶绕帆轴顺势下旋，由水平状态逐渐过渡转换成垂直状态。进入B过渡区，帆叶的迎风面又发生改变，由正...

【专利技术属性】
技术研发人员：王茂友，
申请(专利权)人：王茂友，王乐，朱坤玲，
类型：发明
国别省市：山东,37