[发明专利]扇门式自动回位型立轴风水车

说明书

技术领域

本发明是新能源开发领域中有效利用风能和水能的新发明机械。

背景技术

本发明是针对水平轴风车和各种立轴风车存在的缺陷设计而成的。水平轴风车效率低，不利于规模建设。现有的立轴风车花样很多，但都存在着不少缺陷，有的需风标，有的需要附加装置，有的效率低，给生产和应用带来困难。

发明内容

本发明的目的是为了克服水平轴风车和各种立轴风水车存在的缺陷，而提供了一种扇门式自动回位型立轴风水车。本发明在理论和实用上具有系统完整、合理优越的价值特征，是风能和水能利用的系统设备。

本发明的技术方案是：

1.扇门式自动回位型立轴风水车每一层级均为4个扇门框架，分别按90°角位排列，安装在中心转动立轴四周，形成“十字对称”形状。采风的扇门即安装在框架内。

2.按照同样的结构和工作原理，根据实用的需要，一个独立的扇门式自动回位型立轴风水车，可以设计成一层级，也可设计成一轴多层级。

3.按照同样的结构和原理，根据实用的需要，扇门式自动回位型立轴风水车每一个框架内的采风扇门，可以设计成一个扇门，也可设计成多个并列的扇门。

4.总结上述方案，按照同样的结构和原理，扇门式自动回位型立轴风水车的设计和制造共有四种形式：a.一层级、一扇门；b.一层级、多扇门；c.一轴多层级、一扇门；d.一轴多层级、多扇门。

5.扇门式自动回位型立轴风水车的工作过程和原理

以扇门水平宽度二分之一的垂直中心线为准，把扇门转动轴设置在少于扇门水平宽度二分之一的外径垂直线上，使扇门形成相对于中心转动立轴180°范围向内为关，向外为开的机制，扇门式自动回位型立轴风水车就具备了作业功能。根据需要，如果要风车顺时针旋转，就把扇门转动轴设在风车左半周少于二分之一半径的外径垂直线上，风车即顺时针旋转；反之，把扇门转动轴设置在风车右半周少于二分之一半径的外径垂直线上，风车即逆时针旋转。当任意方向的风流作用于风车上时，如果风车是顺时针旋转的设计，风车左边180°工作区的扇门全部自动关闭，处于迎风做功状态；风车右边180°非工作区内的扇门自动打开，处于避风非做功状态。随着风车的运转，左边工作区的扇门转入右边非工作区，不断自动打开，由做功状态进入不做功状态；同时，右边非工作区的扇门转入左边工作区，不断自动关闭，由不做功状态进入做功状态。如此，在风力的推动下，周而复始，不停运转。实现做功功能。逆时针旋转的风车和顺时针旋转的原理过程是一样的，因此不再重述。

6.扇门式自动回位型立轴风水车的机械效率：

风能利用效率可用逻辑公式表示：

公式3即为扇门式自动回位型立轴风车的实际应用公式。从公式中可知，在风车正常运转的速度范围内，对风能的利用率在20％至90以上。在投入生产作业的工作中，对风能的利用率一般应为45％左右。

7.扇门式自动回位型立轴风水车的应用价值：

a.本发明构思巧妙，是一种独立的机械模型，不需要任何辅加装置，便具备自动采风水运转的功能。因此，制造简单，成本低廉，使用方便。b.由于本发明可设计成一轴多层级结构，因此，空间利用率好，空间利用的随意性大，能节约场地面积，提高功率。c.由于本发明是垂直立轴结构，动力输入点具有对地的固定性，所以，可以多风车组合联用，满足大功率作业需要。在规模建设节约场地上优于水平轴风车。d.本发明如作为风用，应建立在风力资源较丰富的地区，用于发电和带动其它机械作业。如需要，可建立在楼房、住宅、街市之上，也可试用于有特殊用途的车、船或玩具等。本发明如作为水用，在落差较小的水流中也能正常作业，可建立在适当的河道中、大桥边。在沿海，通过场地改造，可利用潮汐能。在水力发电站的下游，可进行一次发电后的再次利用。

附图说明

图1是一层级、一扇门的扇门式自动回位型立轴风水车的结构。

图2是2层级、一扇门的扇门式自动回位型立轴风水车。

图3是一层级、2扇门的扇门式自动回位型立轴风水车。

图中：1中心转动立轴、2采风扇门、3扇门自转轴、4安装扇门的框架、5固定装置、6固定装置、7限位称、8减震弹簧。

具体实施方式