一种转门式数控引风风动力装置
专利汇可以提供一种转门式数控引风风动力装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种转 门 式数控引 风 风动 力 装置，它有 输出轴 、门叶 转子 等，其特征在于：门叶转子外围有可以绕其转动的风引导壳体，其上开有引风 槽口 和排风槽口，有驱动它转动的数控执行装置，在近旁装有风向 传感器 、可共用的中央控制计算机和标准工业控制介面以及其中插有的各种测量和控制适配模 块 。使用设置风引导壳体的方法，使门叶转子的 叶片 在处于顺风半周和逆风半周所受风压力不同，因而带动转子旋转，达到 风能 转换成机械能的目的。，下面是一种转门式数控引风风动力装置专利的具体信息内容。
1.一种转门式数控引风风动力装置，它有输出轴(1)、门叶转子(2)、门叶 转子上支承轴承(3)、门叶转子下支承轴承(4)，其特征在于：门叶转子(2) 外围有风引导壳体(5)，风引导壳体(5)可以绕门叶转子(2)转动，在风引导壳 体(5)迎风的一面开有近四分之一圆弧的切向引风槽口(6)，在风引导壳体 (5)背风的一面也开有近四分之一圆弧的排风槽口(7)，有驱动风引导壳体(5) 转动的数控执行装置(8)，在近旁装有风向传感器(9)和标准工业控制介面 (13)，标准工业控制介面(13)通过串行通讯接口与可和其它设备共用的中央控 制计算机(12)相连，在标准工业控制介面(13)中插有与风向传感器(9)相 连的测量适配模块(10)，还插有与数控执行装置(8)相连并对其进行控制的 控制适配模块(11)。
一种转门式数控引风风动力装置，它属于风力发电设备，用于风力与机械 能之间的转换。特别适于在弱风下使用。
风力资源是一种有广泛利用前景的能量资源。特别是在如沙漠、高山、海 岛等电网不易覆盖的地方，利用风力发电是十分重要的。但是现在的风动力装 置，如《风力机的原理与设计》(Goorieres.D.Le箸，施鹏飞译，机械工业 出版社，1989)和《小型风力机设计》(李庆宜主编，机械工业出版社，1986) 中所述，多是采用螺旋桨型卧式装置或打蛋器式的竖式装置。这两种装置的工 作效率主要是靠桨叶剖面型状来得到，设计制造都很困难，而且对于单位尺度 的理论效率也不高。为得到较大功率时，装置结构尺寸很大。
本发明的目的是发明一种转门式数控引风风动力装置，它的叶片结构简 单，理论工作效率高，并且对设计制造精度不敏感。
本发明有输出轴、门叶转子、门叶转子上支承轴承、门叶转子下支承轴承， 其特征在于：门叶转子外围有风引导壳体，风引导壳体可以绕门叶转子转动， 在风引导壳体迎风的一面开有近四分之一圆弧的切向引风槽口，在风引导壳体 背风的一面也开有近四分之一圆弧的排风槽口，有驱动风引导壳体转动的数控 执行装置，在近旁装有风向传感器和标准工业控制介面，标准工业控制介面通 过串行通讯接口与可和其它设备共用的中央控制计算机相连，在标准工业控制 介面中插有与风向传感器相连的测量适配模块，还插有与数控执行装置相连并 对其进行控制的控制适配模块。
附图1是本发明的结构示意图。
附图2是本发明顶视剖视图。箭头的方向为风向，A半圆为顺风半圆，B 半圆为逆风半圆。
本发明的一个实施例如附图1和附图2所示，它有输出轴1、门叶转子2、 门叶转子上支承轴承3、门叶转子下支承轴承4，其特征在于：门叶转子2外 围有风引导壳体5，风引导壳体5可以绕门叶转子2转动，在风引导壳体5迎 风的一面开有近四分之一圆弧的切向引风槽口6，在风引导壳体5背风的一面 也开有近四分之一圆弧的排风槽口7，有驱动风引导壳体5转动的数控执行装 置8，在近旁装有风向传感器9和标准工业控制介面13，标准工业控制介面13 通过串行通讯接口与可和其它设备共用的中央控制计算机12相连，在标准工 业控制介面13中插有与风向传感器9相连的测量适配模块10，还插有与数控 执行装置8相连并对其进行控制的控制适配模块11。
本发明的工作原理如下：
风引导壳体5的角度位置由数控执行装置8确定。风引导壳体5被控使风 引导壳体5上的切向引风槽口6始终处于迎风位置，而排风槽口7始终处于背 风位置。切向引风槽口6只有四分之一圆周，它使风压只作用在处于顺风位置 上的门叶转子2的叶片。由于排风槽口7的作用，而处于逆风位置的门叶转子 2的叶片只受到背风处的气压作用。两边的压力差使门叶转子2转动做功，把 风能转变为输出轴1的转动动能。风引导壳体5的转动角度，由中央控制计算 机12通过标准工业控制介面13进行控制。在工作时，中央控制计算机12使 用扫描的方法，定时通过标准串行通讯接口发出选通与风向传感器9相连的测 量适配模块10的地址信号，由标准工业控制介面1 3接收后，选通插在其内的 测量适配模块10。测量适配模块10把由风向传感器8测得的风向信号经A/D 变换后反送回中央控制计算机12。中央控制计算机12根据当时的风向计算出 风引导壳体5的最佳角度。中央控制计算机12通过标准串行通讯接口发出与 风引导壳体5的数控执行装置8相连的控制适配模块11的地选信号，标准工 业介面13根据地选信号选通各控制适配模块11。选通后，中央控制计算机12 再发出相应的风引导壳体转角信号，该信号由控制适配模块11接收并锁存后， 经D/A变换后驱动数控执行装置8的执行，使风引导壳体5处在最佳位置。
本发明采用在门叶转子罩有开有近四分之一圆弧的切向引风槽口和近四分 之一圆弧的排风槽口的风引导壳体，数控的方法驱动风引导壳体上的切向引风 槽口始终处于迎风位置。使门叶转子处于顺风半周的叶片被迎面风压作用，而 门叶转子处于逆风半周的叶片只作用于背风处的气压，因而产生作用力的不平 衡，带动转子旋转以把风能转换成机械能输出，达到风能转换成机械能的目的。 由于在顺风半周时门叶是利用风作用在其上的正压力，与现在已有风扇叶片不 同，不是利用其特殊的剖面形状来产生升力。因而门叶的形状精度要求很低， 与转换效率基本无关，大大简化了门叶的结构，并使其制造简单。
在本发明中，门叶转子2上的叶片数目可以是两个、三个、四个或更多个， 叶片应均匀布置。
本发明中所用的数控执行装置8，可以使用如步进电机加减速器的结构形 式，也可以使用如CN91216027的“一种大速比差动端而输出装置的专利或是 如CN91216107的“一种数控差动减速电动伺服单元”的专利。还可以使用如 专利号为CH91278541或CN91208778的专利结构或产品。
本发明中的风向传感器12，可以是一个装置装有风标的角度传感器。角 度传感器可以是光栅式角度传感器，也可以磁感应式传感器，由于不需要高的 测角精度，也可以使用光电反射或透射式角度传感器。在角度传感器的输入端 装一个带一个阻力楔形的风标。由于风标在风力作用下自动转到阻力最小的角 度，从而使所带的角度传感器输入端转到对应角度。
在本发明中，标准工业控制介面13可以选用美国ME公司(MECHATRONIC EQUIPMENT INC.)的I/O 32，或是美国OPTO 22公司的PB16AH。中央控制计 算机12可以选用美国OPTO 22公司的LC4控制器，也可以选用美国ME公司的 PCS-1工业过程控制工作站，还可以选用普通PC计算机。适配模块10可以采 用OPTO 22公司的AD3或类似的A/D转换模块。适配模块11可选用OPTO 22 公司的DA3或类似的D/A转换模块。
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