气流能发动机的制作方法

1.本发明属于风能应用领域，尤其是涉及一种气流能发动机。


背景技术：

2.现风能逐渐被得到广泛利用，主要是利用风能进行发电，通过风力带动叶片转动，风能转换成机械动能，再转换成电能，用于多方面使用；也有部分直接利用机械动能进行使用。但现有很多风能发动机都较为大型，需要安装在山顶，或者是空旷处等风力较大的地方，这类风能发动机所需的风力较大，当风力强度不大时，风叶无法转动；同时，该类风能发电机的风叶转动受风向影响较大，因此，风能不能得到很好的利用。也有部分小型风能发动机，如申请号为201710616020.5公开的一种用于船舶的风能发动机，由说明书附图可知，该风能发动机中的旋转扇叶的转动受风向的影响较大，使用较为局限，不利于广泛推广使用。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种能够解决上述问题中的至少一个的气流能发动机。
4.根据本发明的一个方面，提供了一种气流能发动机，包括：
5.中心传动轴；
6.空心支柱，空心支柱套设在中心传动轴的外侧；
7.风轮主轴，风轮主轴套设在空心支柱的外侧；
8.法兰，法兰固定在风轮主轴的外侧，法兰为多个，分别沿着风轮主轴的的长度方向固定，中心传动轴与上端的法兰相连接；
9.悬臂梁，各法兰上均安装多个悬臂梁，悬臂梁在法兰上呈放射性分布，悬臂梁上均开设有滑槽；
10.活门叶，活门叶的门轴分别与的法兰上安装悬臂梁对应连接，沿着悬臂梁的长度方向安装多个活门叶，活门叶的门轴与悬臂梁的滑槽连接。
11.本发明的有益效果是：通过活门叶在悬臂梁上的设置，且悬臂梁呈放射性分布，使得活门叶在受到切入活门叶的气流作用时，活门叶沿着滑槽移动，展开排列形成一面挡风墙，大大提高了气流的作用面积；同时，由于设有悬臂梁，通过杠杆原理可知，可以扩大气流能作用力，使得以倍数式扩大气流能作用力直接作用在中心传动轴上，从而使得很小的风力即可带动中心传动轴转动，且不受气流方向的影响，适用范围广。通过中心传动轴可以直接外接齿轮箱，转换呈机械能进行利用，或者再转换成电能再利用，满足不同的使用要求。
12.在一些实施方式中，气流能发动机还包括磁悬浮装置，中心传动轴、空心支柱和风轮主轴均为非磁性材质，磁悬浮装置设于空心支柱与风轮主轴之间，磁悬浮装置包括多组磁体，每组磁体均为两个同极相对设置磁体，相邻每组磁体之间为同极相对设置。由此，通过磁悬浮装置，通过同极相斥，使活门叶自重摩擦消减，从而使得风轮主轴能够在较弱气流的作用下进行转动做功。
13.在一些实施方式中，活门叶的门轴设有滑行轮，各滑行轮分别位于对应的悬臂梁
上的滑槽内。由此，通过设有滑行轮，可以方便活门叶在滑槽上的滑行移动，减少活门叶移动时受到的阻力。
14.在一些实施方式中，气流能发动机还包括固定环，固定环为多个，分别固定在上端法兰和下端法兰上的悬臂梁上。由此，通过设有固定环，可以提高整个悬臂梁的稳固性。
15.在一些实施方式中，各悬臂梁的末端弯曲形成反射角。由此，通过设有反射角，使气流切入位力度加大，得到更多气流动能，便于气流的切入。
16.在一些实施方式中，气流能发动机还包括风向标板和链轮轴杆，风向标板的设于空心支柱上，并位于悬臂梁的下方；
17.风向标板的上端面设有弓架，弓架上设有弓弦；
18.链轮轴杆为多个，链轮轴杆的一端设于上端法兰上的悬臂梁上，另一端贯穿下端法兰上的悬臂梁后伸出，各链轮轴杆上套设有三个链轮，各悬臂梁上的滑槽内设有链条，链条的一端设于相应的链轮上，另一端能绕设在各相应的滑行轮上；
19.位于下端的链轮能够与弓弦相接触。
20.由此，通过设有风向标板和链轮，因此，当遇到强风时，风向标板上下摆动，使得弓弦与链轮作用，链轮转动，拉动链条回拉，拉动滑行轮回拉，减小活门叶的受力面，利于减小强风的压力，确保了活门叶的使用寿命。
21.在一些实施方式中，空心支柱与中心传动轴之间的上部设有支承台，中心传动轴的外侧设有第一轴承，第一轴承外侧套设有第二轴承，第二轴承为多层轴承，第一轴承和第二轴承均位于支承台上，第二轴承的上端面与上端法兰相抵接。由此，通过设有第一轴承，便于中心传动轴的正常转动；设有第二轴承，可以用于消减空心支柱上各结构自重与支承台之间的摩擦力。
22.在一些实施方式中，空心支柱与中心传动轴之间设有第三轴承，空心支柱与风轮主轴之间设有第四轴承。由此，通过设有第三轴承，可以方便中心传动轴的转动。
23.在一些实施方式中，气流能发动机还包括拉索，拉索的一端固定在悬臂梁上，另一端固定在活门叶上。由此，通过设有拉索，可以限定活门叶的展开角度，使得活门叶在转动超越中线后，在拉索的作用下，使得活门叶仍受到气流作用。
24.在一些实施方式中，气流能发动机还包括防水罩，防水罩盖设在上端法兰的上方。由此，通过防水罩，可以对上端法兰起到防水作用，保证使用寿命。
附图说明
25.图1是本发明的气流能发动机的剖视结构示意图。
26.图2是本发明的气流能发动机受到其中一个方向气流作用时的俯视结构示意图。
27.图3是本发明的气流能发动机在强风状态下，链轮与风向标板上的弓弦相作用的结构示意图。
28.图4是本发明的气流能发动机中弓弦与链轮相作用的结构示意图。
29.图5是本发明的气流能发动机的部分结构的剖视结构示意图。
30.其中：1、中心传动轴；2、空心支柱；3、风轮主轴；4、法兰；5、悬臂梁；51、滑槽；6、活门叶；61、门轴；7、磁悬浮装置；71、磁体；8、滑行轮；9、固定环；10、风向标板；20、链轮轴杆；30、弓架；301、弓弦；40、链轮；50、链条；60、支承台；70、第一轴承；80、第二轴承；90、拉索；
11、第三轴承；12、第四轴承；13、防水罩；14、螺母；15、支架柱；16、斜拉杆；17、加强骨；a、反射角。
具体实施方式
31.下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
32.参照图1～图2。气流能发动机，包括：
33.中心传动轴1；
34.空心支柱2，空心支柱2套设在中心传动轴1的外侧；
35.风轮主轴3，风轮主轴3套设在空心支柱2的外侧；
36.法兰4，法兰4固定在风轮主轴3的外侧，法兰为多个，分别沿着风轮主轴3的长度方向固定，中心传动轴1与上端的法兰4相连接；
37.悬臂梁5，各法兰4上均安装多个悬臂梁5，悬臂梁5在法兰4上呈放射性分布，悬臂梁5上均开设有滑槽51；
38.活门叶6，活门叶6的门轴分别与上下对应法兰4上安装悬臂梁5对应连接，沿着悬臂梁5的长度方向安装多个活门叶6，活门叶6的门轴与悬臂梁5的滑槽51连接。具体的，每个方向上的悬臂梁5上均安装有多面活门叶6，当多面活门叶6平铺展开时，能够排列呈一面挡风墙，大大增加了整体的受力面积；同时，由于设有悬臂梁5，通过杠杆原理可知，可以扩大气流能作用力，使得以倍数式扩大气流能作用力直接作用在中心传动轴1上，从而使得很小的风力即可带动中心传动轴转动做功。
39.在实际安装过程中，活门叶6为多个，当活门叶6平铺展开时，最外侧活门叶6靠近悬臂梁5的末端，而最内侧的活门叶6与风轮主轴3之间保持一定的距离，使得整体的中间形成一定的空位。由此，使得活门叶6在转动时，通过杠杆形式将作用力传至中心传动轴1上，使得形成的气流推动力呈倍数增长的方式传递至中心传动轴1上，并通过中心传动轴1传递至外接的齿轮箱，使风能转换成机械能做功，或者进一步将机械能转换成电能进行应用。
40.其中，悬臂梁5的一端通过螺栓锁紧固定在法兰4上；中心传动轴1的顶端贯穿上端的法兰4后伸出，并在中心传动轴1的顶端设有螺纹，通过螺母14与该螺纹配合，该螺母14压紧在上端的法兰4的上端面上。
41.在实际使用过程中，在悬臂梁5的另外一侧安装有斜拉杆16，斜拉杆16和活门叶6分别位于悬臂梁5的相对两侧；同时，为了进一步增强悬臂梁5的强度，悬臂梁5的另一侧还设有加强骨17，加强骨17与悬臂梁5垂直设置。斜拉杆16为倾斜设置，对整体起到加强作用，提高整体性，利于满足大型气流能发动机的使用强度和安装要求。
42.本发明的气流能发动机还包括磁悬浮装置7，中心传动轴1、空心支柱2和风轮主轴3均为非磁性材质；中心传动轴1为非磁体钢管轴；空心支柱2为非磁体空心钢管；风轮主轴3为非磁体空心钢管柱轴。
43.磁悬浮装置7设于空心支柱2与风轮主轴3之间，磁悬浮装置7包括多组磁体，每组磁体均为两个同极相对设置磁体71，相邻每组磁体之间为同极相对设置。磁体71可以为磁铁，磁体71沿着中心传动轴1的轴向方向分布，每组磁铁的同极相对设置，使得相互之间形成相排斥的作用力。由此，通过各组磁体之间相互排斥的作用力，可以起到消减自重摩擦力的功能，磁体处于悬浮状态，大大减小了风轮主轴3受到的摩擦力，使得活门叶6在很弱的风
速下就能进行转动，并通过上端的法兰4带动中心传动轴1转动，进行做功，使得风能能够得到有效的利用。
44.活门叶6的门轴的上、中、下部均设有滑行轮8，各滑行轮8分别位于对应的悬臂梁5上的滑槽51内。具体的，活门叶6的门轴的顶端安装有滑行轮8，对应的顶端的悬臂梁5上开设有开口向下的滑槽51，该滑行轮8采用上扣挂式安装在对应的滑槽51内。活门叶6的门轴的中部安装有滑行轮8，对应的中部位置的悬臂梁5的一侧开设有面向活门叶6的滑槽51，该滑行轮8安装在该滑槽51内。活门叶6的门轴的底端安装有滑行轮8，对应的底端的悬臂梁5上开设有开口向上的滑槽51，该滑行轮8安装在该滑槽51内。从而，活门叶6的上、中、下部均通过滑行轮8与悬臂梁5的滑槽51相配合，当活门叶6受到相应气流作用时，能够迅速展开，形成一面挡风墙，提高气流的作用面积，从而可以带动中心传动轴1转动。
45.气流能发动机还包括固定环9，固定环9为多个，分别固定在上端法兰4和下端法兰4上的悬臂梁5上。固定环9为钢环，在上部的悬臂梁5上可以安装一圈或者多圈固定环9，其中，悬臂梁5的末端需安装一个固定环9；同理，在下部的悬臂梁5上可以安装一圈或多圈固定环9，其中，悬臂梁5的末端需安装一个固定环9。通过固定环9，可以提高整个悬臂梁5结构的稳定性，且可以根据整体的大小相应增减固定环9，保证整体的稳定性，保证使用寿命。
46.各悬臂梁5的末端弯曲形成反射角a。通过在悬臂梁5的末端进行弯曲处理，使得气流切入时具有更大的切入位，同时，不会减少受风作用面积。
47.本发明的气流能发动机还包括拉索90，拉索90的一端固定在悬臂梁5上，另一端固定在活门叶6上。通过拉索90，可以对活门叶6的转动角度起到限制作用，使得活门叶6平铺展开后是处于最大的打开角度。
48.在使用时，当活门叶6旋转到顺风位时，受到气流作用时，通过反射角a使得气流具有较大的切入位，使得活门叶6迅速通过滑行轮8在滑槽51内滑动，多个活门叶6在气流的作用下，能够迅速关闭，排列形成一面挡风墙，使得气流作用面积增大，活门叶6在气流作用下，带动旋转，从而中心传动轴1也转动。随着活门叶6的转动，当活门叶6转动到尾风位时，活门叶6在拉索90的作用下，打开一定角度，始终保持受到气流的作用力。当活门叶6转动超过中线后，活门叶6在拉索的作用下，仍受拉索90的作用，继续转动。当活门叶6转动至逆风位时，张开的活门叶6受到气流作用而逆向滑动，使得各活门叶6逐渐收起，使得活门叶受到的风阻降低，甚至可以降低至接近零位，使得活门叶6能够在气流的作用下，快速有力的转动，并传动至中心传动轴1，保证了中心传动轴1能够在微弱的气流作用下，就能被活门叶6带动转动。
49.由此可知，本发明中的活门叶6在转动时，无论任何方向的气流经过都是如此现象，永远会有一侧的活门叶6受到气流作用而形成一面挡风墙，从而推动风轮主轴3和中心传动轴1进行转动；而相对侧的活门叶6处于顺风不受阻状态，风阻极低，保证了中心传动轴1在微弱风力下也能进行转动做功。
50.本发明的气流能发动机还包括风向标板10和链轮轴杆20，风向标板10的设于空心支柱2上，并位于悬臂梁5的下方，风向标板10永指来风方向；
51.风向标板10的上端面安装有弓架30，弓架30上设有弓弦301；
52.链轮轴杆20为多个，链轮轴杆20的一端设于上端法兰4上的悬臂梁5上，另一端贯穿下端法兰4上的悬臂梁5后伸出，各链轮轴杆20上套设有三个链轮40，各悬臂梁5上的滑槽
51内设有链条50，链条50的一端设于相应的链轮40上，另一端能绕设在各相应的滑行轮8上；
53.位于下端的链轮40能够与弓弦301相接触。其中，链轮轴杆20位于活门叶6在排列时，靠近空心支柱2的一侧；通过链轮40的转动，可以将链条50收卷，从而拉动链条50回拉，使得各活门叶6收拢回拉。
54.具体的，在空心支柱2的外侧安装有支架柱15，将风向标板10安装在该支架柱15上。当遇到强风时，风向标板10的阻风板被风吹动向上，并使得弓弦301能够抬高到链轮40的高度，因此，活门叶6在转动时，链轮40能过作用在弓弦301上，与弓弦301发生摩擦，使得链轮40进行转动，链轮40转动时，带动链轮轴杆20转动，使得链轮轴杆20上的链轮40同步转动，便于相应活门叶6的门轴的轴心滑移。链轮40转动时，拉动链条50回拉，拉动滑行轮向链轮轴杆20一侧移动，使得各活门叶6收拢回拉，使得活门叶6与悬臂梁5末端的距离拉大，收窄活门叶6的受风面积以及降低杠杆作用力，减弱强破坏力。
55.当风力减弱后，风向标板10逐渐下降，弓弦301也随之下降，弓弦301与链轮40相分离；此时，在活门叶6转动的离心力作用下，活门叶6的门轴向外离心移动，使得在风力作用下，能够展开，提高受风面积以及提高杠杆作用力。
56.空心支柱2与中心传动轴1之间的上部设有支承台60，中心传动轴1的外侧设有第一轴承70，第一轴承70外侧套设有第二轴承80，第二轴承80为多层轴承，第一轴承70和第二轴承80均位于支承台60上，第二轴承80的上端面与上端法兰4相抵接。通过支承台60，可以方便相应轴承的安装。通过设有第一轴承70，可以方便中心传动轴1的转动。通过设有第二轴承80，且第二轴承80采用多层轴承，因此，可以便于对第二轴承80受到的摩擦力进行扩散消减，便于风轮主轴3的转动，减少风轮主轴3转动受到的摩擦力。
57.空心支柱2与中心传动轴1之间设有第三轴承11，空心支柱2与风轮主轴3之间设有第四轴承12。由此，通过第三轴承11，可以减小中心传动轴1转动受到的摩擦力；通过设有第四轴承12，便于风轮主轴3的转动。
58.气流能发动机还包括防水罩13，防水罩13盖设在上端法兰4的上方。通过设有防水罩13，可以起到一定的防水作用，利于提高整体的使用寿命。
59.本发明的气流能发动机通过各结构的合理设计，可以使得风轮主轴3和中心传动轴1能够在比较微弱的气流作用下进行转动，因此，该气流能发动机可以安装在各楼房顶部、阳台、院子、住宅区或者其他任何可以安装的地方，也可以安装在船舶等需要动力处，可以直接将中心传动轴1与外接齿轮箱结构连接，将风能转换成机械能，供给机械做功，如，直接以动能抽水、推磨以及传动作用船只航行的螺旋桨推进器运转排水航行；也可以将机械动能转换成电能，用于日常所需或者其余需要电能处，对风能进行有效利用，为社会的节能减排做出重大贡献。
60.以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.气流能发动机，其特征在于，包括：中心传动轴(1)；空心支柱(2)，所述空心支柱(2)套设在中心传动轴(1)的外侧；风轮主轴(3)，所述风轮主轴(3)套设在空心支柱(2)的外侧；法兰(4)，所述法兰(4)固定在风轮主轴(3)的外侧，所述法兰为多个，分别沿着风轮主轴(3)的长度方向固定，所述中心传动轴(1)与上端的法兰(4)相连接；悬臂梁(5)，各所述法兰(4)上均安装多个悬臂梁(5)，所述悬臂梁(5)在法兰(4)上呈放射性分布，所述悬臂梁(5)上均开设有滑槽(51)；活门叶(6)，所述活门叶(6)的门轴(61)分别与的法兰(4)上安装悬臂梁(5)对应连接，沿着所述悬臂梁(5)的长度方向安装多个活门叶(6)，所述活门叶(6)的门轴与悬臂梁(5)的滑槽(51)连接。2.根据权利要求1所述的气流能发动机，其特征在于，还包括磁悬浮装置(7)，所述中心传动轴(1)、空心支柱(2)和风轮主轴(3)均为非磁性材质，所述磁悬浮装置(7)设于空心支柱(2)与风轮主轴(3)之间，所述磁悬浮装置(7)包括多组磁体，每组磁体均为两个同极相对设置磁体(71)，相邻每组磁体之间为同极相对设置。3.根据权利要求2所述的气流能发动机，其特征在于，所述活门叶(6)的门轴上设有滑行轮(8)，各所述滑行轮(8)分别位于对应的悬臂梁(5)上的滑槽(51)内。4.根据权利要求3所述的气流能发动机，其特征在于，还包括固定环(9)，所述固定环(9)为多个，分别固定在上端法兰(4)和下端法兰(4)上的悬臂梁(5)上。5.根据权利要求1～4任一项所述的气流能发动机，其特征在于，各所述悬臂梁(5)的末端弯曲形成反射角(a)。6.根据权利要求3或4所述的气流能发动机，其特征在于，还包括风向标板(10)和链轮轴杆(20)，所述风向标板(10)的设于空心支柱(2)上，并位于悬臂梁(5)的下方；所述风向标板(10)的上端面设有弓架(30)，所述弓架(30)上设有弓弦(301)；所述链轮轴杆(20)为多个，所述链轮轴杆(20)的一端设于上端法兰(4)上的悬臂梁(5)上，另一端贯穿下端法兰(4)上的悬臂梁(5)后伸出，各所述链轮轴杆(20)上套设有三个链轮(40)，各所述悬臂梁(5)上的滑槽(51)内设有链条(50)，所述链条(50)的一端设于相应的链轮(40)上，另一端能绕设在各相应的滑行轮(8)上；位于下端的所述链轮(40)能够与弓弦(301)相接触。7.根据权利要求6所述的气流能发动机，其特征在于，所述空心支柱(2)与中心传动轴(1)之间的上部设有支承台(60)，所述中心传动轴(1)的外侧设有第一轴承(70)，所述第一轴承(70)外侧套设有第二轴承(80)，所述第二轴承(80)为多层轴承，所述第一轴承(70)和第二轴承(80)均位于支承台(60)上，所述第二轴承(80)的上端面与上端法兰(4)相抵接。8.根据权利要求7所述的气流能发动机，其特征在于，所述空心支柱(2)与中心传动轴(1)之间设有第三轴承(11)，所述空心支柱(2)与风轮主轴(3)之间设有第四轴承(12)。9.根据权利要求8所述的气流能发动机，其特征在于，还包括拉索(90)，所述拉索(90)的一端固定在悬臂梁(5)上，另一端固定在活门叶(6)上。10.根据权利要求9所述的气流能发动机，其特征在于，还包括防水罩(13)，所述防水罩(13)盖设在上端法兰(4)的上方。

技术总结
本发明公开了一种气流能发动机，包括中心传动轴；空心支柱，空心支柱套设在中心传动轴的外侧；风轮主轴，风轮主轴套设在空心支柱的外侧；法兰，法兰固定在风轮主轴的外侧；悬臂梁，各法兰上均安装多个悬臂梁，悬臂梁在法兰上呈放射性分布，悬臂梁上均开设有滑槽；活门叶，活门叶的门轴与悬臂梁对应连接，活门叶的门轴与悬臂梁的滑槽连接。活门叶在受到切入活门叶的气流作用时，活门叶沿着滑槽移动，展开排列形成一面挡风墙，大大提高了气流的作用面积；同时，通过杠杆原理可知，可以扩大气流能作用力，使得以倍数式扩大气流能作用力直接作用在中心传动轴上，从而使得很小的风力即可带动中心传动轴转动，且不受气流方向的影响，适用范围广。范围广。范围广。


技术研发人员：骆伯恩 骆沛滔 骆志贤
受保护的技术使用者：骆伯恩
技术研发日：2023.05.25
技术公布日：2023/7/6