能引用无功风的风力机的制作方法

本发明涉及一种能引用无功风的风力机。其主要由风力机支架、引风板、侧引板（侧面引风板)、风力机轴、风叶、风叶滑道和拦叶弧条等组成。

背景技术：

风力机分为水平轴和垂直轴两种。其作用是将风能转化为机械能或电能。目前，水平轴风力机虽然被大量采用，但因其风叶细长，使很大一部份风能从其风叶间隙漏掉了(无功风），所以其受风率不是很高。垂直轴风力机虽然在现实中有一定的应用，但其尚存在以下不足：（1）垂直轴风力机只有半个旋转周上的风叶接受风能，其另半个旋转周上的风叶不但不接受风能反而还因其是顶风回旋而又消耗掉了风叶接收的一部份风能（比水平轴无功风还严重）；（3）垂直轴风叶作功时要随风后移，其回移的线速度越快受风效果越差；（4）因其回移线速度与风机大小成正比，使垂直轴风力机难以做大。为此，垂直轴风力机应用范围较为狭窄。

技术实现要素：

为了解决风力机上述弊病，本申请人发明了这种能引用无功风的风力机。

本发明可以在两个形式的风力机上来实现：一、在一个风力机支架上安装相互反转的两个垂直轴风力机；二、风轴横着迎风的水平轴风力机（申请人将其取名为横轴风力机，以下说明中将如此称呼）。

一、在一个风力机支架上安装两个相互反转的垂直轴风力机来实现遮挡无功风。1、制作两侧能安装垂直风轴的风力机支架，2、在两个垂直轴的上下端各安装能使风叶在其上移动的滑道，3、在风力机支架上安装两个方向相反能改变风叶原来旋转轨迹的拦叶弧条（上述措施已经能使风叶让开无功区)，或者用电驱方式将风叶变轨而让开无功区。4、在风力机无功区安装引风板和侧引板拦引无功风，在风叶滑道上安装侧引板来拦挡风叶上下沿的漏风；5、在风力机支架的两个垂直轴下方各安装支地轮，在支地轮斜前方的风力机支架底部安装地轴，使两支地轮能以地轴为中心追随风向移动，用以控制垂直轴和拦叶弧条总是处在风力机下风口。通过上述措施即能将风力机无功区的风挡引到有功区。

二、用横轴风力机来实现对无功风的挡引。1、制作两端呈倒v形支架，将水平风轴架到支架上；2、在水平风轴上安装滑道和滑道侧引板，在风力机支架后上方安装拦叶弧条，滑道和拦叶弧条功能与上述垂直轴风力机相同；3、在倒v形支架前安装倒向风轴的引风板和侧引板，以实现将支架下方无功风引向支架上方有功风区；4、在风力机支架下方四角各安装一个支地轮，在支地轮斜前方的风力机支架底部安装地轴，使之既能稳固支架又能使支地轮以地轴为中心追随风向移动，使风轴和拦叶弧条总是处在风力机支架的下风口。通过上述技术措施即能实现对风力机下方无功风的挡引利用，得以提高风力机受风能力。到此，本发明内容已基本阐述完。

本发明与现有风力机相比有如下优势：

1、在风力机上设置引风板和侧引板，使之既堵截了该区间的无功风能又使其流向了风机的有功区间，以此实现在消除风叶回旋阻力的同时又人为增大了风力机有功区间的风速和风力密度，提高了风能利用率；

2、因横轴风力机支架能将风叶举起将近一倍的高度，使之在实现挡引无功风的同时又能获取高空风能，使其作功能力明显增强；

3、因本发明结构简单而降低了风力机的制作难度和制作成本；

4、本发明中的风叶安装和拆卸极为方便，使其更换和维修变得很容易；

5、风叶和引风板可作广告牌使用。

附图说明

图1a是实施例一中空垂直轴的主视图。图中是中空垂直轴侧杆的正面。

图1b是实施例一中空垂直轴的侧视图。图中：1、中空垂直轴侧杆的侧面，2、轴端夹铁，3、轴中间缝隙。

图2abc是实施例一垂直轴上安装了滑道及滑道侧引板的主视图、侧视图和俯视图。图中：1、垂直轴，2、滑道，3、滑道侧引板，4、夹铁，5、垂直轴安装孔。

图3abc是实施例一风力机支架的主视图、侧视图和俯视图。图中：1矩形框，2、上下横梁，3、垫轴扁钢和垂直轴安装孔。

图4a是实施例一风力机支架安装上垂直轴和滑道的主视图。图中：1、低垂直轴，2、高垂直轴上的上滑道，3、是低垂直轴上的上滑道，4、是高垂直轴上的下滑道，5、低垂直轴上的下滑道，6、滑道上的侧引板。

图4b是实施例一风力机支架安装上垂直轴和滑道的侧视图。图中：1、高垂直轴，2、高垂直轴上的上滑道，3、是低垂直轴上的上滑道，4、是高垂直轴上的下滑道，5、低垂直轴上的下滑道，6、滑道上的引风板。

图4c是实施例一风力机支架安装上垂直轴和滑道的俯视图。图中：1、矩形框，2、上横梁，3、高垂直轴上的上滑道，4、是低垂直轴上的上滑道，5、高垂直轴上的上滑道侧引板，6、低垂直轴上的上滑道侧引板，7、螺栓和轴承。

图5abc是实施例一风力机支架安装了引风板及其侧引板的主视图、侧视图和俯视图。图中：1、支架前立柱，2、合页，3、引风板，4、侧引板，5、支顶引风板和侧引板的泄风弹簧。

图6是实施例一风力机支架安装了拦叶弧条支架的主视图。图中：1、矩形框，2、安装在后立柱两侧上的弧条顺杆，3、安装在后立柱和顺杆上的后横杆，4、安装在顺杆前端的前横杆，5、后立柱，6、前立柱（两立柱因被上梁挡住故用虚线表示）。

图7abc是实施例一拦叶弧条的主视图、侧视图和俯视图。

图8是实施例一风力机支架上安装了拦叶弧条和风叶的主视图。图中：1、弧条支架后横杆，2、前横杆，3、安装在前后横杆上的拦叶弧条，4、滚入拦叶的风叶横滚轮，5、风叶，6、滑道。

图9abc是实施例一风力机支架又安装了支地轮和地轴以及风叶横轮在拦叶弧条上滚动情况的主视图。图中：1、支地轮，2、地轴，3、在拦叶弧条上滚动的风叶横滚轮，4、在滑道上移动的风叶，5、风力机旋转方向，6、风向。

图10是实施例二风力机风叶的主视图。图中：1、风叶框，2、风叶棚布，3、齿条。

图11a是实施例二风叶正在往垂直轴滑道上安装的主视图。图中：1、垂直轴，2、滑道，3、尚未安装到滑道中的风叶滑轮，4、齿条，5、驱动风叶的电机。

图11b是实施例二风叶已经安装到垂直轴滑道并且推到垂直轴另一侧的主视图。图中：1、电机线，2、安在垂直轴顶上的电机线终端（垂直轴背面还有一个），3、咬合在电机齿轮上的齿条终端。

图12是实施例二风力机的主视图。图中：1、垂直轴，2、风叶，3、齿条，4、低垂直轴上滑道，5、低垂直轴下滑道，6、电机，7、咬合齿条的电机齿轮，8、电机线，9、电机线终端，10、从地轴座引出的外部电源线，11、引到前立柱的外部电源线，12、引到上横梁的外部电源线，13、引到垂直轴顶端的外部电源线终端，14、引风板，15、地轴，16、支地轮，17、底横梁，18、地面。

图13ab是实施例三风力机支架的主视图、侧视图。图中：1、前立柱，2、上拉梁，3、下拉梁，4、上横梁，5、下横梁，6、后立柱。

图13c是实施例三风力机支架的俯视图。图中：1、上横梁，2、上拉梁。

图14abc是实施例三风力机支架安装了支地轮和地轴的主视图、侧视图和俯视图。图中：1、支地轮，2、地轴，3、下拉梁，4、下横梁，5、地面。

图15是实施例三安装了滑道的垂直轴主视图。图中：1、垂直轴，2、上滑道，3、下滑道。

图16是实施例三风力机支架安装了带滑道的垂直轴主视图。

图17abc是实施例四风力机支架的主视图、侧视图和俯视图。图中：1、矩形底框，2、倒v形框，3、稳固杆。

图18abc是实施例四垂直轴及其上的滑道和滑道侧引板主视图、侧视图和俯视图。图中：1、垂直轴，2、滑道，3、侧引板，4、轴端夹铁，5、垂直轴安装孔。

图19ab是实施例四垂直轴及其上的滑道和滑道侧引板安装到风力机支架上的主视图、侧视图。图中：1、垂直轴，2、滑道，3、滑道侧引板。

图20a是实施例四将支架引风板及其侧引板安装到风力机支架上的主视图。图中：1、支架引风板，2、引风板上的侧引板，3安装引风板的合页。

图20b是实施例四将支架引风板及其侧引板安装到风力机支架上的侧视图。图中：1、支架引风板，2、引风板上的侧引板，3引风板支撑杆。

图21是实施例四将拦叶弧条安装到风力机支架上的侧视图。图中：1、立杆，2、斜杆，3、安装在立杆和斜杆上的拦叶弧条。

图22是实施例四又将风叶安装到风力机支架上以后的风力机主视图。图中：1、风叶，2、引风板，3、滑道侧引板，4、引风板上的侧引板，5、风叶上边缘横滚轮，6、风叶后的拦叶弧条，7、在风叶和引风板空隙能看到的拦叶弧条，8、在风叶和引风板空隙能看到的尚在拦叶弧条底部的风叶下边缘横滚轮，9、镶入滑道内的风叶横滚轮轮轴。

图23是实施例四又将支地轮和地轴安装到风力机上的主视图。图中：1、支地轮，2、地轴，3、地面。

具体实施方式

实施例一

1、取16*8cm长5.88m扁钢管2根，取8*8cm长16cm方钢2块，将方钢分别夹到2根扁钢管的两端进行焊接，使扁钢管和方钢形成一个16*24cm长5.88m而且其中间又带有一个宽8cm长5.72m缝隙的组合钢条,此钢条即是本实施例中的中空垂直轴（见图1ab）,按此方法再制作一个同样的中空垂直轴；

2、将垂直轴两端的夹铁中间各钻出一个3cm的圆孔并且咬出丝扣，取10*8cm长6m滑道4根，将4根滑道分别插入上述两个垂直轴的空隙中，并且将其底部的中间分别焊接到两个垂直轴缝隙的两端，此时，每个垂直轴上的两个滑道都从垂直轴缝隙的两端向两侧伸出2.92米，并且滑口相对，用3*3cm角架制成长5米宽1.2米框架,将其安装到滑道底面再用棚布蒙其上使之成为滑道上的引风板,（见图2abc，根据地区风力情况设置引风板大小，强风地区可以不设引风板）；

3、用20*10cm长6m扁钢管制成长6m宽4.8m的矩形框,将两根长3.8m相同规格扁钢管中间部位与矩形框两个短边中间部位焊接，并且使之与矩形框两短边构成十字形，将此框架立起，使其一十字端贴于地面另一十字端则被举到6米高的框架顶部，而焊在矩形框上的两根扁钢管即是能安装垂直轴的上下横梁，取12*16cm长20cm中间带有3cm圆孔的扁钢两块,将其中一块的圆孔与支架上横梁一端的下面圆孔对齐进行焊接,将另一块与下横梁另一端上面圆孔对齐进行焊接,两块扁钢作用是使垂直轴上的滑道能上下错开以缩小支架空间来减少占地和节约原料,此时的框架即是本实施例中的风力机支架（见图3abc）；

4、将两个内径3cm轴承安装到上方两个圆孔上，将两个承重轴承安装到下方两个圆孔上，用四个直径3cm罗栓将带滑道的两个垂直轴安装到支架的上下横梁两端圆孔上(见图4abc)；

5、用8*8cm方钢管焊接成两个5.3*3m矩形框,用同样大小的两块棚布绷紧固定到矩形框上,此蒙上棚布的矩形框即是本实施例的支架引风板,用四个20*8cm合页将两个引风板安装到风力机支架前立柱上,并且使上下留出相同的空隙，在两个引风板上下边框上用弹簧相连,并且要使两个引风板后边框紧挨两垂直轴，在支架引风板上下边缘安装侧引板，以进一步挡引支架前方风使其向支架两侧流动(见图5abc，为显示发明要点本图未显示滑道侧引板，后面有一部分说明图也未显示滑道侧引板和支架引风板上的侧引板，另外，支架引风板背后安装弹簧可使其在风力超过限度时自动向支架中心回缩而加大引风板与垂直轴缝隙，使多余风能从该缝隙中泄出，也可以在引风板和风叶上设置其他方式的泄风机关)；

6、取6*6cm长2m槽钢两根,将两者一端置于支架中心另一端焊到支架后立柱中间两侧，取6*6*12cm长2m槽钢一根,将其中间部位担到两根槽钢在支架中心一端之上进行焊接,取6*6*12cm长3m槽钢一根,将其中间部位与后柱和两槽钢连接处进行焊接，在后立柱上完成的上述槽钢的焊接即是拦叶弧条的支顶架(见图6),取厚1.5cm宽20cm长4.5m钢板条两根，将二者煨成弧口长3m圆弧形，此两根弧形钢板条即是本实施例的拦叶弧条（见图7），取直径2cm长4.5m铁管两根,将其煨成与拦叶弧条一样弧度的圆弧形铁管,将两铁管弧口朝外并且一头在垂直轴附近另一头在滑道外围焊接到两根3m长槽钢两端,将拦叶弧条点焊到弧形铁管上,至此，拦叶弧条已经安装到了支架上；

7、用3*3*6cm角架制成2个长5.5m宽3m矩形框,用同样大小的2块轻质棚布绷到2个角架框上，此时蒙上绷布的角架框即是本实施例的风叶；

8、在每个风叶的上下边上各安装两个滑轮，调整好滑轮与滑道端口接触点后将两个风叶分别从风力机支架侧面镶入两个垂直轴上的滑道中，封闭滑道口使风叶不能滑出滑道，将风叶和滑道转到拦叶弧条处，在与拦弧条中线相对齐的风叶两边框上各安装一个横滚轮（见图8）；

9、在两个垂直轴的下方各安装一个支地轮，在两个支地轮的斜前方与支架下框的某一汇集点，安装一个地轴，此时两个支地轮在支架上风叶和拦叶弧条等带动下总是随风向围绕地轴移动，垂直轴则随两支地轮总是处在风力机支加的下风口，而拦叶弧条则又总是处在垂直轴的下风口，当有一定风力时，风叶就会受风后旋而将其侧边横滚轮带入拦叶弧条中滚动，使其由下风口（垂直轴一侧）被顶到上风口（垂直轴另一侧），而当风叶又处于下风口时，则其另一横滚轮又被带入拦叶弧条，其又被顶回到上风口，如此反复不断，而使垂直轴不间断转动（见图9）；

10、在两垂直轴上端或下端各安装一个锥型齿轮，在两垂直轴中间制作一个能与两个垂直轴上锥齿轮相咬合的连动杆，以使两垂直轴同步反向旋转。

至此本发明实施例已基本阐述完。为了清楚阐述实施例内容，稳固本风力机支架的现有技术未例入本说明中，本实施例中的某些现有技术也未作图示。

实施例二

1、本实施例的风力机基本支架与实施例一相同（参见实施例一的1、2、3、4、5说明及其图示）；

2、用3*3*6cm丁字角架制成2个长5.5m宽3m矩形框,取长5.5m宽3m轻质棚布2块,将其绷紧固定到2个矩形框上，此时蒙上绷布的矩形框即是本实施例的风叶,取长3.1m轻质耐磨齿条两根,将其分别安装在每个风叶长框中间,并且将一端探出风叶10cm（见图10）；

3、在每个风叶的上下边上各安装两个滑轮，调整好上下滑轮与上下滑道距离后，将两个风叶滑轮分别从风力机支架侧面镶入两个垂直轴上下滑道中，封闭滑道口使风叶不能滑出滑道，在风叶上轻质齿条与垂直轴交汇处的垂直轴傍，安装一个500w前端齿轮与风叶齿条相咬合的电机，将电机输电线端延垂直轴向上至其顶端，并且分成方向相反的两个输电线路安装在其顶端两侧，（见图11ab）；

4、将外输入电线由地轴引到风力机支架前立柱（若用本发明发电则可直接从发电机上获取电能），并且延着支架框延伸到垂直轴上端，并且要使之实现当垂直轴上风叶旋转到下风口某一点时，其即与电机在垂直轴上一电路相接，使电机用齿轮驱动齿条将风叶移动到上风口再断开电源，而当风叶再次反回下风口时，则电机的另一个相反电路被接通，使电机反转而将风叶再次推回到上风口，电机如此不断的正反交替转动而使风叶不断的从垂直轴下风口移动到上风口而带动垂直轴不间断的转动，在风力机底框前端安装地轴，在两个垂直轴前端安装支地轮（除下述连动装置外图12是实施例二的完整示意图）；

5、在两垂直轴上端或下端各安装一个锥型齿轮，在两垂直轴中间制作一个能与两个垂直轴上锥齿轮相咬合的连动杆，以使两垂直轴同步反向旋转；

到此，本实施例已经基本阐述完。为了清楚阐述发明内容本实施例中的一些现有技术未例入说明中，有此现有技术说明也未作图示。

实施例三：

1、用30*16cm扁钢管制作风力机支架上12米长的上下横梁各一根，制作18米长后立柱一根，将三者焊成工字框，取两根相同规格长6m扁钢管，将其一端分别垂直焊在工字框上的两横梁中间，使之成为风力机支架的上下拉梁，再制作一根与后立柱规格长度相同的扁钢管，将其两端焊到两个拉梁另一端内侧，使之成为风力机支架的前立柱，焊接后的框架即是风力机支架的其本结构（见图13）；取重型汽车轮两个，将其安装在风力机支架底横梁下方两侧，在地面适合位置安装一个8cm直径地轴，在风力机支架下拉梁靠近前端位置钻出一个8cm直径圆孔，用起重机将支架竖起并且将其下拉梁上的8cm圆孔安装到地轴上，此时两支地轮已经能够承载支架围绕地轴移动（见图14）；

2、用30*16cm扁钢管焊接成长17.9m风力机垂直轴两根,取16*5cm长30cm扁钢4块，将每块扁钢中心钻出5cm圆孔并咬出丝扣后分别焊到两个垂直轴两端，用140*80槽钢和60*30角钢制成140*140*80长11.8米滑道四根,将四根滑道中间分别焊接到两个垂直轴上下端,并且每个垂直轴上的两根滑道滑口相对互相平行(见图15，为方便说明未将本实施例中滑道侧引板和支架引风板例入说明中)；

3、将风力机支架上下横梁两端向内10cm的中间各钻出5cm圆孔，用直径5cm螺栓将带有滑道的垂直轴安装到支架的横梁两端（见图16）；

4、用5*5*5cm丁字形角架制作17.6*6m风叶框两个，取与其相同大小的轻质棚布2块,将棚布绷紧固定到2个风叶框上，用2mm钢丝将两个风叶进行条状拦封以提高棚布抗风能力和使风更有利于向风机外围流动,制作长6.5m轻质齿条两根安装到风叶中间（也可以在风叶的其他部位安装齿条或安装双齿条）,在每个风叶的上下端上各安装四个滑轮，调整好上下滑轮与上下滑道距离后将上下滑轮分别从风力机支架两侧镶入两个垂直轴上下滑道中，封闭滑道口使风叶不能滑出滑道，在风叶上轻质齿条与垂直轴交汇处的垂直轴傍，安装一个1kw前端齿轮与风叶齿条相咬合的电机，将电机输电线端延垂直轴向上至其顶端，并且分成方向相反的两个输电线路安装在其顶端两侧（参见图11）；

5、将外输入电线由地轴引到风力机支架前立柱上，并且延着支架框延伸到垂直轴上端附近，并且要使之实现当垂直轴上风叶旋转到下风口某一点时，其即与电机在垂直轴上一电路相接，使电机用齿轮驱动齿条将风叶移动到上风口再断开电源，而因为电机两个线路终端相反，而使电机不断的正反交替转动而使风叶不断的从垂直轴下风口移动到上风口，从而带动垂直轴不间断的转动（参见图12中的6、7、8、9、10、11、12、13）；

6、采用实施例一的相同方法制作安装支架和滑道侧引板（参见图4中的6、图5中的2、3、4、5）；

7、在两垂直轴上端或下端各安装一个锥型齿轮，在两垂直轴中间制作一个能与两个垂直轴上锥齿轮相咬合的连动杆，以使两垂直轴同步反向旋转，到此，本实施例已阐述完。本大型风力机也可以比照实施例一用拦叶弧条驱动风叶。

实施例四

1、用16*16cm方钢管制成一个长8米宽3米的横轴风力机矩形底框，用相同规格方钢管制作两个高6.5米开口宽3米的v形框，将两框开口朝下分别垂直焊到矩形底框两端向内一米的边框上，使之成为高6.5米内空间宽度6米的横轴风力机支架，取相同规格3米长方钢管四根，将其分别一端顶在v形框上另一端顶到底框短边上焊牢，以稳固倒v形支架（见图17）；

2、用长6米16*8cm扁钢管和16*14*8cm中间带有5cm丝扣孔的两块方钢制成一个30*16cm长6米中间带有5.84米长0.14米宽缝隙的风力机横轴,用14*8*8cm槽钢和3*6cm角钢制成两个长12米14*14cm的滑道,将两个滑道插入垂直轴缝隙并且将其底座中间焊到缝隙两端,此时,滑道从垂直轴上下两端各向两侧伸出5.85米,用5*5cm角架制成长8米宽2米矩形框,在其上蒙上棚布再安装到滑道底座中部使之成为滑道侧引板(见图18)；

3、在倒v形支架的两个顶尖上安装内径5cm轴承，用5cm螺栓将带有滑道的横轴安装到支架上（见图19）；

4、用8*8cm方钢管制成一个长6.6米宽5.5米矩形框，将四根相同规格长1米方钢管分别垂直焊到矩形框的四个角上，取6.6米长相同规格方钢管两根，将两管分别焊到矩形框长边1米长垂直钢管上，此框架即是本实施例的引风板和侧引板框，用两个20*5cm合页将引风板框架短边与支架底矩形框前横边相连，取相同规格5米长的方钢管两根，用其一端支顶在引风板框的两个长边上，将其另一端支顶到支架底矩形框的后边上，将引风板框短边顶起贴近垂直轴后焊接两个方钢管接触点，用棚布蒙到引风板框及其两边侧引板框上，到此，风力机的引风板及其侧引板已经安装到了风力机支架前方（见图20）；

5、取长5米8*8cm方钢管四根，将其中两根紧贴挡风板两个后支撑杆直立到支架底框后边上焊牢，将另两个方钢管一端顶到两个后支挡杆的中间并且与之呈90度角焊牢，再将两管与垂直的两管交叉处焊牢,使此两斜钢管和前述两垂直钢管成为两个拦叶弧条的支架，取厚2cm宽30cm长9米板条两条，将两条板两边各煨出5cm直角沿后再将其煨弯成开口6米的拦叶弧条，将拦叶弧条开口朝上并且将其一端贴近垂直轴后架到拦叶弧条支架上焊牢（见图21）；

6、用5*5*10cm丁字角架和棚布制成长6米宽5.5米风叶，在风叶两个6米长边上各安装三个直径13cm横滚轮，将风叶从风机支架后方外边缘镶入滑道上，将风叶一短边推过垂直轴后再在两短边框外沿与拦叶弧条中线相对的位置上各安装一个直径16cm滚轮（见图22）；

7、在风力机底框的四个角上各安装一个支地轮，在底框的前框中间安装一个地轴，使四个支地轮能随风绕地轴移动（见图23）。到此，本实施例也已阐述完。

还有很多利用现有技术来实现本发明的实施方式，例如：利用线性电机来驱动风叶；利用磁悬浮以及其他很多方式来驱动风叶；另外，可以利用电子技术控制风叶速度、控制风机转速、调整迎风角度、控制泄风机关，以及多种多样能用于本发明的风力机支架和泄风方式等等。本发明精髓是将引风板深入到了风机中心，使之有效的遮挡和导引无功区的风能流向有功区，而能够挡满有功区的风叶又有效的接收了挡引过来的风能，使风力机的效率大幅度提高，这对目前大力提畅的风力发电必然会产生重要作用。