專利名稱：Cnjt可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆的制作方法
技術領域：
CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆的發明涉及領域陸地、島嶼、海上風能運用、風力發電，以及江河、湖泊、海洋船舶風帆航行動力或船舶、海洋平臺發電。
背景技術：
風能被認為是最佳的可再生能源，作為一種取之不盡，用之不竭的綠色環保型能源，風力發電產業是世界可再生能源中，除水能資源外技術最成熟、最具有大規模開發和商業化發展前景的發電方式。由于其在減輕環境污染、減少溫室氣體排放、促進可持續發展方面的突出作用，越來越受到世界各國的高度重視。全球的風能約為2. 74X IO9MW,其中可利用的風能為2 X IO7MW,比地球上可開發利用的水能總量還要大10倍。中國是一個人口大國，中國的人均占有資源低于世界平均水平。但是中國又是一個幅員遼闊的國家，風能資源極為豐富，對風能的利用有著極大的潛力。近年來中國風電正在面臨由快速發展向健康發展轉變的時期，要實現由風電大國到風電強國的轉變，必須轉變發展方式，自主創新發展中國自己擁有的知識產權的新一代效率更高風力發電機，由“中國制造”轉變為“中國創造”，擁有中國自主知識產權風機，才能真正立足于世界風能發展技術領域前列。上次申報的實用新型垂直軸型ZL 2008 2 0139674. X “智能大功率風車”已經被國家發展和改革委員會中國經貿導刊雜志社兩次入選《國家重點高新技術項目匯編》2011年8月18日出版，《重點高新技術項目匯編》2012年2月10日出版。根據國家發展和改革委員會中國經貿導刊雜志社的要求和建議，在2012年2月21日申請委托“中國科學技術信息研究所”對“智能大功率風車”項目進行科技查新，2012年3月7日完成并提出科技查新報告。報告編號20121100100058 “查新點與查新要求JT智能大功率風車是垂直軸型風車其技術特征I.由多只智能葉片組成，風車會借助風力自動改變做功與不做功時葉片截面積。當葉片一側迎風工作時，另一側不做功葉片會在風力的作用下可以自動減小與氣流的垂直面積，使葉片截面面積縮小成線狀，可以大幅增加風車葉片做功的效率；2.在風暴來臨時，運用減少風車做功活動葉片的工作面積的原理，卸掉兩側葉片風載荷的技術方案，即允許氣流通過兩側框架，達到降低轉速或停機確保風車安全目的。其結構風車風帆葉片由柔性逆止葉片，由可以復合運動的活動葉片組成(可以雙向向上打開近90度或側向打開近90度，或移動、壓縮、折疊、卷起、調整角度、下降)構成。風車風帆框架的窗框(可以移動)，風車框架上附屬物(可以旋轉移動、伸縮)或者承載網、線，可以沿著框架邊緣移動、壓縮、折疊或卷起。查找國內有否具有上述查新點I和查新點2所述特征的這種垂直軸型風車的公開文獻報道。查新結論經此次文獻檢索，未見有與查新點所述的這種智能大功率垂直軸風車結構特征完全相同的公開文獻報道。”“智能大功率風車”在理論上證明風能利用效率高于水平軸風車風能利用效率。CNJT是JT “智能大功率風車”的升級版，在保持“智能大功率風車”風能利用效率大幅度提高的基礎上，同時可以在風暴來臨時，運用減少風車做功活動葉片的工作面積的原理，使葉片移動、調整角度、折疊或卷起的方法，達到降低轉速或停機確保風車風帆安全。本發明CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆，對傳統的垂直軸風車的工作原理和結構進行全新改革，提出新的技術方案。解決了垂直軸風車葉片在同一圈子里運動，不產生力矩、效率低和過速時的速度控制困難的問題。根據《風力發電》化學工業出版社第59頁“垂直軸風力發電機組有如下優點 發電機和變速箱能安裝在地上，易于維護和維修； 不要尾翼和偏航系統來驅動漿葉； 塔架設計簡單；垂直軸風力發電機組有如下缺點 效率低，由于葉片在同一圈子里運動，它不產生力矩； 過速時的速度控制困難；
難以自動啟動。”目前使用的垂直軸型風車，由于存在上述主要缺點未能得到廣泛的推廣使用。同時當前在風能領域廣泛應用的水平軸風車，也存在風能利用效率低下的問題。CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆的發明I、解決了垂直軸風車效率低的問題CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆，將不做功時葉片原截面面積縮小成線狀，極大減小葉片逆風驅動阻力系數，成功地解決了現有垂直軸風車葉片不產生力矩的問題，可以成倍增加了風車單組葉片做功的效率；同時，智能大功率風車能夠在風車塔桿的垂直和水平方向，增加葉片或葉片轉組組合，可以超大規模地提高單臺風車的總功率。2、解決了過速時的速度控制困難CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆，在保持“智能大功率風車”風能利用效率高的基礎上，在風暴來臨風速增加，運用減少活動葉片做功工作面積技術方法，通過葉片的復合運動，卸掉風載荷，降低轉速或停機，確保風車風帆安全。3、解決了自動啟動問題由于CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆，會借助風力的作用自動改變做功葉片受力面積，當葉片一側迎風工作時，另一側逆風不做功葉片會在風力的作用下可以向上或側面打開近90度，使葉片截面面積縮小成線狀，氣流會穿過框架，極大減小阻力系數，成功地解決了現有垂直軸風車葉片不產生力矩的問題，不僅解決了風車自動啟動問題，而且大幅度提高了風能利用效率。CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆將成為世界上風能利用效率領先，而且是運行最安全的風車風帆
發明內容
CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆，對傳統的垂直軸風車的工作原理和結構進行全新改革，提出新的技術方案。克服現有的垂直軸風車葉片不產生力矩，效率低，過速時的速度控制困難；及當前在風能領域廣泛應用的水平軸風車風能利用效率低下的問題。CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆，其采用的技術方案是通過減小不做功葉片面積的技術方案獲得做功力矩和大幅度提高了風能利用效率；風帆由多只可以做復合運動智能葉片組成，當迎風做功時，葉片會自動展開到最大面積，實現最大出力；當逆風不做功時，葉片會在風力作用下將原面積縮小成線狀。同時在風暴來臨時，運用減少風車做功活動葉片的工作面積的原理，卸掉兩側葉片風載荷的技術方案，允許氣流通過兩側框架，達到降低轉速或停機確保風車安全目的。CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆，其技術特征通過減小不做功葉片面積獲得做功力矩，葉片借助風力的作用自動改變做功葉片受力面積，當葉片一側迎風工作時，另一側不做功葉片在風力的作用下自動減小與氣流的垂直面積，使葉片截面面積縮小成線狀，氣流會穿過框架；在風暴來臨時，運用減少風車做功活動葉片的工作面積的原理，卸掉兩側葉片風載荷的技術方案，允許氣流通過兩側框架，達到降低轉速或停機確保風車安全目的。其結構風車風帆葉片由柔性逆止葉片，由做復合運動的活動葉片組成，可以雙向向上打開近90度或側向打開近90度，或移動、壓縮、折疊、卷起、調整角度構成，風車風帆框架的窗框可以移動，風車框架上附屬物可以旋轉移動、伸縮，或者承載網、線，可以沿著框架邊緣移動、壓縮、折疊或卷起。CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆葉片凹型結構，使風車做功時，受風狀況達到優化狀態，風車風帆葉片轉組結構分層、分角度設計布置，同時相鄰層葉片轉組可以相反方向旋轉工作，這樣可以使風車主桿豎向受力達到均衡。一、“貝茨理論提供了獲取風能的有效途徑，即提高風速，加大葉片掃掠面積。”《風力發電》化學工業出版社68頁。CNJT可調速安全智能大功率風車的發明原理對貝茨理論進行了補充提高葉片做功有效截面積和葉片風能利用效率將是獲取風能的最重要、最有效途徑。二、CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車的風能利用效率大于水平軸風車的風能利用效率。(用坐標方格法證明)(圖22)根據單位時間內垂直流過截面F的空氣，擁有的做功的能力稱為風能的功率(W)W = l/2p F V3其中空氣密度為P、速度為V、截面積為F，風能E = l/2p F tv3表示在時間t內流過截面F的風能。風能功率的大小與風速的立方成正比，也與流動空氣的密度和垂直流過面積成正比。用坐標方格法對比計算(一)、設圓的直徑 R=IOOmm、
半徑 r=50mm圓面積S=JIr2=3. 14 X 502=3. 14X2500=7850mm2(二)、設CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車與水平軸風車的I、掃風面積相同，
2、風車直徑相同，CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車面積S=7850mm2 ；設CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車葉片長=100_ ；CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風葉片高=7850mm2 +100mm=78. 5mm ；(三)、設定工作時CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車只有右半側葉片面做功，I、葉片右半側做功面積S1右=7850mm2 + 2=3925mm2 ；2、設葉片左半側，活動葉片上翻動90°時，左半側框架面積(阻力)為葉片左半側面積的15%,左框架(阻力)面積S2=3925Him2 X 15%=589mm23、葉片右半側(中心旋轉空間——中檔)非做功面積S3 ；設寬=8mm高=78.5mm葉片右半側非做功面積S3=8mmX78. 5mm=628mm2 ；4、葉片右半側做功面積S (有效)=3925mm2-589mm2-628mm2=2708mm2 ；(四)、設定水平軸風車的3只葉片，每只葉片長=50mm;寬=6臟(寬實際〈6臟)；/.水平軸風車I只葉片做功面積=長X寬=50mmX6mm=300mm23只葉片做功面積=3 X 300mm2=900mm2 ；(五)、CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車葉片(有效)做功截面積> 水平軸風車的3只葉片做功截面積(三)2708mm2〉(四)900mm2；結論當CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車與水平軸風車的I、掃風面積相同(風車直徑相同一便于比較)CNJT可調速安全智能大功率風車的做功截面積 > 水平軸風車的風做功截面積。
2、在相同的鳳速、空氣密度、流量條件下進行比較CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車的風能利用效率大于水平軸風車的風能利用效率。CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆工作原理如下工作原理當葉片迎風工作時，在框架上附屬物(可以旋轉、移動、伸縮，或者承載網、線，可以沿著框架邊緣移動、壓縮、折疊或卷起)承載葉片做功，使葉片做功截面面積最大化，實現最大出力；同時，另一側逆風不做功葉片會在風力的作用下可以向上或側面打開近90度；使葉片截面面積縮小成線狀，極大減小阻力系數，氣流會穿過框架，因此大幅度提高了風能利用效率。一、當風暴來臨風速增加，減少風車風帆做功活動葉片的工作面積，降低轉速或停機，確保風機風帆安全的技術方法 I、自控裝置啟動，運用減少活動葉片做功面積的原理，通過框架上附屬物旋轉90度、或移動、伸縮進框架邊緣，不再承載葉片做功，氣流會穿過框架，葉片會在風力的作用下可以向上或側面打開近90度，卸掉風載荷，達到降低轉速或停機確保風車安全目的。2、自控裝置啟動，運用減少活動葉片做功面積的原理，通過框架上承載網、線可以沿著框架邊緣移動、壓縮、折疊或卷起，不再承載葉片做功，氣流會穿過框架，葉片會在風力的作用下可以向上或側面打開近90度，卸掉風載荷，達到降低轉速或停機確保風車安全目的。3、自控裝置啟動，運用減少活動葉片做功面積的原理，葉片由柔性材料制成、柔性葉片設計布置由多個多邊形構成可以單向通過氣流的窗口，通過柔性葉片的卷起、移動卸掉風載荷，達到降低轉速或停機，確保風車安全目的。4、自控裝置啟動，運用減少活動葉片做功面積的原理，活動葉片可以沿著框架邊緣移動、折疊或卷起、調整角度；氣流會穿過框架，活動葉片不再做功，通過卸掉風載荷，達到降低轉速或停機，確保風車安全。5、自控裝置啟動，運用減少活動葉片做功面積的原理，葉片旋轉軸可以移動、氣流會穿過框架，活動葉片不再做功，通過卸掉風載荷，達到降低轉速或停機確保風車安全目的。6、自控裝置啟動，運用減少活動葉片做功面積的原理，通過框架窗框移動不再承載葉片做功，葉片會在風力的作用下可以向上或側面打開近90度，卸掉風載荷，達到降低轉速或停機確保風車安全目的。7、自控裝置啟動，運用減少活動葉片做功面積的原理，可以將風帆做功葉片組下降到安全高度方法，包括工作桿伸縮節式升降法，齒輪式、壓力式、鋼纜式工作桿升降法，確保風車、船舶、風帆安全。二、海上船舶用風車風帆做功葉片組下降到安全高度方法在惡劣氣候風暴條件下，自控裝置啟動，運用減少活動葉片做功面積的原理，可以將風帆做功葉片組下降到安全高度方法，包括工作桿伸縮節式升降法，齒輪式、壓力式、鋼纜式工作桿升降法，確保風車、船舶、風帆安全。I、工作桿伸縮節式風車風帆做功葉片轉組裝置，具備組合功能，運用伸縮節式沿著工作桿升降調整方法。2、同時可以運用齒輪式、壓力式、鋼纜式升降法，將海上船舶用風車風帆做功葉片組下降到安全高度，以保護船舶和風車風帆不受到損壞。三、手動操作裝置手動操作裝置、預防結冰裝置，與上述自控系統裝置并列設計安裝，在緊急情況時，如在停電或電力系統遭到損壞情況下，手動操作裝置可以確保安全萬無一失。當風暴來臨風速增加，為了確保風機安全可以采取以下技術方法I、自控裝置啟動，運用減少活動葉片做功面積的原理，通過框架上附屬物旋轉90度、或移動、伸縮進框架邊緣，不再承載葉片做功，氣流會穿過框架，葉片會在風力的作用下可以向上或側面打開近90度，卸掉風載荷，達到降低轉速或停機確保風車安全目的。2、自控裝置啟動，運用減少活動葉片做功面積的原理，通過框架上承載網、線可以沿著框架邊緣移動、壓縮、折疊或卷起，不再承載葉片做功，氣流會穿過框架，葉片會在風力的作用下可以向上或側面打開近90度，卸掉風載荷，達到降低轉速或停機確保風車安全目的。3、自控裝置啟動，運用減少活動葉片做功面積的原理，活動葉片可以沿著框架邊緣移動、折疊或卷起、調整角度；氣流會穿過框架，活動葉片不再做功，通過卸掉風載荷，達到降低轉速或停機，確保風車安全。4、自控裝置啟動，運用減少活動葉片做功面積的原理，葉片旋轉軸可以移動、氣流會穿過框架，活動葉片不再做功，通過卸掉風載荷，達到降低轉速或停機確保風車安全目的。5、自控裝置啟動，運用減少活動葉片做功面積的原理，通過框架窗框移動不再承載葉片做功，葉片會在風力的作用下可以向上或側面打開近90度，卸掉風載荷，達到降低轉速或停機確保風車安全目的。6、自控裝置啟動，運用減少活動葉片做功面積的原理，葉片由柔性材料制成、柔性葉片設計布置由多個多邊形構成可以單向通過氣流的窗口，通過柔性葉片的卷起、移動卸掉風載荷，達到降低轉速或停機，確保風車安全目的。7、自控裝置啟動，運用減少活動葉片做功面積的原理，可以將風帆做功葉片組下降到安全高度方法，包括工作桿伸縮節式升降法，齒輪式、壓力式、鋼纜式工作桿升降法，確保風車、船舶、風帆安全。8、海上船舶用風車風帆做功葉片，可以采取工作桿伸縮節式葉片組下降到安全高度方法。以保護船舶和風車風帆不受到損壞。9、海上船舶用風車風帆做功葉片，可以采取運用齒輪式、壓力式、鋼纜式升降法，將海上船舶用風車風帆做功葉片組下降到安全高度，以保護船舶和風車風帆不受到損壞。10、手動操作裝置、預防結冰裝置，與上述自控系統裝置并列設計安裝，在緊急情況時，如在停電或電力系統遭到損壞情況下，手動操作裝置可以確保安全萬無一失。U、風車葉片轉組分層設計布置，同時相鄰層葉片轉組可以相反方向旋轉工作，這樣可以使風車主桿豎向受力達到均衡。12、風車設計相鄰上下層葉片組，采用45度(平面)布置安裝一可以使風車做功受力達到均勻、轉速更加穩定。、
13、風車在活動葉片底面的1/2以上部分設置轉動軸，通過調節轉動軸位置的高度一可以降低風車起動風速，使風車葉片在中低風速(一定范圍)條件下做功。14、CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆塔桿的垂直和水平方向，增加葉片轉組進行組合一可以超大規模地提高了單臺風車的總功率。15、由于不需要對風裝置，任何方向來風都可以使風車做功，做為船用動力可以發電，做為船舶風帆水面任何方向來風都可以帶動螺旋槳做功，可以逆風行舟節省大量的船用燃油。16、CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆使用的材料要求強度高、重量輕、耐腐蝕、噪音低，在長時期的惡劣氣候條件下物理、化學性能穩定；如聚合物、鋁塑合金、涂層薄板，經過處理的橡膠、玻璃纖維等。另一類是經過處理的合成柔性材料高強度尼龍纖維、聞強織物等。 17、CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆不僅極大提高風能利用效率，而且能是夠確保安全運行的風車風帆。創新點是本發明CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆，對傳統的垂直軸風車的工作原理和結構進行全新改革，提出新的技術方案。克服現有的垂直軸風車葉片不產生力矩，效率低，過速時的速度控制困難；及當前在風能領域廣泛應用的水平軸風車風能利用效率低下的問題。本發明CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆，其采用的技術方案是通過減小不做功葉片面積的技術方案獲得做功力矩和大幅度提高了風能利用效率；風帆由多只可以做復合運動智能葉片組成，當迎風做功時，葉片會自動展開到最大面積，實現最大出力；當逆風不做功時，葉片會在風力作用下將原面積縮小成線狀。同時在風暴來臨時，運用減少風車做功活動葉片的工作面積的原理，卸掉兩側葉片風載荷的技術方案，允許氣流通過兩側框架，達到降低轉速或停機確保風車安全目的。本發明CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆，解決了傳統垂直軸風車葉片在同一圈子里運動不產生力矩、效率低和過速時的速度控制困難的問題。本發明特點風能利用效率高于水平軸風車。增加葉片組合提高單臺風車總功率。無需對風裝置，適合海洋風電、平臺、船舶發電，海洋船舶風帆動力。通過智能葉片調速或停機，確保風車風帆安全。


當結合附圖考慮時，通過參照下面的詳細描述，能夠更完整更好地理解本發明以及容易得知其中許多伴隨的優點，但此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本發明的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定，如圖其中圖I :為本發明CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆的柔性葉片設計布置由多個多邊形構成可以單向通過氣流的窗口示意圖；圖2 :為本發明CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆的柔性葉片設計布置由多個多邊形構成向上卷起后示意圖；圖3 :為本發明CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆的框架上附屬物可以旋轉示意圖；圖3A—A :為本發明CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆的框架上附屬物可以旋轉截面示意圖；圖4 :為本發明CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆的框架上附屬物旋轉后截面示意圖；圖5 :為本發明CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆的框架上附屬物3可以上下移動示意圖；圖6 :為本發明CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆的框架上附屬物3向下移動示意圖；圖7 :為本發明CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆的框架可以向下移動截面示意圖；圖8 :為本發明CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆的框架向下移動后截面示意圖；圖9 :為本發明CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆的葉片轉動軸整體向下移動后示意圖；圖10 :為本發明CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆的葉片在承載網、線上工作示意圖。圖11 :為本發明CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆的承載網、線可以沿著框架邊緣移動、折疊或卷起過程示意圖。圖12 :為本發明CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆的承載網、線可以沿著框架邊緣移動、折疊或卷起后示意圖。圖13 :為本發明CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆的活動葉片可以側向打開近90度示意圖。圖13A—A (下部)框架I上附屬物33在正常情況下承載一側葉片23做功的示意圖。圖13B — B (上部)框架I上附屬物33在正常情況下承載一側葉片23做功的示意 圖。圖13a — a在風暴來臨時，(下部)框架I上附屬物33移動縮進框架，葉片23旋轉，卸掉兩側葉片風載荷示意圖。圖13b — b (上部)框架I上附屬物33移動縮進框架，葉片23旋轉，卸掉兩側葉片風載荷示意圖。圖13C — C (下部)框架I上附屬物33俯視圖示意圖。圖13D — D (上部)框架I上附屬物33仰視圖示意圖。圖14 :為本發明CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆的活動葉片可以側向打開近90度葉片23示意圖。圖15 :為本發明CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆的活動葉片在風暴來臨時，兩側葉片側向打開近90度氣流穿過框架，卸掉兩側風載荷示意圖。圖16 :為本發明CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆葉片單側葉片側向打開近90度獲得做功力矩的示意圖。
圖17 :為本發明CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆葉片側向打開近90度獲得做功力矩，在風暴來臨時，運用卸掉兩側葉片風載荷的技術方案，風車框架上附屬物33可以旋轉90度示意圖。圖18 :為本發明CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆葉片側向打開近90度獲得做功力矩，在風暴來臨時，運用卸掉兩側葉片風載荷的技術方案，風車框架上附屬物已經旋轉90度后示意圖。圖19 :為本發明CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆在風暴來臨時，運用卸掉兩側葉片風載荷的技術方案，風車風帆葉片23軸橫向移動，風車風帆葉片23折疊或重置的不意圖。圖20 :為本發明CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆在風暴來臨時，運用卸掉兩側葉片風載荷的技術方案，風車風帆葉片23軸橫向移動，風車風帆葉片23折疊或重置后不意圖。圖21 :為本發明CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆葉片凹型設計，風車風帆葉片轉組結構分層、分角度設計布置，同時相鄰層葉片轉組可以相反方向旋轉工作的示意圖。圖22風車葉片(有效)做功截面積對比示意圖；設定每格長度5mm，每格面積25mm2 ；圖23 :為本發明CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆葉片；框架和葉片整體可以折疊，可以下降到安全位置示意圖。下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
具體實施例方式顯然，本領域技術人員基于本發明的宗旨所做的許多修改和變化屬于本發明的保護范圍。如上所述，對本發明的實施例進行了詳細地說明，但是只要實質上沒有脫離本發明的發明點及效果可以有很多的變形，這對本領域的技術人員來說是顯而易見的。因此，這樣的變形例也全部包含在本發明的保護范圍之內。實施例I :由圖I所示本發明CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆的示意圖。風車框架I、柔性葉片2由柔性材料制成、柔性葉片2設計布置由多個多邊形構成僅能單向通過氣流的窗口，在正常情況下，當柔性葉片2 —側逆止氣流迎風做功時，另一側不做功柔性葉片2會在風力的作用下可以自動允許氣流通過，使柔性葉片2截面面積縮小成線狀，獲得做功力矩；而且在風暴來臨時，運用卸掉兩側葉片2風載荷的技術方案，讓柔性葉片2卷起、氣流會穿過風車框架I,如圖2。實施例2:由圖3所示本發明CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆示意圖。風車風帆葉片由風車框架I、活動葉片底面20組成，可以雙向向上打開近90度，風車框架上附屬物3 (圖3A — A)、在正常情況下承載一側葉片做功，另一側不做功葉片會在風力的作用下可以向上打開近90度，自動允許氣流通過，使葉片截面面積縮小成線狀，獲得做功力矩；在風暴、來臨時，如圖4運用卸掉兩側葉片風載荷的技術方案，風車框架I上附屬物3可以旋轉90度、不再承載葉片20做功，氣流會穿過框架，葉片20會在風力的作用下可以向上打開近90度，氣流會穿過框架1，卸掉兩側風載荷。實施例3:圖5所示為本發明CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆的框架上附屬物可以伸縮示意圖。風車風帆葉片由風車框架I、活動葉片底面20、可以雙向向上打開近90度，風車框架上附屬物3在正常情況下承載一側葉片20做功，另一側不做功葉片20會在風力的作用下可以向上打開近90度，自動允許氣流通過，使葉片20截面面積縮小成線狀，獲得做功力矩；在風暴來臨時，運用卸掉兩側葉片風載荷的技術方案，如圖6風車框架上附屬物3可以移動縮進框架不再承載葉片做功，氣流會穿過框架，葉片20會在風力的作用下可以向上打開近90度，氣流會穿過框架1，卸掉兩側風載荷。 實施例4:由圖7所示本發明CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆示意圖。風車風帆由可復合運動的活動葉片21和30旋轉軸組成，可以雙向向上打開近90度，風車框架I在正常情況下承載一側活動葉片21做功，另一側不做功活動葉片21會在風力的作用下可以向上打開近90度，自動允許氣流通過，使活動葉片21截面面積縮小成線狀，獲得做功力矩；在風暴來臨時，運用卸掉兩側葉片風載荷的技術方案，風車橫框架I向下移動不再承載活動葉片21做功，氣流會穿過框架，活動葉片21會在風力的作用下可以向上打開近90度，氣流會穿過框架1，卸掉兩側風載荷，如圖8。或框架I和葉片21整體可以折疊下降到安全位置如圖23。實施例5:圖9為本發明CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆的葉片轉動軸向下移動后示意圖；風車風帆由可復合運動的活動葉片21組成，可以雙向向上打開近90度，風車框架I在正常情況下承載一側活動葉片21做功，另一側不做功活動葉片21會在風力的作用下可以向上打開近90度，自動允許氣流通過，使活動葉片21截面面積縮小成線狀，獲得做功力矩；在風暴來臨時，運用卸掉兩側活動葉片21風載荷的技術方案，風車風帆葉片軸30整體上升或下降移動，框架不再承載葉片活動葉片21做功，活動葉片21會在風力的作用下可以向上打開近90度，氣流會穿過框架，卸掉兩側風載荷。實施例6:圖10 :為本發明CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆的框架上承載網、線示意圖。風車風帆葉片可以雙向向上打開近90度，在正常情況下風車框架I上承載網、線31承載葉片22做功,獲得做功力矩,風另一側不做功葉片22會在風力的作用下可以向上打開近90度，自動允許氣流通過承載網、線31，使葉片22截面面積縮小成線狀，如圖10，在風暴來臨時，運用卸掉兩側葉片風載荷的技術方案，風車框架上承載網、線31可以沿著框架邊緣移動、折疊或卷起，不再承載葉片22做功，葉片22雙向向上打開近90度，氣流會穿過框架1，卸掉風載荷，如圖11、承載網、線31折疊或卷起后圖12。
實施例7 圖13為本發明CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆的葉片可以側向打開示意圖。風車風帆由可復合運動的葉片23組成，可以側向打開近90度，風車框架I上附屬物33在正常情況下承載一側葉片23做功的同時，另一側不做功活動葉片23會在風力的作用下可以側向打開近90度，自動允許氣流通過，使葉片23截面面積縮小成線狀，獲得做功力矩，如圖13。框架上附屬物33如圖13A—A、圖13B—B和圖13C—C、圖13D— D，活動葉片23如圖14 ;在風暴來臨時，運用卸掉兩側葉片風載荷的技術方案，風車框架上附屬物3如圖13A—A、圖13B— B可以移動縮進框架不再承載葉片做功，如圖13a— a、圖13b—b ;氣流會穿過框架，葉片23會在風力的作用下可以側向上打開近90度，氣流會穿過框架I，卸掉兩側風載荷，如圖15。如圖17、圖18，或者附屬物33可以旋轉90度，在風暴來臨時，框架I不再承載葉 片23做功，氣流會穿過框架1，葉片23會在風力的作用下可以側向打開近90度，氣流會穿過框架1，卸掉兩側風載荷，如圖15。實施例8:圖19為本發明CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆的示意圖。風車風帆由可復合運動的葉片23組成，可以側向打開近90度，風車框架I上附屬物33在正常情況下承載一側葉片23做功的同時，另一側不做功葉片23會在風力的作用下可以側向打開近90度，自動允許氣流通過，使葉片23截面面積縮小成線狀，獲得做功力矩，如圖16 ;在風暴來臨時，運用卸掉兩側葉片風載荷的技術方案，風車風帆葉片23軸橫向移動，風車風帆葉片23折疊或重疊，如圖19，氣流會穿過框架1，卸掉兩側風載荷，如圖20。實施例9:如圖21為本發明CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆的示意圖。CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆葉片凹型設計，使風車做功時，受風狀況達到優化狀態，風車風帆葉片轉組結構分層111、分角度設計布置，同時相鄰層葉片轉組可以相反方向旋轉工作222，這樣可以使風車主桿豎向受力達到均衡。
權利要求
1.CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆，其技術特征是通過減小不做功葉片面積的技術方案獲得做功力矩，并大幅度提高了風能利用效率，葉片會借助風力的作用自動改變做功葉片受力面積，當葉片一側迎風工作時，另一側不做功葉片會在風力的作用下可以自動減小與氣流的垂直面積，使葉片截面面積縮小成線狀，氣流會穿過框架，極大減小阻力系數；在風暴來臨時，運用卸掉兩側葉片風載荷的技術方案，即允許氣流通過兩側框架，達到降低轉速或停機，確保風車風帆安全； 其結構風車風帆葉片由柔性逆止葉片，由可以復合運動的活動葉片組成(可以雙向向上打開近90度或側向打開近90度，或移動、壓縮、折疊、卷起、調整角度構成)，風車風帆框架的窗框或窗框和葉片整體可以折疊(可以移動)，風車框架上附屬物(可以旋轉移動、伸縮)，或者承載網、線，可以沿著框架邊緣移動、壓縮、折疊或卷起。
2.根據權利要求I所述的CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆，其特征在于 風車風帆葉片結構葉片由柔性材料制成、柔性葉片設計布置由多個多邊形構成僅能單向通過氣流的窗口，當葉片一側逆止氣流迎風做功時，另一側不做功葉片會在風力的作用下可以自動允許氣流通過，使葉片截面面積縮小成線狀，獲得做功力矩；在風暴來臨時，可以卸掉兩側葉片風載荷，讓柔性葉片卷起、氣流會穿過框架。
3.根據權利要求I所述的CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆，其特征在于 風車風帆葉片結構由可復合運動的活動葉片組成，可以雙向向上打開近90度，風車框架上附屬物在正常情況下承載一側葉片做功，另一側不做功葉片會在風力的作用下可以向上打開近90度，自動允許氣流通過，使葉片截面面積縮小成線狀，獲得做功力矩；在風暴來臨時，運用卸掉兩側葉片風載荷的技術方案，風車框架上附屬物可以旋轉90度、不再承載葉片做功，氣流會穿過框架，葉片會在風力的作用下可以向上打開近90度，氣流會穿過框架，卸掉兩側風載荷。
4.根據權利要求I所述的CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆，其特征在于 風車風帆葉片可以雙向向上打開近90度，風車框架上附屬物在正常情況下承載一側葉片做功，另一側不做功葉片會在風力的作用下可以向上打開近90度，自動允許氣流通過，使葉片截面面積縮小成線狀，獲得做功力矩；在風暴來臨時，可以卸掉兩側葉片風載荷，風車框架上附屬物可以移動縮進框架不再承載葉片做功，氣流會穿過框架，葉片會在風力的作用下可以向上打開近90度，氣流會穿過框架，卸掉兩側風載荷。
5.根據權利要求I所述的CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆，其特征在于 風車風帆葉片可以雙向向上打開近90度，風車框架在正常情況下承載一側葉片做功，另一側不做功葉片會在風力的作用下可以向上打開近90度，自動允許氣流通過，使葉片截面面積縮小成線狀，獲得做功力矩；在風暴來臨時，風車橫框架向下移動不再承載葉片做功，氣流會穿過框架，葉片會在風力的作用下可以向上打開近90度，氣流會穿過框架，卸掉兩側風載荷，或框架和葉片整體可以折疊，可以下降到安全位置。
6.根據權利要求I所述的CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆，其特征在于 風車風帆葉片在正常情況下一側葉片做功，另一側不做功葉片會在風力的作用下可以向上或側向打開近90度，自動允許氣流通過，使葉片截面面積縮小成線狀，獲得做功力矩；在風暴來臨時，運用卸掉兩側葉片風載荷的技術方案，風車風帆葉片與軸整體上升或下降移動到安全位置，卸掉兩側風載荷。
7.根據權利要求I所述的CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆，其特征在于 風車風帆葉片可以雙向向上打開近90度，在正常情況下風車框架上承載網、線承載葉片做功，獲得做功力矩，風另一側不做功葉片會在風力的作用下可以向上打開近90度，自動允許氣流通過，使葉片截面面積縮小成線狀；在風暴來臨時，運用卸掉兩側葉片風載荷的技術方案，風車框架上承載網、線可以沿著框架邊緣移動、折疊或卷起，不再承載葉片做功，葉片雙向向上打開近90度，氣流會穿過框架，卸掉風載荷。
8.根據權利要求I所述的CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆，其特征在于 風車風帆葉片可以側向打開近90度，風車框架上附屬物在正常情況下承載一側葉片做功，另一側不做功葉片會在風力的作用下可以側向打開近90度，自動允許氣流通過，使葉片截面面積縮小成線狀，獲得做功力矩；在風暴來臨時，運用卸掉兩側葉片風載荷的技術方案，風車框架上附屬物可以移動縮進框架不再承載葉片做功，或者附屬物可以旋轉90度，氣流會穿過框架，葉片會在風力的作用下可以側向上打開近90度，氣流會穿過框架，卸掉兩側風載荷。
9.根據權利要求I所述的CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆，其特征在于 風車風帆葉片可以側向打開近90度，風車框架上附屬物在正常情況下承載一側葉片做功，另一側不做功葉片會在風力的作用下可以側向打開近90度，自動允許氣流通過，使葉片截面面積縮小成線狀，獲得做功力矩；在風暴來臨時，運用卸掉兩側葉片風載荷的技術方案，風車風帆葉片軸橫向移動，風車風帆葉片折疊或重疊，氣流會穿過框架，卸掉兩側風載荷。
10.CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆葉片凹型結構，其特征在于使風車做功時，受風狀況達到優化狀態，風車風帆葉片轉組結構分層、分角度設計布置，同時相鄰層葉片轉組可以相反方向旋轉工作，這樣可以使風車主桿豎向受力達到均衡。
全文摘要
CNJT可調速安全智能大功率垂直軸風車風帆，對傳統垂直軸風車的工作原理和結構進行全新改革，克服現有的垂直軸風車葉片不產生力矩，效率低，過速時的速度控制困難，以及當前廣泛運用的水平軸風車風能利用效率低下的問題。CNJT新的技術方案由多只可復合運動智能葉片組成，通過減小不做功葉片面積的技術方案獲得做功力矩，大幅度提高了風能利用效率。在風暴來臨時，運用減少風車做功活動葉片的工作面積的原理，卸掉兩側葉片風載荷，確保風車風帆安全。創新點風能利用效率高于水平軸風車。增加葉片組合提高單臺風車總功率。無需對風裝置，適合海洋風電、平臺、船舶發電，海洋船舶風帆動力。通過智能葉片調速或停機，確保風車風帆安全。
文檔編號F03D3/06GK102748206SQ201210259968
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月25日 優先權日2012年7月25日
發明者焦兆平, 焦正平, 焦賢迪, 焦鋼, 陳善義 申請人:焦兆平, 焦賢迪, 焦鋼