专利名称：集风立轴式风车的制作方法
技术领域：
本实用新型是属于利用三组主、副风叶结构将风能转换成机械能的一种风力车。
一九二四年芬兰SaVonius提出了由两个半弧形风叶组成的S式垂轴低速风力机，之后法国Lafonel提出了由多片风叶等距轴向布于两个大小不等圆环之间而成的涡轮式风力机，塞内加尔居恩万(NgugenVinn)教授与乌迈尔(Houmair)先生合作研制了由半圆弧柱和平板组合的三叶风轮塞内加尔式风力车(“小型风力机械设计”、李庆宜主编、北京机械工业出版社、1986、12，“风力机的理论与设计”、法勒古里编、施鹏飞译、北京机械工业出版社、1987、12)。以上诸种风车，结构简单，但其集风力较差，因而产生的机械力也较低。
本实用新型的目的是利用伯努里原理提供一种集风力大、大扭矩并可自动调节风车转数的风力车，使它的结构严谨、重心低、稳固性高，便于安装和维修。
本实用新型其技术内容是由集风装置、立轴和支架构成。集风装置位于支架的上方，包括三个主风叶、三个副风叶、上圆盖板、下底圆板、三个调速拉杆和三个调速弹簧几部分。三个主风叶和三个副风叶分别组成三组主、副风叶结构，均布垂直位于上下圆板之间，其高度与上下圆板半径最佳之比为21。三个调速拉杆和三个调速弹簧分别位于副风叶两端。调速拉杆为“人”字形，一端焊接副风叶，一端在副风叶圆心处定置活动装在上下两圆板上，位于上圆盖板下方和下底圆板上方，使副风叶与主风叶同弧向位于主风叶凹面一侧。调速弹簧一端连接调速拉杆，一端连在另一组主风叶内叶边上。立轴上端由托盘和螺栓固定位于下底圆板中央，下部接向齿轮传动机构，立轴杆体由上下两轴承通过轴承座位于支架中轴位置。
三组主、副风叶结构是按下列方式均布于上、下两圆板之间a、三个主风叶叶片为弧形，弧向相同，弧高为其弦长的1／5，其外叶边位于上、下两圆板圆边上，内叶边均布位于另一个主风叶外叶边与圆板中轴线所成平面与以半径为1／6圆板半径R的内圆圆周面交线处；b、三个副风叶为弧形，半径为圆板半径R的1／2，与主风叶同弧向位于主风叶凹面一侧，其外叶边位于上下两圆板圆边上，距主风叶外叶边的弧长为两圆板圆周长的1／9，内叶边在主风叶凹面内，若以圆板中心O为圆心，以半径为2／3圆板半径R作弧，则副风叶内叶边距主风叶的弧长为圆板圆周长的1／54。
图1本实用新型结构示意图。
图2本实用新型集风装置主、副风叶安装位置截面俯视示意图。
下面通过实施例结合附图叙述本实用新型其结构和设计原理一、本实用新型的结构内容
图1所示本实用新型的结构是由集风装置、立轴(5)和支架(6)构成。集风装置包括三个主风叶(2)、三个副风叶(3)、上圆盖板(1)、下底圆板(4)、三个调速拉杆(7)和三个调速弹簧(8)几部分。三个主风叶(2)和三个副风叶(3)可用金属板(适宜小型风车)或帆布(适宜大型风车)材料制成，分别以三组主、副风叶结构形式垂直均布于上圆盖板(1)和下底圆板(4)之间，其高度与两圆板(1、4)直径最佳之比为11。调速拉杆(7)和调速弹簧(8)分别位于三个副风叶(3)的上下两端即上圆盖板(1)下方和下底圆板(4)上方，调速拉杆(7)为“人”字型，是副风叶(3)的定置控制杆。调速弹簧(8)一端连接调速拉杆(7)，另一端连在另一组主风叶(2)内叶边上。当风车旋转工作时，副风叶(3)可随风力的强弱在弹簧(8)的调节作用下进行往复运动，以调节风叶集风面的大小，起到风车调速作用。立轴(5)是风能转换的机械传递轴，顶端位于集风装置下底圆板(4)中央，由托盘和螺栓固定在一起，下端接向齿轮传动结构，整个立轴杆体由上、下两个轴承通过轴承座位于支架(6)中轴位置。支架(6)由角钢焊接而成，对于底板直径少于4米的小型风车，支架(6)可直接支承由立轴(5)贯连位于其上部的集风装置，对于底板直径大于4米以上的大型风车，支架(6)上端和下底圆板(4)下部需设有滑轨和滑轮，使风车在支承和转动中起稳固作用。
图2所示为本实用新型其主、副风叶(2、3)安装位置的截面俯视图。上下圆板(1、4)半径为R。三个主风叶(2)为弧形，其弧高为其弦长的1／5，弧向相同，其外叶边均布垂直位于上下圆板(1、4)圆周边上，内叶边均布垂直位于其另一主风叶(2)外叶边与圆心中垂线的所在平面和以半径为1／6圆板(1、4)半径R的内圆柱面的交线处。三个副风叶(3)为弧形，半径为R／2，与主风叶(2)同弧向分别在自身圆心处由调速拉杆(7)定位装于上下两圆板(1、4)上，活动放置于主风叶(2)凹面一侧，其外叶边位于上下两圆板(1、4)圆周边上，距主风叶(2)外叶边的弧长为两圆板圆周长的1／9，内叶边在主风叶(2)凹面内，若以圆板中心为圆心，以半径2／3圆板(1、4)半径R作弧，则副风叶内叶边距主风叶(2)的弧长为圆板圆周长的1／54。
二、本实用新型其设计原理1、本实用新型其主、副风叶(2、3)均设计成弧形，可增加受风时的风力强度和减少逆风时的风阻力。
2、本实用新型其集风装置以三组主、副风叶结构形式均布垂直位于上圆盖板(1)和下底圆板(4)之间。当风车受风旋转工作时，主风叶(2)主要是承担接受风量和产生机械力的作用，而副风叶(3)在正常工作状态即风车保持在一定额定转数范围内同主风叶(2)共同起到并增加受风量和机械力的作用；当在风力较大即风车转数超出额定范围时，则副风叶(3)在离心力作用下与风向呈逆行状态，此时，副风叶(3)便减少风车的集风力，从而使风叶的受风力降低，起到了对风车转数保持在额定范围内的调速作用。
3、主风叶(2)其内叶边均设计均布位于圆板中心以半径为1／6圆板(1、4)半径R的内圆圆周上，中部形成轴向空间，当风叶受风旋转工作时，其中心空间可形成涡流，从而使一主风叶(2)受风后，其风力可分别流向其他二组主风叶(2)，从而为风车提高转数而增加了风力。
4、本实用新型可根据实际需要设计成小型、中型或大型风车。其风车的额定转数范围可根据受风位置和风力情况设计风叶的大小及副风叶(3)的定置位置及转动区间。对于大型风车，其集风装置下部和支架(6)上部需设有滑轨和滑轮，以保证支承和转动稳固。
本实用新型与已有技术对比具有以下特点1、设计新颖，结构严谨，采用三组主、副风叶结构，减少了风叶的受风阻力，增加了受风的风力强度，因而具有集风量大、大扭矩的优点。
2、本实用新型其副风叶在调速拉杆和调速弹簧的控制作用下，可起到风车调速作用，以保证风车稳定的转数范围。
3、本实用新型重心低，稳固性强，因而便于安装维修。
4、本实用新型可根据不同要求制成小型、中型或大型风车，以满足发电、排灌、机械传动和船舶运输等需要，操作使用方便，是一种极好的节能装置。
权利要求1.一种集风立轴式风车，其特征在于它的结构是由集风装置、立轴(5)和支架(6)构成，集风装置位于支架(6)的上方，包括三个主风叶(2)、三个副风叶(3)、上圆盖板(1)、下底圆板(4)、三个调速拉杆(7)和三个调速弹簧(8)几部分，三个主风叶(2)和三个副风叶(3)分别组成三组主、副风叶结构，均布垂直位于上下圆板(1、4)之间，其高度与上下两圆板(1、4)半径最佳之比为2∶1，三个调速拉杆(7)和三个调速弹簧(8)分别位于副风叶(3)两端，调速拉杆(7)为“人”字形，一端焊接副风叶(3)，一端在副风叶(3)圆心处定置活动装在上下两圆板(1、4)上，位于上圆盖板(1)下方和下底圆板(4)上方，使副风叶(3)与主风叶(2)同弧向位于主风叶(2)凹面一侧，调速弹簧(8)一端连接调速拉杆(7)，一端连在另一组主风叶(2)内叶边上，立轴(5)上端由托盘和螺钉固定位于下底圆板(4)中央，下部接向齿轮传动机构，立轴杆体由上下两轴承通过轴承座位于支架(6)中轴位置。
2.根据权利要求1所述的集风立轴式风车，其特征在于所述的三组主、副风叶结构是按下列方式均布于上圆盖板(1)和下底圆板(4)之间a、三个主风叶(2)叶片为弧形，弧向相同，弧高为其弦长的1／5，其外叶边位于上、下圆板(1、4)圆边上，内叶边均布位于另一个主风叶(2)外叶边与圆板中轴线所成平面与以半径为1／6圆板(1、4)半径R的内圆圆周面交线处；b、三个副风叶(3)为弧形，半径为圆板(1、4)半径R的1／2，与主风叶(2)同弧向位于主风叶(2)凹面一侧，其外叶边位于上下两圆板(1、4)圆边上，距主风叶(2)外叶边的弧长为两圆板圆周长的1／9，内叶边在主风叶(2)凹面内，若以圆板中心O为圆心，以半径为2／3圆板(1、4)半径R作弧，则副风叶内叶边距主风叶(2)的弧长为圆板(1、4)圆周长的1／54。
专利摘要一种集风立轴式风车，是由集风装置、立轴和支架构成。集风装置位于支架上方，包括主风叶，副风叶，上圆盖板，下底圆板，调速拉杆和调速弹簧等部件，主风叶和副风叶组成三组主、副风叶结构，均布垂直位于上下两圆板之间，其副风叶是由调速拉杆定位控制、调速弹簧连结与主风叶同弧向活动装在主风叶凹面一侧。本实用新型结构严谨，重心低，稳固性高，可制成小、中、大型，具有集风力大，大扭矩，并可自动调速的优点。
文档编号F03D3/00GK2088607SQ91211158
公开日1991年11月13日 申请日期1991年1月24日 优先权日1991年1月24日
发明者陈至公 申请人:陈至公