专利名称：带可随流向转动的偏流罩的阻力型风轮机或水轮机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种带可随流向转动的偏流罩的阻力型风轮机或水轮机。
背景技术：
目前，阻力型风轮机是利用轴心两侧所受风力的不平衡所产生的力矩转动，由 于其轴心两侧中受力较小侧的叶片仍受风力而产生与实际转动方向相反的力矩，所以使 阻力型风轮机发电效率较低，并且使其轴心受较大风压力而使转动摩擦力增大并易使风 轮机被强风损坏。水轮机也有类似的情况。
发明内容
为了克服因阻力型风轮机或水轮机轴心的两侧中受力较小的一侧叶片受风力或 水流力而产生与实际转动方向相反的力矩而使阻力型风轮机或水轮机发电效率较低并且 使其轴心受较大压力而使转动摩擦力增大并使易使风轮机或水轮机被强风或强水流损坏 的问题，对发明提供一种带可随流向转动的偏流罩的阻力型风轮机或水轮机，以风轮机 为例其在一般阻力型风轮机之外增加了一个可随风向转动至合适位置的偏流罩而使该风 轮机叶片在任何时候都只产生很小的或基本不会产生与实际转动方向相反的力矩，从而 提高阻力型风轮机发电效率，减少轴心的转动摩擦力，并使风轮机不易被强风损坏。本 发明内容包含把偏流罩应用于阻力型水轮机。流经发电机叶片的流体若为水，则成为带 可随水流向转动的偏流罩的阻力型水轮机，其特别适用于洋流发电。若水流方向基本不 变，则阻力型水轮机的偏流罩固定位置即可。带固定位置偏流罩的阻力型水轮机也为本 发明要求保护的内容。本发明所采用的技术方案是本说明书所述的阻力型风轮机或水轮机是指利用 因其叶片形状特性而使其轴心两侧所受风力或液体力量的不平衡所产生的力矩而使其叶 片转动的风轮机或水轮机。以下方案以风轮机为例说明其技术方案，水轮机的方案与其 基本一致，只需改流经发电机叶片的流体为水并把风轮机改为水轮机即可。在阻力型风 轮机之外增加了一个可随风向转动至合适位置的偏流罩而使该风轮机的逆风向运动的一 侧基本在迎风方向上被偏流罩覆盖而使位于该侧的叶片只产生很小的或基本不会产生与 实际转动方向相反的力矩。本技术方案包含偏流罩随风向绕风轮机轴心转动而风轮机轴 心不运动的方案也包含偏流罩和风轮机轴心一起随风向运动的方案。本技术方案包含多 个上述带可随风向转动的偏流罩的阻力型风轮机组合在一起使用的方案。方案一偏 流罩在与风轮机轴心方向垂直的切面上呈类“人”字型。偏流罩上有一轴心与外界联 系固定，该轴心位于上述类“人”字的撇和捺的交点处或其附近，偏流罩能绕该轴心旋 转。偏流罩与风轮机轴心之间有一如横杠之类的器件联系，使风轮机轴心与偏流罩相对 固定，从而使风轮机轴心能与偏流罩一起绕偏流罩轴心旋转，上述偏流罩较靠近风轮机 的逆风向运动的一侧而较远离风轮机的顺风向运动的一侧。另外，以上述偏流罩的轴心 为分界，偏流罩中的较靠近风轮机的一部分可设计成相对风轮机有一定程度的凹形，而另一部分则可相对风轮机有一定程度的凸形。当风吹过偏流罩时能使或能较易使偏流罩 随风向转动至合适位置而使该风轮机的逆风向运动的一侧基本在迎风方向上被偏流罩覆 盖。根据实际情况，本方案既可以以偏流罩为风向标实现偏流罩的自动转动，也可以另 设风向标。本方案也可以设立根据风向使偏流罩绕其轴心转动的机电部件，使偏流罩在 各种情况下能在该部件的作用下更准确、有效、及时地转动至合适位置。上述偏流罩的 轴心也可设置在其它任何地方，此时须设立风向标和根据风向使偏流罩绕其轴心转动的 机电部件。方案二 偏流罩在与风轮机轴心方向垂直的切面上呈类“人”字型。偏流罩 上有一轴心与外界联系固定，该轴心位于上述类“人”字的撇和捺的交点处或其上方附 近，偏流罩能绕该轴心旋转。偏流罩与风轮机轴心之间有一如横杠之类的器件联系，使 风轮机轴心与偏流罩相对固定，从而使风轮机轴心能与偏流罩一起绕偏流罩轴心旋转。 一个偏流罩联系固定两个风轮机轴心，两个风轮机位于上述类“人”字的下方并关于 “人”字中轴呈轴对称。上述偏流罩较靠近每个风轮机的逆风向运动的一侧而较远离风 轮机的顺风向运动的一侧。另外，偏流罩可设计成相对风轮机有一定程度的凹形。其它 同方案一。方案三偏流罩在与风轮机轴心方向垂直的切面上呈类“八”字型。偏流 罩上有一轴心与外界联系固定位置，该轴心位于上述类“八”字的下方也即“八”字撇 和捺相距较远端的中点处或其附近，其与偏流罩罩壳间有如横杆之类的器件联系，并使 偏流罩能绕该轴心旋转。偏流罩与风轮机轴心之间也有一如横杆之类的器件联系，使风 轮机轴心与偏流罩相对固定，从而使风轮机轴心能与偏流罩一起绕偏流罩轴心旋转。风 轮机位于上述类“八”字的上方也即“八”字撇和捺相距较近端附近。上述偏流罩中 较小的开口较靠近风轮机的顺风向运动的一侧而较远离风轮机的逆风向运动的一侧，即 类“八”字的上方的较小的开口可正对风轮机的顺风向运动的一侧，从而使流过偏流罩 的风被引流至风轮机的顺风向运动的一侧并使风轮机的逆风向运动的一侧基本在迎风方 向上被偏流罩覆盖。本方案也可以以偏流罩为风向标实现偏流罩的转动，也可以另设风 向标和根据风向使偏流罩绕其轴心转动的机电部件。方案四设风向标和根据风向使偏 流罩转动的机电部件，偏流罩随风向绕风轮机轴心转动而风轮机轴心不运动。当风吹过 风向标时确定的风向信号通过机电部件使偏流罩随风向转动至合适位置而使该风轮机的 逆风向运动的一侧基本在迎风方向上被偏流罩覆盖。使偏流罩转动的机械部件可以是轨 道或可绕风轮机轴心转动的横杆等。方案五两个或多个带偏流罩的阻力型风轮机排成 一排或多排，各偏流罩和风轮机轴心相对位置固定而成为一个组合体，该组合体上有风 向标和根据风向使该组合体转动的机电部件从而使该组合体作为一个整体随风向转动而 使其上任一偏流罩都能在迎风方向上基本覆盖相应的风轮机的逆风向运动的一侧。多个 上述各个方案中的带可随风向转动的偏流罩的阻力型风轮机可以排成一排或多排以互不 羁绊的原则组合起来成为一个组合体。在上述组合体中的多个风轮机上安装如齿轮或传 动带之类的传动装置把多个风轮机的转动能量集中起来一同传至一个或多个不同负载的 发电机，从而形成一个组合型带可随风向转动的偏流罩的阻力型风轮机，该风轮机特别 适用于微风力发电。该组合型带可随风向转动的偏流罩的阻力型风轮机可根据风速大小 选择合适的发电机接收风轮机的动能以达致最优的发电效率。在上述组合体周围还可加 上方形或圆形等的框，使其可以方便地安装在门、窗户或阳台上等，还可以在组合体上 加上门枢或滑道等使其可以方便地移动位置。本发明包含把偏流罩应用于阻力型水轮机的方案。带偏流罩的水轮机的方案与上述风轮机的方案基本一致，只需改流经发电机叶 片的流体为水并把风轮机改为水轮机即可。上述方案中流经发电机叶片的流体若为水， 则成为带可随水流向转动的偏流罩的阻力型水轮机。其核心是在阻力型水轮机之外增加 了一个可随水流向转动至合适位置的偏流罩而使该水轮机的逆水流向运动的一侧基本在 迎水流方向上被偏流罩覆盖而使位于该侧的叶片基本不会产生或只产生很小与实际转动 方向相反的力矩。其特别适用于洋流发电。若水流方向基本不变则固定阻力型水轮机的 偏流罩位置即可。带固定位置偏流罩的阻力型水轮机也为本发明要求保护的内容。本发明的有益效果是，风轮机或水轮机叶片基本不产生与实际转动方向相反的 力矩或大大减少该力矩，并减少了其轴心的转动摩擦力，提高阻力型风轮机或水轮机发 电效率，并使阻力型风轮机或水轮机不易损坏。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图1是本发明中方案一的俯视示意图。图2是本发明中方案二的俯视示意图。图3是本发明中方案三的俯视示意图。图4是本发明中的组合型带可随风向转动的偏流罩的阻力型风轮机或水轮机的 立体透视图。图中1.风轮机或水轮机，2.偏流罩，3.风轮机轴心，4.偏流罩轴心，5.偏流罩与 风轮机轴心之间的联系器件，6.如齿轮或传动带之类的传动装置，7.根据风向使偏流罩 绕其轴心转动的机电部件，8.风向标，9.发电机，10.框，11.根据风速大小选择合适的发 电机接收风轮机的动能的部件。
具体实施例方式在图1所示的实施例中，在阻力型风轮机(1)之外增加了一个可随风向转动至合 适位置的偏流罩(2)而使该风轮机(1)的逆风向运动的一侧基本在迎风方向上被偏流罩 (2)覆盖而使位于该侧的叶片只产生很小的或基本不会产生与实际转动方向相反的力矩。 本技术方案包含多个上述带可随风向转动的偏流罩的阻力型风轮机组合在一起使用的方 案。偏流罩(2)在与风轮机轴心(3)方向垂直的切面上呈类“人”字型。偏流罩(2)上 有一轴心(4)与外界联系固定，该轴心(4)位于上述类“人”字的撇和捺的交点处或其 附近，偏流罩(2)能绕该轴心(4)旋转。偏流罩(2)与风轮机轴心(3)之间有一如横杠 之类的器件(5)联系，使风轮机轴心(3)与偏流罩(2)相对固定，从而使风轮机轴心(3) 能与偏流罩(2) —起绕偏流罩轴心(4)旋转，上述偏流罩(2)较靠近风轮机(1)的逆风向 运动的一侧而较远离风轮机的顺风向运动的一侧。另外，以上述偏流罩的轴心(4)为分 界，偏流罩(2)中的较靠近风轮机的一部分可设计成相对风轮机有一定程度的凹形，而 另一部分则可相对风轮机有一定程度的凸形。当风吹过偏流罩(2)时能使或能较易使偏 流罩(2)随风向转动至合适位置而使该风轮机(1)的逆风向运动的一侧基本在迎风方向上 被偏流罩(2)覆盖。根据实际情况，本方案既可以以偏流罩(2)为风向标实现偏流罩的 自动转动，也可以另设风向标。本方案也可以设立根据风向使偏流罩绕其轴心转动的机
6电部件，使偏流罩在各种情况下能在该部件的作用下更准确、有效、及时地转动至合适 位置。上述偏流罩的轴心也可设置在其它任何地方，此时须设立风向标和根据风向使偏 流罩绕其轴心转动的机电部件。在图2所示的实施例中，偏流罩⑵在与风轮机轴心(3)方向垂直的切面上呈 类“人”字型。偏流罩(2)上有一轴心(4)与外界联系固定，该轴心(4)位于上述类
“人”字的撇和捺的交点处或其附近，偏流罩(2)能绕该轴心(4)旋转。偏流罩(2)与 风轮机轴心(3)之间有一如横杠之类的器件(5)联系，使风轮机轴心(3)与偏流罩(2)相 对固定，从而使风轮机轴心(3)能与偏流罩(2) —起绕偏流罩轴心(4)旋转。一个偏流 罩(2)联系固定两个风轮机轴心(3)，两个风轮机(1)位于上述类“人”字的下方并关于 “人”字中轴呈轴对称。上述偏流罩(2)较靠近每个风轮机(1)的逆风向运动的一侧而 较远离风轮机(1)的顺风向运动的一侧。另外，偏流罩可设计成相对风轮机有一定程度 的凹形。其它同上。在图3所示的实施例中，偏流罩⑵在与风轮机轴心(3)方向垂直的切面上呈类 “八”字型。偏流罩(2)上有一轴心(4)与外界联系固定位置，该轴心(4)位于上述类 “八”字的下方也即“八”字撇和捺相距较远端的中点处或其附近，其与偏流罩⑵罩
壳间有如横杆之类的器件联系，并使偏流罩(2)能绕该轴心(4)旋转。偏流罩(2)与风 轮机轴心(3)之间也有一如横杆之类的器件(5)联系，使风轮机轴心(3)与偏流罩(2)相 对固定，从而使风轮机轴心(3)能与偏流罩(2) —起绕偏流罩轴心(4)旋转。风轮机(1) 位于上述类“八”字的上方也即“八”字撇和捺相距较近端附近。上述偏流罩(2)中 较小的开口较靠近风轮机(1)的顺风向运动的一侧而较远离风轮机(1)的逆风向运动的一 侧，即类“八”字的上方的较小的开口可正对风轮机(1)的顺风向运动的一侧，从而使 流过偏流罩(2)的风被引流至风轮机(1)的顺风向运动的一侧并使风轮机(1)的逆风向运 动的一侧基本在迎风方向上被偏流罩(2)覆盖。本方案也可以以偏流罩为风向标实现偏 流罩的转动，也可以另设风向标和根据风向使偏流罩绕其轴心转动的机电部件。在图4所示的实施例中，包含偏流罩(2)随风向绕风轮机轴心(3)转动而风轮机 轴心(3)不运动的方案也包含偏流罩(2)和风轮机轴心(3) —起随风向运动的方案。可以 是设风向标(8)和根据风向使偏流罩转动的机电部件(7)，偏流罩(2)随风向绕风轮机 轴心(3)转动而风轮机轴心(3)不运动。当风吹过风向标(8)时确定的风向信号通过机电 部件(7)使偏流罩(2)随风向转动至合适位置而使该风轮机(1)的逆风向运动的一侧基本 在迎风方向上被偏流罩(2)覆盖。使偏流罩(2)转动的机械部件(7)可以包含轨道或可 绕风轮机轴心转动的横杆等。也可以是两个或多个带偏流罩(2)的阻力型风轮机排成 一排或多排，各偏流罩(2)和风轮机轴心(3)相对位置固定而成为一个组合体，该组合体 上有风向标(8)和根据风向使该组合体转动的机电部件(7)从而使该组合体作为一个整体 随风向转动而使其上任一偏流罩(2)都能在迎风方向上基本覆盖相应的风轮机(1)的逆风 向运动的一侧。另外，多个任意方案中的带可随风向转动的偏流罩的阻力型风轮机可以 排成一排或多排以互不羁绊的原则组合起来成为一个组合体。在上述组合体中的多个风 轮机上安装如齿轮或传动带之类的传动装置(6)把多个风轮机(1)的转动能量集中起来一 同传至一个或多个不同负载的发电机(9)，从而形成一个组合型带可随风向转动的偏流罩 的阻力型风轮机，该风轮机特别适用于微风力发电。该组合型带可随风向转动的偏流罩的阻力型风轮机可以有根据风速大小选择合适的发电机接收风轮机的动能以达致最优的 发电效率的控制器件(11)，该器件伸缩可以使转动的齿轮接触不同发电机转子所带的齿 轮。在上述组合体周围还可加上方形或圆形等的框(10)，使其可以方便地安装在门、窗 户或阳台上等，还可以在组合体上加上门枢或滑道等使其可以方便地移动位置。本发明 包含把偏流罩(2)应用于阻力型水轮机(1)的方案。带偏流罩的水轮机的方案与上述风轮 机的方案基本一致，只需改流经发电机叶片的流体为水并把风轮机改为水轮机即可。上 述方案中流经发电机叶片的流体若为水，则成为带可随水流向转动的偏流罩的阻力型水 轮机。其核心是在阻力型水轮机(1)之外增加了一个可随水流向转动至合适位置的偏流 罩(2)而使该水轮机(1)的逆水流向运动的一侧基本在迎水流方向上被偏流罩(2)覆盖而 使位于该侧的叶片基本不会产生或只产生很小与实际转动方向相反的力矩。其特别适用 于洋流发电。若水流方向基本不变则固定阻力型水轮机的偏流罩(2)位置即可。带固定 位置偏流罩(2)的阻力型水轮机也为本发明要求保护的内容。
权利要求
1.一种带可随流向转动的偏流罩的阻力型风轮机或水轮机，其特征是在阻力型风 轮机或水轮机之外增加了一个可随风向或水流向转动至合适位置的偏流罩而使该风轮机 或水轮机的逆风向或逆水流向运动的一侧基本在迎风方向或迎水流方向上被偏流罩覆盖 而使位于该侧的叶片只产生很小的或基本不会产生与实际转动方向相反的力矩。
2.根据权利要求1所述的带可随流向转动的偏流罩的阻力型风轮机或水轮机，其特征 是偏流罩在与风轮机轴心方向垂直的切面上呈类“人”字型，偏流罩上有一轴心与外 界联系固定，该轴心位于上述类“人”字的撇和捺的交点处或其附近，偏流罩能绕该轴 心旋转，偏流罩与风轮机轴心之间有一器件联系使风轮机轴心与偏流罩相对固定，从而 使风轮机轴心能与偏流罩一起绕偏流罩轴心旋转，上述偏流罩较靠近风轮机的逆风向运 动的一侧而较远离风轮机的顺风向运动的一侧。
3.根据权利要求1所述的带可随流向转动的偏流罩的阻力型风轮机或水轮机，其特 征是偏流罩在与风轮机轴心方向垂直的切面上呈类“人”字型，偏流罩上有一轴心与 外界联系固定，该轴心位于上述类“人”字的撇和捺的交点处或其附近，偏流罩能绕该 轴心旋转，偏流罩与风轮机轴心之间有一器件联系使风轮机轴心与偏流罩相对固定，从 而使风轮机轴心能与偏流罩一起绕偏流罩轴心旋转，一个偏流罩联系固定两个风轮机轴 心，两个风轮机位于上述类“人”字的下方并关于“人”字中轴呈轴对称，上述偏流罩 较靠近每个风轮机的逆风向运动的一侧而较远离风轮机的顺风向运动的一侧。
4.根据权利要求1所述的带可随流向转动的偏流罩的阻力型风轮机或水轮机，其特征 是偏流罩在与风轮机轴心方向垂直的切面上呈类“八”字型，偏流罩上有一轴心与外 界联系固定位置，该轴心位于上述类“八”字的下方也即“八”字撇和捺相距较远端的 中点处或其附近，其与偏流罩罩壳间有器件联系并使偏流罩能绕该轴心旋转，偏流罩与 风轮机轴心之间也有一器件联系使风轮机轴心与偏流罩相对固定从而使风轮机轴心能与 偏流罩一起绕偏流罩轴心旋转，风轮机位于上述类“八”字的上方也即“八”字撇和捺 相距较近端附近，上述偏流罩中较小的开口较靠近风轮机的顺风向运动的一侧而较远离 风轮机的逆风向运动的一侧，即类“八”字的上方的较小的开口可正对风轮机的顺风向 运动的一侧，从而使流过偏流罩的风被引流至风轮机的顺风向运动的一侧并使风轮机的 逆风向运动的一侧基本在迎风方向上被偏流罩覆盖。
5.根据权利要求1所述的带可随流向转动的偏流罩的阻力型风轮机或水轮机，其特征 是设风向标和根据风向使偏流罩转动的机电部件，偏流罩可随风向转动，风吹过风向 标时确定的风向信号通过机电部件使偏流罩随风向转动至合适位置而使该风轮机的逆风 向运动的一侧基本在迎风方向上被偏流罩覆盖。
6.根据权利要求1所述的带可随流向转动的偏流罩的阻力型风轮机或水轮机，其特征 是两个或多个带偏流罩的阻力型风轮机排成一排或多排，各偏流罩和风轮机轴心相对 位置固定而成为一个组合体，该组合体上有风向标和根据风向使该组合体转动的机电部 件从而使该组合体作为一个整体随风向转动而使其上任一偏流罩都能在迎风方向上基本 覆盖相应的风轮机的逆风向运动的一侧。
7.根据权利要求1所述的带可随流向转动的偏流罩的阻力型风轮机或水轮机，其特征 是多个上述各个方案中的带可随风向转动的偏流罩的阻力型风轮机可以排成一排或多 排以互不羁绊的原则组合起来成为一个组合体，在该组合体中的多个风轮机上安装如齿轮或传动带的传动装置把多个风轮机的转动能量集中起来一同传至一个或多个不同负载 的发电机，从而形成一个组合型带可随风向转动的偏流罩的阻力型风轮机。
8.根据权利要求1所述的带可随流向转动的偏流罩的阻力型风轮机或水轮机，其特征 是该组合型带可随风向转动的偏流罩的阻力型风轮机可根据风速大小选择合适的发电 机接收风轮机的动能以达致最优的发电效率。
9.根据权利要求1所述的带可随流向转动的偏流罩的阻力型风轮机或水轮机，其特 征是组合型带可随风向转动的偏流罩的阻力型风轮机的周围还可加上方形或圆形等的 框，使其可以方便地安装在门、窗户或阳台上等，还可以在组合体上加上门枢或滑道等 使其可以方便地移动位置，组合型带可随风向转动的偏流罩的阻力型风轮机特别适用于 微风力发电。
10.根据权利要求1所述的带可随流向转动的偏流罩的阻力型风轮机或水轮机，其特 征是其包含把偏流罩应用于阻力型水轮机的方案，带偏流罩的水轮机的方案与上述风 轮机的方案基本一致，只需改流经发电机叶片的流体为水并把风轮机改为水轮机即可， 上述方案中流经发电机叶片的流体若为水，则成为带可随水流向转动的偏流罩的阻力型 水轮机，其核心是在阻力型水轮机之外增加了一个可随水流向转动至合适位置的偏流罩 而使该水轮机的逆水流向运动的一侧基本在迎水流方向上被偏流罩覆盖而使位于该侧的 叶片基本不会产生或只产生很小与实际转动方向相反的力矩，若水流方向基本不变则固 定阻力型水轮机的偏流罩位置即可，带固定位置偏流罩的阻力型水轮机也为本发明要求 保护的内容。
全文摘要
一种带可随流向转动的偏流罩的阻力型风轮机或水轮机，它使阻力型风轮机或水轮机叶片基本不产生与实际转动方向相反的力矩或大大减少该力矩，并减少了其轴心的转动摩擦力，提高其发电效率，并使其不易损坏。它在阻力型风轮机或水轮机之外增加了一个可随风向或水流向转动至合适位置的偏流罩而使该风轮机或水轮机的逆风向或逆水流向运动的一侧基本在迎流体方向上被偏流罩覆盖而使位于该侧的叶片只产生很小或基本不会产生与实际转动方向相反的力矩。多个该风轮机或水轮机可组成组合体，可安装传动装置把多个轮机的转动能量一同传至发电机，形成组合型带可随风向转动的偏流罩的阻力型风轮机或水轮机。它特别适用于微风力发电或洋流发电。
文档编号F03D7/06GK102011685SQ20091018996
公开日2011年4月13日 申请日期2009年9月4日 优先权日2009年9月4日
发明者蒋准飞 申请人:蒋准飞