专利名称：带活门的翼板式风车的制作方法
技术领域：
本发明所属的技术领域是风车。
现在风力发电机的风车多数还是古代螺旋桨式风车的演变形，这种风车往往是体积大，但功率却不大。原因是风车旋翼的迎风面小，且风车的旋转方向始终与风向垂直，所以它只能利用正面来风的一个分力工作。而且这种风车还需要有一个能使风车始终正对来风方向的转向机构。由于风车的支架比较高，往往还需有防雷设施。所以它的整体造价高，不易普及。另外还有一种投入使用的纵轴安装的“打蛋器”式的风车，也不能有效利用正面来风的动能，所以普及率也不高。
本发明的目的是设计制造一种能够有效利用正面来风的动能的风车，为风能的利用提供高效简便的方法。主要内容是提供带活门的翼板式风车的设计制造和安装使用方法。
带活门的翼板式风车具有A、中轴，用于支承若干翼板和带动负载旋转。
B、中轴支架，用于支承中轴，可使中轴灵活旋转。
C、翼板框架，构成翼板的骨架。
D、单向活门，安装在翼板框架上，且布满整个翼板面，与翼板框架组成翼板。
每扇翼板上的所有单向活门开启方向一致。当这种翼板的一个面(漏风面)朝向风来的方向时，翼板上的所有活门就会被风吹开，风就可以漏过翼板。风对翼板的作用力就小。
当此翼板的另一个面(挡风面)朝向风来的方向时翼板上的所有活门就会被风吹得自动关闭，风就会被翼板挡住，风对翼板的作用力就大。
设计这种翼板的目的是，利用它对风的这种明显单面阻挡能力制造一种高效的能带动负载工作的风车。
若干扇这种翼板象安装普通的门那样，对称地安装在同一根中轴上，此中轴就是这若干扇门的共同门轴。安装时每扇翼板的挡风面都要斜对相邻翼板的漏风面。当中轴安装在可使中轴适当转动的轴架上时就组成了一种对来风具有单侧阻挡能力的风车。
这种风车的中轴既可以直立在地面上，也可以横卧在地面上方。当风车的中轴直立在地面上时，任何方向的来风都可以使它旋转，且它的旋转方向保持不变。
图1是实施例一叶片式活门翼板式风车的结构示意图。
图2是本发明带活门的翼板式风车的旋转示意图。
图3是实施例二带襟翼的活门翼板式风车和实施例三可卷帘的活门翼板式风车的结构示意图。
图4是活门翼板式风车的六种安装位置示意图。
图5是实施例四，风车的翼板制成风帆式和百叶窗窗帘式的示意图。
实施例一如图1是由四扇翼板对称固定在同一根中轴上的风车的结构示意图，现将它直立在地面上。图1-1是它的直立图，图1-2是直立图的剖视图(俯视)。
此风车翼板1、2、3、4、上的活门设计成小轴6和叶片7的形式，每个小轴6的轴端分别直立地安装在各自的框架上，小轴6是叶片7的“门轴”，使叶片可随风灵活转动，由于有相邻小轴的阻挡叶片的旋转角一般小于180°。
现在从剖视图(俯视)上分析此风车是如何旋转的。如图2-1所示，当风从图的左侧刮向图的右侧时，风车的翼板1的挡风面朝向风来的方向，翼板1上的活门都被风吹成关闭状态，翼板1受风力就大。
与此同时翼板3上的活门是漏风面朝向风来的方向，翼板3上的活门都被风吹开，处于开启状态，风就会漏过翼板3，翼板3受风力就小。
翼板2和翼板4此时受风的作用力在中轴的轴线上，风力产生的旋转转矩很小可忽略。
这样四块翼板中翼板1受风作用力最大，就会使风车顺时针旋转起来。
随着风车的转动，如图2-2所示，翼板2上的活门会逐渐受风力作用自动开启，使翼板2呈漏风工作状态。同理，如图2-2所示翼板4上的活门会受风力作用自动关闭，使翼板4呈挡风工作状态。翼板4受风力的作用会逐渐加大，使风车继续顺时针转动。
当风换一个方向吹向此风车时，从图2-3上不难看出此风车还是顺时针方向旋转。即对于任何方向的来风，此风车都是顺时针旋转。
实施例二，如图3所示，风车的每扇翼板的边沿都有襟翼8。作用是使风不易从翼板的边沿流走，让风的能量尽可能多地作用在风车上。
实施例三，如图3所示，实施例一中的风车上所有叶片的两端的边框上各有一条槽11，槽11内各有一根链条10将所有叶片的小轴9连接起来成卷帘式，当强风作用在风车上时，可同步操作所有的链条10带动叶片，将叶片适当卷在中轴5上。从而保护叶片不受强风破坏。当强风过后还可操作链条10将叶片适当放出。
实施例四，活门翼板式风车也可制成风帆式，中轴如同帆船的桅杆。活门叶片垂直于中轴，叶片的轴用绳索连接起来，就可以象帆船的船帆那样。当迂到强风时可以将风车的活门叶片放下来，如图5-1所示，避免强风破坏。当风小时可将活门叶片适当拉起或拉满翼面如图5-2所示。活门翼板式风车还可制成百叶窗窗帘式，当迂到强风时可如图5-3所示那样向上收起叶片，风小时也可将活门叶片适当放下或放满翼面如图5-2所示。
实施例五，风车的翼板不只是可以做成平面的方形，而且可以制成其它平面的各种形状，和立体的各种形状，或平面与立体结合的各种形状，如雷达的抛物面形等等。其共同特点都是活门翼式。
图4是带活门的翼板式风车的安装位置示意图。
带活门的翼板式风车可以方便地安装在建筑的有风部位，向建筑内直接提供能源，也可安装在任何有风的空间为人们采集能源。
图4-1是立式，安装在建筑物侧墙上。
图4-2是立式，上端安装在建筑物的侧墙上，下端安装在地面上的中轴支架上。
图4-3是立式，独立安装在地面上或建筑物的顶上。整个风车是插在基座上的。为了加强风车旋转时的平稳性，应尽量使基座与风车的衔接部靠近风车的重心。
图4-4是卧式，安装在两个建筑物之间。
图4-5是卧式，一端安装在建筑物上，另一端安装在地面上或建筑物上的中轴支架上。
图4-6是卧式，安装在地面上或建筑物的顶上的中轴支架上。
权利要求
1.一种风车。包括若干扇翼板，可对称安装这若干扇翼板的中轴，可使中轴灵活转动的中轴支架。其特征是翼板上布满可随风灵活开启，灵活关闭的单向活门。每扇翼板上的所有活门开启方向一致，使翼板对来风具有单面阻挡能力。对称安装在同一中轴上的每扇翼板的挡风面都要斜对相邻翼板的漏风面，组成对来风具有单侧阻挡能力的风车。
2.根据权利要求1所述的风车，其特征是风车翼板上的单向活门呈叶片[7]的形状，叶片[7]安装在小轴[6]上，小轴安装在框架上构成风车的翼板。
3.根据权利要求1所述的风车，其特征是风车翼板的边沿安装有对风起阻挡作用的襟翼[8]。
4.根据权利要求1和权利要求2所述的风车，其特征是风车的叶片式活门由轴端的链条[10]连接成卷帘式。链条[10]可带动叶片适当卷在风车的中轴[5]上。
5.根据权利要求1和权利要求2所述的风车，其特征是风车翼板上叶片的小轴与中轴垂直安装，叶片小轴用绳索连成船帆式或百叶窗窗帘式。遇强风时，可象船帆或百叶窗帘那样适当收起。
6.根据权利要求1所述的风车，其特征是风车的中轴即可以垂直于地面安装，又可以平行与地面安装。
7.根据权利要求1所述的风车，其特征是风车的翼板的形状不但可以是方形，还可以制造出其它各种形状。共性是都带活门。
全文摘要
本发明涉及一种带活门的翼板式的风车。它克服了现在风车的转向与风向垂直，对风能利用率不高，且本身结构复杂，安装条件要求高的缺点。它的工作面大，且工作面的转向与风向基本一致。它的安装方式简单，可有效利用建筑的周边空间采集风能。其特征是此风车的每扇翼板上都布满可随风灵活开启的单向活门，单向活门使风车的翼板对风具有明显的单面阻挡能力。当若干扇这种翼板依次顺向安装在同一根可带动负载转动的中轴上时，就构成了对风具有单侧阻挡能力的风车。
文档编号F03D3/02GK1145453SQ95112120
公开日1997年3月19日 申请日期1995年9月13日 优先权日1995年9月13日
发明者董延坤 申请人:董延坤, 董石乐, 王东海