專利名稱：具有與流體流動(dòng)相平行的阻流部的風(fēng)向標(biāo)的制作方法
具有與流體流動(dòng)相平行的阻流部的風(fēng)向標(biāo)
本發(fā)明涉及一種指示流體流向的裝置。
風(fēng)向標(biāo)是一種眾所周知的指示流體流向的裝置。

圖1中示出了一種典型的
風(fēng)向標(biāo)。該風(fēng)向標(biāo)101包括一個(gè)與支座103相樞接的指向器102和一個(gè)尾翼 104。該指向器具有一個(gè)簡易的箭頭105，以指向風(fēng)吹來的方向。該尾翼基本 上是水平的。
當(dāng)風(fēng)向標(biāo)201置亍氣流202中，如圖2a所示，該風(fēng)向標(biāo)與氣流的方向不 一致時(shí)，流動(dòng)的空氣與尾翼203發(fā)生碰撞，并在該風(fēng)向標(biāo)上施加一個(gè)力，使風(fēng) 向標(biāo)繞支座204旋轉(zhuǎn)。當(dāng)該風(fēng)向標(biāo)旋轉(zhuǎn)到足夠遠(yuǎn)時(shí)，該尾翼變得與氣流的方向 一致，如圖2b所示。在該種情況下，風(fēng)平行于尾翼流動(dòng)，風(fēng)不會(huì)與尾翼發(fā)生 碰撞，因此，氣流將不會(huì)產(chǎn)生垂直作用于風(fēng)向標(biāo)上的力。因此，該風(fēng)向標(biāo)停止 轉(zhuǎn)動(dòng)。如果氣流改變方向，例如，如果盛行風(fēng)向改變，則流動(dòng)的空氣再次與該 尾翼發(fā)生碰撞。這使風(fēng)向標(biāo)將關(guān)于其樞接點(diǎn)一直轉(zhuǎn)動(dòng)到再次與氣流方向一致為 止。
多數(shù)所熟知的風(fēng)向標(biāo)包括一個(gè)可以繞一個(gè)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的薄板，而不是如圖 1和2所示的包括一個(gè)桿狀指向器的風(fēng)向標(biāo)。通常該薄板被塑造為一種物體或 者動(dòng)物的塑像，如公雞、馬，車等。這些風(fēng)向標(biāo)與上述風(fēng)向標(biāo)的工作原理相同， 薄板的作用相當(dāng)于尾翼。然而，通常有一點(diǎn)不同的是，該薄板被延伸至旋轉(zhuǎn)軸 的兩側(cè)。因此，盛行風(fēng)在軸的兩側(cè)碰撞薄板。風(fēng)在軸的一側(cè)所施加的力將引起順時(shí)針方向上的旋轉(zhuǎn)，而同樣的風(fēng)在軸的另- -側(cè)所施加的力將產(chǎn)生逆時(shí)針方向 上的旋轉(zhuǎn)。如果這些力是相等的，則該風(fēng)向標(biāo)不旋轉(zhuǎn)。因此，對(duì)于薄板的設(shè)置 來說，重要的是使其在軸一側(cè)的表面積大于其在軸另一側(cè)的表面積。這可以確 保由特定風(fēng)壓產(chǎn)生的作用于一個(gè)方向上的力將大于作用于相反方向上的力，所 以，主導(dǎo)的力將使風(fēng)向標(biāo)旋轉(zhuǎn)至與盛行風(fēng)向相一致的方向上。
通常，應(yīng)用于流體流向指示器中的尾翼采用如圖2a和2b中所示的形狀。 然而，具有這種形狀的尾翼存在以下缺點(diǎn)。第一，在低流速情況下，具有一個(gè) 基本水平的尾翼的流體流動(dòng)指示器對(duì)于流體流向不是特別敏感。第二，具有一 個(gè)基本水平的尾翼的流體流動(dòng)指示器對(duì)于流體流向的較小改變不是特別敏感。 第三，具有一個(gè)基本水平的尾翼的流體流動(dòng)指示器易于"擺動(dòng)"，即該尾翼易 于在流體流向的周圍振蕩。這給精確確定流向帶來困難。
因此，需要對(duì)指示流體流向的裝置進(jìn)行改進(jìn)。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，提供一種方向標(biāo)，該方向標(biāo)包括一個(gè)設(shè)置為繞一 個(gè)支點(diǎn)樞轉(zhuǎn)的指向器，和一個(gè)安裝在指向器上，能夠與流體流動(dòng)相互作用的尾 翼，該尾翼具有一個(gè)阻流部，設(shè)置為在平行于指向器縱軸的方向上抵抗流體流 動(dòng)，該阻流部基本有效地使指向器繞支點(diǎn)樞轉(zhuǎn)，并從而使尾翼轉(zhuǎn)至與流體流向 一致的方向上。
優(yōu)選地，該阻流部與支點(diǎn)之間具有偏距，使得該阻流部與流體流動(dòng)之間相 互作用時(shí)能夠產(chǎn)生- -作用在指向器上的、繞支點(diǎn)樞轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩。優(yōu)選地，該阻流部凸出于該指向器而形成一個(gè)表面，該表面橫切地延伸至 該指向器的縱軸。
該阻流部可以以這樣的形式凸出于該指向器，既該尾翼自支點(diǎn)逐漸變寬。
該尾翼可以以這樣的方式被截?cái)?，即使其在距離支點(diǎn)最遠(yuǎn)的端以一橫穿指 向器縱軸的基本平整的表面終止。
優(yōu)選地，該阻流部的結(jié)構(gòu)是可以指引流體在尾翼的、鄰近該阻流部近處表 面附近或者鄰近阻流部遠(yuǎn)處表面附近流動(dòng)，該阻流部的近處表面能夠與鄰近其 流動(dòng)的流體相互作用，使得該指向器繞支點(diǎn)樞轉(zhuǎn)到與流體流向 一致的方向上， 并且該阻流部的遠(yuǎn)處表面能夠與鄰近其流動(dòng)的流體相互作用，而在指向器上作 用 一個(gè)繞支點(diǎn)的、與所述樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)方向相反的轉(zhuǎn)矩。
該阻流部在平行于指向器縱軸方向上的長度可以大于其在橫穿指向器縱 軸方向上的長度。
該尾翼可以是--個(gè)柱體，使得其中心軸橫穿指向器的縱軸。該柱體在平行 于其與支點(diǎn)之間的軸線的一個(gè)平面上可以具有三角形橫截面。該柱體在平行于
其與支點(diǎn)之間的軸線的一個(gè)平面上可以具有圓形橫截面。該柱體在在平行于其 與支點(diǎn)之間的軸線的一個(gè)平面上可以具有半圓形橫截面。
為了能夠更好地理解本發(fā)明，參照以下附圖進(jìn)行說明，其中
圖1示出了一種典型的風(fēng)向標(biāo)；圖2a和2b分別示出了風(fēng)向標(biāo)與盛行風(fēng)向不一致和相一致的情況；
圖3示出了一種根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方式
的風(fēng)向標(biāo)；
圖4a至4f示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的尾翼的不同形狀；
圖5a和5b分別示出了傳統(tǒng)水平尾翼和楔形尾翼在流體流動(dòng)下的狀態(tài)；
圖6a和6b分別示出了傳統(tǒng)水平尾翼和楔形尾翼在流體流動(dòng)正在改變方向 下的狀態(tài)；
圖7a至7c示出了一種具有傳統(tǒng)水平尾翼的方向標(biāo)運(yùn)動(dòng)至與流體流向---致 方向上的過程；
圖8a至8c示出了 一種具有楔形尾翼的方向標(biāo)運(yùn)動(dòng)至與流體流向-^致方向 上的過程；
圖3示出了一種根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方式
的方向標(biāo)。該方向標(biāo)301包括一 個(gè)繞支點(diǎn)303樞轉(zhuǎn)的指向器302，以及一個(gè)尾翼305。該方向標(biāo)安裝在支座 304上。該方向標(biāo)與現(xiàn)有風(fēng)向標(biāo)的的工作原理相同，通過流體流動(dòng)而作用在尾 翼上的力使其繞支點(diǎn)樞轉(zhuǎn)至與流體的主導(dǎo)流向一致的方向上。
以下將通過例子對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。在所舉例子中，尾翼具有特殊的形狀。 這里雖然舉出許多楔形尾翼的例子，但是其目的僅是列舉實(shí)例。本發(fā)明包括許
多不同形狀的尾翼，以下介紹其中的一部分。根據(jù)如圖3所示，該方向標(biāo)不同于現(xiàn)有風(fēng)向標(biāo)，因?yàn)?，其尾翼不是基本?平的。替代的是，該尾翼從旋轉(zhuǎn)部向外凸出，使即使是在該尾翼與流體流向--致的情況下，其至少--個(gè)表面也向外伸入流體流動(dòng)中。
根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方式
的尾翼，與傳統(tǒng)風(fēng)向標(biāo)所使用的水平尾翼相比， 其體積增大。概括地說，體積增大意味著相對(duì)于傳統(tǒng)的水平尾翼而言，該尾翼 更容易被流體流動(dòng)所"捕獲"。因此，結(jié)合該種尾翼的方向標(biāo)靈敏度更高，尤 其是在低流速的情況下。
靈敏度的增加部分由于增大體積的尾翼具有較大的向外伸出于流體流動(dòng) 'P的表面積，使更多的流體會(huì)與該尾翼發(fā)生碰撞。因此，在同樣的流體流動(dòng)的 作用下，相對(duì)于作用在具有相當(dāng)尺寸的基本水平尾翼上的力而言，會(huì)有更大的 力作用在增大體積的尾翼上。增大的力使該指向器關(guān)于支點(diǎn)具有更大的轉(zhuǎn)矩。 因此，在低流速下可以克服任何對(duì)于旋轉(zhuǎn)的、存在于指向器與其支座之間的樞 軸連接處的摩擦阻力。
本發(fā)明包括任何抵抗平行于指向器縱軸方向的流體流動(dòng)的尾翼，該縱軸即
為指向器的、連接支點(diǎn)與尾翼的中心軸。然而，作為實(shí)施例，圖4a至4d示出 了一些特殊形狀的尾翼。圖4a至4c示出了具有柱形尾翼的風(fēng)向標(biāo)。在圖4a 中，柱體具有三角形橫截面，即該尾翼為楔狀。在圖4b中，柱體具有圓形橫 截面。在圖4c中，該尾翼被截?cái)啵怪w具有半圓形橫截面。該尾翼并不是 必須為柱形。圖4d示出了一種十字形的風(fēng)向標(biāo)，其中，十字架的每個(gè)臂均為楔狀。這些特殊的形狀僅是列舉的實(shí)施例，并不應(yīng)理解為是對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍 的限制。
圖4a和4c中所示的尾翼具有被截?cái)嗟男螤?。發(fā)明人進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)表明，尾 翼以橫穿指向器縱軸的平面終止對(duì)提高方向標(biāo)的精確度具有重要的貢獻(xiàn)。具有 這種截?cái)嘈螤畹奈惨?，可以在其尾部設(shè)置一個(gè)附加的風(fēng)向標(biāo)，以在指向器轉(zhuǎn)向 與流體流向一致的過程中起輔助作用。圖4e示出了具有這種形狀的尾翼?？?選擇地，該尾翼可以是逐漸變尖并終止于一個(gè)尖端的形狀，而不是具有被截?cái)?的形狀。圖4f示出了具有這種形狀的尾翼。
現(xiàn)特別參照具有楔形尾翼的方向標(biāo)說明根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方式
的方向 標(biāo)所具備的優(yōu)點(diǎn)。
圖4a所示的楔形尾翼提高了方向標(biāo)的靈敏度。這個(gè)優(yōu)勢(shì)在低流速下尤為 明顯，低速時(shí)，由流體流動(dòng)作用于方向標(biāo)上的樞轉(zhuǎn)力很小。靈敏度的提高部分 是由于尾翼具有向外伸入流體中的成角度的表面。楔形尾翼的向外伸出的表面 與到來的流體流動(dòng)之間的夾角比基本水平尾翼與到來的相同流體流動(dòng)之間的 夾角大。這種對(duì)照關(guān)系如圖4a和4b所示。
根據(jù)圖5a和5b所示，流體流向與尾翼的向外伸出的表面之間的夾角，對(duì) 于楔形尾翼而言要大于基本水平的尾翼。因此，對(duì)于給定的流體流動(dòng)，作用于
尾翼上的、垂直于連接支點(diǎn)與力的作用點(diǎn)的直線的力(即，引起風(fēng)向標(biāo)繞支點(diǎn)在樞轉(zhuǎn)的力)，對(duì)于楔形尾翼而言要大于基本水平的尾翼。作用于尾翼上的力 增大，使得楔形尾翼在任何給定的流速下比水平尾翼更易做出響應(yīng)。
在低流速下，作用亍基本水平尾翼上的力太小而不能克服存在于旋轉(zhuǎn)部與 支座之間的樞接點(diǎn)處的摩擦力，因此增大樞轉(zhuǎn)力是尤為有利的。就楔形尾翼而 言，在低流速下可以克服這種摩擦阻力，因而，使方向標(biāo)更加靈敏。
該楔形尾翼更進(jìn)一步的優(yōu)勢(shì)在于，其使方向標(biāo)在流體流向改變較小的情況
下更加靈敏。通過圖6a和6b可以認(rèn)識(shí)到該優(yōu)勢(shì)，圖6a和圖6b中示出的水
平尾翼和楔形尾翼均與流體流向(虛線所示)一致。如果隨后流體流向輕微地 改變(實(shí)線所示)，則可以看出，與水平尾翼相比，對(duì)于楔形尾翼，作用在風(fēng) 向標(biāo)上的轉(zhuǎn)矩仍然是比較大的。
再次，流體流向的改變使得作用在具有楔形尾翼的方向標(biāo)上的轉(zhuǎn)矩增大， 這意味著，對(duì)于一定的流體流向改變，相對(duì)于具有傳統(tǒng)水平尾翼的方向標(biāo)，在 改進(jìn)的方向標(biāo)中，位于樞接處的摩擦力更容易被克服。這在流體流向改變較小 時(shí)尤為有利，因?yàn)椋藭r(shí)由流體流動(dòng)所施加的在樞軸上轉(zhuǎn)動(dòng)的力較小。因此， 相對(duì)于具有傳統(tǒng)水平尾翼的方向標(biāo)，結(jié)合楔形尾翼的方向標(biāo)對(duì)流體流動(dòng)的改變 更加敏感。
可以看出，以上優(yōu)勢(shì)是由從旋轉(zhuǎn)部的縱軸向外凸出的尾翼所帶來的。因此， 雖然這些優(yōu)勢(shì)已經(jīng)參照特定的楔形尾翼進(jìn)行了說明，但是應(yīng)當(dāng)認(rèn)為，本發(fā)明包
10括任何具有伸入與方向標(biāo)的旋轉(zhuǎn)部平行的流體流動(dòng)中的尾翼、并因此，在使方 向標(biāo)的方向與流體流向--致的過程中的作用顯著。具有增大體積的尾翼的方向標(biāo)，由于其在低流速下和流體流向改變較小時(shí) 更易響應(yīng)，而因此具有改進(jìn)的靈敏度。另外，增大體積的尾翼具備減輕"擺動(dòng)" 的附加優(yōu)勢(shì)。具有傳統(tǒng)水平尾翼的方向標(biāo)對(duì)于擺動(dòng)往往是敏感的，因?yàn)樵撐惨頃?huì)在流體流向周圍振蕩，而不是穩(wěn)定地保持在與流體流向一致的狀態(tài)。圖7a示出了一個(gè)與流體流向不一致的基本水平的尾翼。根據(jù)圖中所示，流體流動(dòng)在碰撞尾翼 近處表面時(shí)一定快速地改變方向。因此，當(dāng)其改變方向時(shí)，該流體在該表面上 施加一個(gè)力，這將使方向標(biāo)繞其軸旋轉(zhuǎn)，從而使得方向標(biāo)轉(zhuǎn)到與流體流向一致的方向上。該尾翼的前端同樣作為一觸發(fā)點(diǎn)702，該觸發(fā)點(diǎn)702使鄰近尾翼遠(yuǎn) 處表面的流體流動(dòng)變得動(dòng)蕩。這種動(dòng)蕩引起壓力下降，進(jìn)而幫助拖拽方向標(biāo)轉(zhuǎn) 向與流體流向一致的方向上。圖7b示出了一種與流體流向幾乎一致的基本水 平的尾翼。在這種定情況下，流體流動(dòng)相對(duì)于"方向不一致"的特定情況而言， 在流體碰撞尾翼的近處表面而改變方向，進(jìn)而使方向標(biāo)旋轉(zhuǎn)至與流體流向一致 的方向上這方面是相似的。尾翼的前端702也作為觸發(fā)點(diǎn)，使流體流動(dòng)變得動(dòng) 蕩，進(jìn)而引起壓力下降，幫助拖拽方向標(biāo)轉(zhuǎn)向與流體流向一致的方向上。圖 7c示出了一種與流體流向一致的方向標(biāo)，此時(shí)，流體平行于方向標(biāo)的縱軸流 動(dòng)。圖8a至圖8c所示的情況與圖7a至圖7c所示的情況相似，只是圖8a至 圖8c中所示的方向標(biāo)具有楔形尾翼。該方向標(biāo)在其與流體流向不一致時(shí)的情 況與基本水平的尾翼的情況相似。流體碰撞楔形尾翼的近處表面而被迫快速改 變方向，因而在尾翼,.匕施加--個(gè)力，使方向標(biāo)繞其軸旋轉(zhuǎn)，并旋轉(zhuǎn)至與流體流 向--致的方向..匕與基本水平的尾翼相比，該流體不得不在流向上產(chǎn)生一個(gè)更 大的改變，以適應(yīng)楔形尾翼的有角度的表面，所以，施加于該尾翼上的力相對(duì) 比較大(解釋如上)。楔形尾翼的前端同樣作為觸發(fā)點(diǎn)802而在流體流向該尾 翼的遠(yuǎn)側(cè)時(shí)使流體流動(dòng)變得動(dòng)蕩。該湍流使尾翼的遠(yuǎn)處平面附近的壓力下降， 進(jìn)而幫助拖拽該尾翼，并且由此拖拽該方向標(biāo)，轉(zhuǎn)向與流體流向--致的方向上。該楔形尾翼的平整的后端表面同樣幫助其轉(zhuǎn)向與流體流向一致的方向上。 楔形尾翼的后端以與該尾翼前端相似的方式而作為一個(gè)觸發(fā)點(diǎn)，即，該尾翼的 最后面的二個(gè)邊緣處均作為觸發(fā)點(diǎn)。這使得在該尾翼后面的區(qū)域形成湍流，該 湍流在使指向器轉(zhuǎn)向與流體流向 一致的方向上時(shí)起輔助作用。具有楔形尾翼的方向標(biāo)，在其在與流體流向幾乎一致時(shí)的情況與具有基本 水平尾翼的方向標(biāo)在該情況下不同。該種情況如圖8b所示。當(dāng)該方向標(biāo)與流 體流向幾乎一致時(shí)，流體碰撞該尾翼的近處表面時(shí)一定改變方向，與上述情況 相同，并由此在該尾翼上施加一個(gè)力，該力使方向標(biāo)繞其軸旋轉(zhuǎn)。在該情況下， 與基本水平的尾翼處于與流體流向幾乎一致的情況下不同之處在于該尾翼的 前端對(duì)正在從尾翼的前端流向遠(yuǎn)處表面的流體所產(chǎn)生影響。因?yàn)?，尾翼的遠(yuǎn)處 表面相對(duì)于方向標(biāo)的縱軸具有角度，正在越過尾翼前端的流體不需要如此突然地改變方向，以保持與尾翼之間的觸碰。因此，楔形尾翼的前端與其在方向標(biāo)充分地與流體流向不一致的情況F作為--個(gè)觸發(fā)點(diǎn)不同，在該種情況下不是--j個(gè)觸發(fā)點(diǎn)。替代的是，該流體在越過尾翼遠(yuǎn)處表面時(shí)保留--些層狀的特征。因 此，該流體在越過楔形尾翼的遠(yuǎn)處表面時(shí)將在尾翼上施加一個(gè)力，該力的方向 與剩余流體作用在尾翼近處表面.匕的力的方向相反。作用于尾翼遠(yuǎn)處表面上的 力小于作用于尾翼近處表面.t.的力，因此，該方向標(biāo)繼續(xù)繞其軸旋轉(zhuǎn)。然而， 在方向標(biāo)轉(zhuǎn)向與流體流向一致的過程中，作用于尾翼遠(yuǎn)處表面上的力將使方向 標(biāo)的角速度減小。在方向標(biāo)轉(zhuǎn)向與流體流向-一致的過程中，作用于尾翼遠(yuǎn)處表 面-匕的力增大，并最終在方向一致的位置上與作用在尾翼近處表面上的力相雄 -、f o在方向標(biāo)轉(zhuǎn)向與流體流向 一致的過程中降低其速度可以抑制方向標(biāo)由亍 其角動(dòng)量的作用而超過方向一致的位置。超過方向一致的位置可以使方向標(biāo)振 蕩，因?yàn)槲惨肀涣黧w來回地推動(dòng)，該流體首先在一個(gè)方向上碰撞尾翼，并隨后 在另一個(gè)方向上碰撞尾翼，直到尾翼的角動(dòng)量被充分地降低到可以使尾翼在與 流體流向一致的位置處保持穩(wěn)定。采用基本水平尾翼的方向標(biāo)尤其易于產(chǎn)生該 種振蕩。因此，結(jié)合根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方式
的尾翼的方向標(biāo)不易在其與流體流向 一致的位置附近產(chǎn)生振蕩，因?yàn)樵撐惨淼男螤钍狗较驑?biāo)在其到達(dá)方向一致的位 置處減速。雖然，已經(jīng)參照楔形尾翼對(duì)該有利影響進(jìn)行了說明，但應(yīng)當(dāng)清楚的 是，本發(fā)明并不局限于任何特定形狀的尾翼。尤其是，本發(fā)明包括任何具有以上述方式與流體流動(dòng)相互作用的尾翼的方向標(biāo)，使得該方向標(biāo)可以在其接近方 向--致的位置處進(jìn)行減速。當(dāng)方向標(biāo)與流體流向充分一致時(shí)，具有增大體積的尾翼顯現(xiàn)了進(jìn)一步的優(yōu)勢(shì)。圖7c和圖8c所示的基本水平的尾翼和楔形尾翼各自與流體流向一致。根據(jù)圖中所示，當(dāng)水平尾翼與流體流向一致時(shí)，沒有力作用于水平尾翼的表面， 然而，楔形尾翼的有角度的表面意味著，該流體流動(dòng)將繼續(xù)與尾翼發(fā)生碰撞， 即使在楔形尾翼與流體流向一致的情況下。作用在楔形尾翼的每個(gè)向外伸出的 平面上的力，大小相等方向相反，從而，可以在與流體流向一致的情況下幫助 穩(wěn)定平衡方向標(biāo)。對(duì)于水平尾翼，由于沒有該種穩(wěn)定平衡的力作用在其上而因 此傾向于偏離流體流向。在另一種實(shí)施方式中，該尾翼可以具有圓形的橫截面，柱體的中軸線橫穿連接柱體和風(fēng)向標(biāo)支點(diǎn)的軸線(如圖4b所示)。在該實(shí)施方式中，拖拽柱體 可以提高風(fēng)向標(biāo)指向流體流向的能力。尾翼可以設(shè)置在鄰接支點(diǎn)的位置上，方向標(biāo)相對(duì)于該支點(diǎn)在樞軸上轉(zhuǎn)動(dòng)。 然而，優(yōu)選的是，該尾翼與支點(diǎn)之間具有偏距，該支點(diǎn)和尾翼之間的垂距意味 著，由于流體流動(dòng)和尾翼之間的相互作用，將在指向器上產(chǎn)生一個(gè)相對(duì)于該支 點(diǎn)的轉(zhuǎn)矩，對(duì)于給定的作用于該尾翼上的力，偏移的"杠桿作用"越大，則所雖然，圖中所示的方向標(biāo)均具有--個(gè)桿狀的指向器，但是，應(yīng)當(dāng)理解為本 發(fā)明中的指向器可以是任何適合的形狀。例如，指向器可以是相對(duì)于-一個(gè)軸旋 轉(zhuǎn)的薄板。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的一種方向器，適于指示任何種類流體的流向。例如， 該方向標(biāo)可以作為指示風(fēng)向的風(fēng)向標(biāo)?？蛇x擇地，該指向器可以用作指示液體 的流向，如水。該方向標(biāo)適于在如帆船、導(dǎo)航系統(tǒng)等領(lǐng)域中應(yīng)用。由此，申請(qǐng)人在這里分別公開了每個(gè)單獨(dú)的技術(shù)特征，并公開了兩個(gè)或者 更多該種技術(shù)特征的任何一種組合，就此來說，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明說 明書的全部內(nèi)容的基礎(chǔ)上，根據(jù)常識(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)該種技術(shù)特征或者組合，而不考 慮該種技術(shù)特征或者技術(shù)特征的組合是否解決了任何在這里公開的技術(shù)問題， 并且對(duì)權(quán)利要求的保護(hù)范圍沒有限制。申請(qǐng)人指出，本發(fā)明可以包括任何該種 技術(shù)特征或技術(shù)特征的組合。鑒于前述的說明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚地 是，在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種形式的變形。
權(quán)利要求
1. 一種方向標(biāo)，包括一個(gè)設(shè)置為繞一支點(diǎn)樞轉(zhuǎn)的指向器；和一個(gè)安裝在指向器上，與流體流動(dòng)相互作用的尾翼，該尾翼具有一個(gè)阻流部，以在平行于指向器縱軸的方向上抵抗流體流動(dòng)，該阻流部顯著有效地使指向器繞支點(diǎn)樞轉(zhuǎn)，并從而使尾翼轉(zhuǎn)向與流體流向一致的方向上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的指向器，其中，該阻流部與支點(diǎn)之間具有偏距，使 得該阻流部與流體流動(dòng)之間相互作用時(shí)能夠產(chǎn)生一作用在指向器上的、繞支點(diǎn) 樞轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的指向器，其中，該阻流部凸出于該指向器而形 成一個(gè)表面，該表面橫切地延伸至該指向器的縱軸。
4. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任何一個(gè)權(quán)利要求所述的指向器，其中，該阻流部以 這樣的形式凸出于該指向器，既該尾翼自支點(diǎn)逐漸變寬。
5. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任何- ^個(gè)權(quán)利要求所述的指向器，其中，該尾翼以這樣的方式被截?cái)嗉?，使其在距離支點(diǎn)最遠(yuǎn)的端以一橫穿指向器縱軸的基本平 整的表面終止。
6. 根據(jù)....匕述權(quán)利要求中任何---個(gè)權(quán)利要求所述的指向器，其中，該阻流部的 結(jié)構(gòu)是能夠指引流體在尾翼的、鄰近該阻流部近處表面附近或者鄰近阻流部遠(yuǎn) 處表面附近流動(dòng)，該阻流部的近處表面能夠與鄰近其流動(dòng)的流體相互作用，使 該指向器關(guān)于支點(diǎn)在樞軸上轉(zhuǎn)動(dòng)到與流體流向一致的方向-匕，并且該阻流部的遠(yuǎn)處表面能夠與鄰近其流動(dòng)的流體相互作用，而在指向器上作用一個(gè)關(guān)于支點(diǎn) 的、與所述在樞軸上轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)方向相反的轉(zhuǎn)矩。
7. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任何一個(gè)權(quán)利要求所述的指向器，其中，該阻流部在 平行亍指向器縱軸方向上的長度大于其在橫穿指向器縱軸方向上的長度。
8. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任何一個(gè)權(quán)利要求所述的指向器，其中，該尾翼是一個(gè)柱體，使其中心軸橫穿指向器的縱軸。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種指向器，其中，該柱體在平行于其與支點(diǎn)之間 的軸線的一個(gè)平面上具有三角形橫截面。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的指向器，其中，該柱體在平行于其與支點(diǎn)之間的軸 線的- -個(gè)平面上具有圓形橫截面。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的指向器，其中，該柱體在平行于其與支點(diǎn)之間的軸 線的 一個(gè)平面上具有半圓形橫截面。
12. —種基本參照附圖進(jìn)行.匕述說明的指向器。
全文摘要
一種方向標(biāo)，包括一個(gè)設(shè)置為繞一支點(diǎn)樞轉(zhuǎn)的指向器；和一個(gè)安裝在指向器上，與流體流動(dòng)相互作用的尾翼，該尾翼具有一個(gè)阻流部，以在平行于指向器縱軸的方向上抵抗流體流動(dòng)，該阻流部顯著有效地使指向器繞支點(diǎn)樞轉(zhuǎn)，并從而使尾翼轉(zhuǎn)向與流體流向一致的方向上。
文檔編號(hào)B63B49/00GK101522513SQ200780031297
公開日2009年9月2日 申請(qǐng)日期2007年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月4日
發(fā)明者裘德·巴克米爾 申請(qǐng)人:裘德·巴克米爾