專利名稱：水平式多功能風(fēng)車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)電用風(fēng)車，尤其涉及一種風(fēng)力發(fā)電用的水平式多功能風(fēng)車。
背景技術(shù)：
目前的風(fēng)力發(fā)電的原理是利用風(fēng)力帶動傳統(tǒng)直立式風(fēng)車風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)，再透過增速機(jī)的速度提升，來促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。依據(jù)目前的傳統(tǒng)直立式風(fēng)車技術(shù)，大約是每秒三公尺的微風(fēng)速度，便可以開始發(fā)電，并產(chǎn)生風(fēng)速在每秒十三至十五公尺時(shí)速的輸出力道。近年來受到美國加州能源危機(jī)的影響及各家電力公司開始推動長期購買以風(fēng)力發(fā)電為目的傳統(tǒng)直立式風(fēng)車有增加的趨勢。目前風(fēng)力發(fā)電只要風(fēng)力利用系數(shù)足夠，估算發(fā)電成本每1KW約0.7港圓，已進(jìn)入實(shí)用化的階段，風(fēng)力發(fā)電正在世界上形成一股熱潮，根據(jù)估計(jì)，2000年世界風(fēng)力發(fā)電容量將可達(dá)到一千二百萬千瓦。因?yàn)轱L(fēng)力發(fā)電沒有燃料問題，也不會產(chǎn)生幅射或二氧化碳等公害。再加上先進(jìn)國家在國際公約上，為防止地球溫室效應(yīng)，已達(dá)成抑制二氧化碳排放量目標(biāo)的共識，因此，風(fēng)力發(fā)電便成為先進(jìn)國家尋找替代電源的最佳選擇。
風(fēng)力發(fā)電為作一種環(huán)保能源開始被廣泛的認(rèn)識。但到普及應(yīng)用在廣泛的生活中仍是有一定的困難，因?yàn)轱L(fēng)力發(fā)電對環(huán)境的要求較高，占用很大的土地面積，在人口密集的城市成本效益很低。另外對風(fēng)向的適應(yīng)技術(shù)，及產(chǎn)品成本都是很大的問題。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是為了解決現(xiàn)有風(fēng)車對環(huán)境要求高、安裝復(fù)雜、不易于密集放置和不易于廣泛普及的問題，提供一種水平式多功能風(fēng)車。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種水平式多功能風(fēng)車，包括一片或多片風(fēng)葉的風(fēng)葉組和葉軸，所述的風(fēng)葉組為以水平方式旋轉(zhuǎn)的風(fēng)葉組。
由于采用了以上的方案，水平式多功能風(fēng)車裝置安裝方便，而且根據(jù)需要可很容易的在水平方向和豎直方向上對風(fēng)葉組的數(shù)量進(jìn)行擴(kuò)展，因?yàn)樗Y(jié)構(gòu)簡單，安裝方便。所以此種水平式多功能風(fēng)車可廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。另外，由于風(fēng)葉采用軸對稱結(jié)構(gòu)，其不受風(fēng)向的限制，只要是有沿垂直于旋轉(zhuǎn)軸的方向上吹動的風(fēng)流或風(fēng)流分力都可以使風(fēng)葉轉(zhuǎn)動。

圖1是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車第一種實(shí)施例迎風(fēng)葉裝置的立體圖；圖2a是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車第二種實(shí)施例風(fēng)車的應(yīng)用立體示意圖2b是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車第二種實(shí)施例中排氣孔截面圖；圖3是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車第三種實(shí)施例塔式結(jié)構(gòu)葉軸立體圖；圖4是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車第三種實(shí)施傳動裝置塔式結(jié)構(gòu)截面圖；圖5是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車第五種實(shí)施例定向風(fēng)力水平式多功能風(fēng)車立體示意圖；圖6是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車受風(fēng)力作用旋轉(zhuǎn)原理示意圖；圖7是本發(fā)明在水平式多功能風(fēng)車第四種實(shí)施例水平陣列排列示意圖；圖8是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車應(yīng)用于房屋設(shè)施示意圖；圖9是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車應(yīng)用于汽車上示意圖；圖10是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車應(yīng)用于輪船上風(fēng)流作用平面示意圖；圖11是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車應(yīng)用于輪船上風(fēng)流作用平面示意圖；圖12是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車應(yīng)用于輪船上風(fēng)流作用立面示意圖；圖13是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車應(yīng)用于快艇上風(fēng)流作用立面示意圖；圖14是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車應(yīng)用于飛機(jī)上風(fēng)流作用示意圖；圖15是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車應(yīng)用于火車上風(fēng)流作用示意圖；圖16是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車應(yīng)用于隧道中和地鐵上的風(fēng)流作用示意圖；圖17是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車具體實(shí)施例截面示意圖；圖17a是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車具體實(shí)施例A局部放大圖；圖17b是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車具體實(shí)施例B局部放大圖；圖18是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車具體實(shí)施例截面示意圖；圖18a是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車具體實(shí)施例C局部放大圖；圖18b是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車具體實(shí)施例D局部放大圖；圖19是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車具體實(shí)施例截面示意圖；圖20a是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車具體實(shí)施例截面示意圖；圖20b是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車具體實(shí)施例E局部放大圖；圖21a是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車具體實(shí)施例截面示意圖；圖21b是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車具體實(shí)施例截面示意圖；圖21c是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車具體實(shí)施例截面示意圖；圖22是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車風(fēng)具體實(shí)施例風(fēng)葉式風(fēng)室與葉殼式風(fēng)室演變示意圖；圖23是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車風(fēng)實(shí)施例風(fēng)葉式風(fēng)室與葉殼和風(fēng)葉式風(fēng)室演變示意圖24是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車實(shí)施例截面示意圖；圖25是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車實(shí)施例截面示意圖；圖26是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車實(shí)施例截面示意圖；圖27是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車實(shí)施例截面示意圖；圖28是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車實(shí)施例截面示意圖；圖29是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車實(shí)施例截面示意圖；圖30是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車實(shí)施例截面示意圖；圖31是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車實(shí)施例截面示意圖；圖32是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車實(shí)施例截面示意圖；圖33是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車實(shí)施例截面示意圖；圖34a是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車實(shí)施例截面示意圖；圖34b是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車實(shí)施例截面示意圖；圖34c是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車實(shí)施例截面示意圖；圖34d是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車實(shí)施例截面示意圖；圖35a是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車實(shí)施例截面示意圖；圖35b是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車實(shí)施例截面示意圖；圖35c是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車實(shí)施例截面示意圖；圖35d是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車實(shí)施例截面示意圖；圖36是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車用于水力發(fā)電示意圖；圖37是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車用于水力發(fā)電示意立體圖；圖38a是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車應(yīng)用于路燈上的第七種實(shí)施例示意立體圖；圖38b是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車應(yīng)用于路燈上的第七種實(shí)施例示意主視圖；圖39是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車應(yīng)用于廣告牌上的第七種實(shí)施例示意立體圖；圖40a是本發(fā)明移動水平式多功能風(fēng)車發(fā)電機(jī)具體實(shí)施例示意圖；圖40b是本發(fā)明移動水平式多功能風(fēng)車發(fā)電機(jī)具體實(shí)施例變化狀態(tài)示意圖；圖41是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車實(shí)施例截面示意圖；圖42是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車實(shí)施例A局部放大圖；圖43是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車葉槽另一種實(shí)施例放大圖；圖44是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車總體框圖；圖45是本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車實(shí)施例七電路框圖；具體實(shí)施方式
下面通過具體的實(shí)施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
實(shí)施例一如圖1所示，一種水平式多功能風(fēng)車包括風(fēng)葉組、葉軸2和由葉殼3圍成的風(fēng)室，風(fēng)葉組包括四片風(fēng)葉1，它也可為一個(gè)或多個(gè)，風(fēng)葉1呈弧形，其切面與葉軸2平行。這樣能量的轉(zhuǎn)化效率高。但是有某些情況下，如為了在沿葉軸2方向上產(chǎn)生風(fēng)流，風(fēng)葉1的切面也可與葉軸2不采用平行關(guān)系如產(chǎn)生一定的傾角。加強(qiáng)沿葉軸方向的通風(fēng)效果，在風(fēng)葉組的外圓周上連有葉殼3，葉殼3圍成風(fēng)室，所述葉殼3上有風(fēng)口4，該風(fēng)口4為八個(gè)，呈中心對稱輻射狀分布，它收集可產(chǎn)生正向旋轉(zhuǎn)力矩的風(fēng)流。在風(fēng)室的頂部和底部有頂葉殼和底葉殼，側(cè)葉殼、頂葉殼和底葉殼圍成除風(fēng)口以外的封閉式風(fēng)室。根據(jù)需要也可只保留側(cè)葉殼3，由側(cè)葉殼3圍成開放式風(fēng)室。
本發(fā)明中以水平式旋轉(zhuǎn)的風(fēng)葉組是指風(fēng)葉組的旋轉(zhuǎn)軸向與驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的主風(fēng)流或主風(fēng)流分力相垂直。
如圖1所示，迎風(fēng)葉裝置中的風(fēng)口4帶有弧形側(cè)葉殼3。當(dāng)風(fēng)口4圍繞旋轉(zhuǎn)軸芯旋轉(zhuǎn)時(shí)，有一定風(fēng)流吹向該風(fēng)口4，此時(shí)該定向風(fēng)流只有在風(fēng)口4旋轉(zhuǎn)到某一小于或等于180度旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，正向旋轉(zhuǎn)力矩風(fēng)流方可進(jìn)入風(fēng)室腔中，帶動風(fēng)葉1轉(zhuǎn)動。而逆向旋轉(zhuǎn)力矩風(fēng)流直接受到葉殼或風(fēng)葉的阻擋，不能直接進(jìn)入風(fēng)室中。
為了使風(fēng)室收集到正向旋轉(zhuǎn)力矩的風(fēng)流，葉殼需要采用特定的設(shè)計(jì)形狀，如圖1、圖6和圖7所示，當(dāng)風(fēng)口4正對風(fēng)流時(shí)，可以收集到風(fēng)流，當(dāng)風(fēng)口4旋轉(zhuǎn)180度時(shí)，此時(shí)受葉殼的遮擋，風(fēng)口4背對風(fēng)流。風(fēng)流受葉殼的阻擋，不能進(jìn)入風(fēng)口4。經(jīng)過理論分析，當(dāng)圍成風(fēng)口的葉殼或葉殼和風(fēng)葉，在以旋轉(zhuǎn)軸為中心的半徑方向上，葉殼有重疊時(shí)，在某一角度范圍內(nèi)(如180度)上葉殼可遮住風(fēng)口，此時(shí)逆向旋轉(zhuǎn)力矩的風(fēng)流受葉殼或風(fēng)葉的阻擋，不能直接進(jìn)入風(fēng)室中。通常情況下，風(fēng)口4可以選用多個(gè)，它們呈輻射狀且中心對稱的分布于風(fēng)室外周。
經(jīng)過理論分析，可以得出葉殼的形狀、風(fēng)葉的形狀以及葉殼上風(fēng)口的大小和形狀及位置會影響風(fēng)流能量的利用率，通常葉殼和風(fēng)葉采用流線型設(shè)計(jì)。
實(shí)施例二如圖2a和圖2b所示，與實(shí)施例一不同之處在于還包括傳動齒輪7、增速機(jī)8、發(fā)電機(jī)9、蓄電池10和可調(diào)變速器11。在所述風(fēng)葉1的底部有底葉殼3，在底葉殼3上風(fēng)葉1之間有多個(gè)排氣孔6，該排氣孔6的作用是使下面的氣順利的跑上來，并擋住上面的氣流，盡量使氣流不向下流動。在葉軸2上套有主動齒輪，主動齒輪傳動增速機(jī)8上的從動齒輪。增速機(jī)8帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電，發(fā)電機(jī)給蓄電池10發(fā)充電或直接輸入電網(wǎng)，在葉軸2上還連有可調(diào)變速器11，可調(diào)變速器11用于帶動排氣風(fēng)葉12或風(fēng)扇風(fēng)葉正向或反向轉(zhuǎn)動。該可調(diào)變速器11為現(xiàn)有的可調(diào)變速器，它與控制器相連，控制器用于控制可調(diào)變速器的變速比，從而控制排氣風(fēng)葉或風(fēng)扇風(fēng)葉的轉(zhuǎn)速。
實(shí)施例三如圖4和圖3所示，與實(shí)施例一不同之處在于，所述的風(fēng)葉組為兩個(gè)分別為第一風(fēng)葉組和第二風(fēng)葉組，所述的葉軸包括大傳動葉軸13和小傳動葉軸14，大傳動葉軸13套于小傳動葉軸14之外，大傳動葉軸13與小傳動葉軸14之間通過滾珠或者軸承相配合。第一風(fēng)葉組固定于小傳動葉軸14上，第二風(fēng)葉組固定于大傳動葉軸13上。在大、小傳動葉軸上分別有第一、第二主動齒輪15、16。在葉軸上套有主動齒輪，主動齒輪傳動從動齒輪，從動齒輪為單向離合器，從動齒輪的數(shù)量與主動齒輪數(shù)量相對應(yīng)，實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)需要從動齒輪數(shù)量也可以少于或多于主動齒輪數(shù)量。從動齒輪固定于同一轉(zhuǎn)軸上，在轉(zhuǎn)軸上有增速機(jī)主動齒輪，用于帶動增速機(jī)上的從動齒輪。該實(shí)施例中風(fēng)車組所構(gòu)成的結(jié)構(gòu)被稱作塔式結(jié)構(gòu)。
上述實(shí)施例中只是給出了一個(gè)具體實(shí)施例。根據(jù)需要也可采用其它方式的設(shè)計(jì)方案。如所述葉軸2為一根或多根。當(dāng)為一根時(shí)，在該葉軸2上固定有多組風(fēng)葉組。為使風(fēng)葉組之間不會對它們各自對應(yīng)的從動齒輪造成干擾，為了減少各組風(fēng)葉組在各自接受風(fēng)流轉(zhuǎn)動過程中，相對之間存在速度差而需要帶動其它風(fēng)葉組旋轉(zhuǎn)，而造成能量損耗，可將風(fēng)葉組通過單向離合器裝于葉軸2上?；虿捎酶髯匀~軸2通過單向離合器與中心軸相配合的方案。而風(fēng)葉組直接固定于葉軸2上。
實(shí)施例四如圖7所示，風(fēng)葉組也可采用在水平面上擴(kuò)展的方式進(jìn)行，如圖7所示，依據(jù)風(fēng)流的分布情況，在同一水平面上分別設(shè)置有多組風(fēng)葉組，它們可以獨(dú)立工作，也可采用由多組風(fēng)葉組帶動同一從動軸轉(zhuǎn)動的工作方式，從動軸上有一個(gè)或多個(gè)從動齒輪，從動齒輪為單向離合器或與單向離合器相連，在從動齒輪的周圍嚙合有一個(gè)或多個(gè)主動齒輪，該主動齒輪受葉軸2驅(qū)動。
實(shí)施例五如圖5所示，一種定向風(fēng)力水平式多功能風(fēng)車，包括葉軸2、風(fēng)葉組、風(fēng)室、導(dǎo)風(fēng)通道5、風(fēng)口4、傳動軸17、增速機(jī)8、制動器18和發(fā)電機(jī)9，葉軸2套于軸芯上，軸芯傳動增速機(jī)，增速機(jī)供給發(fā)電機(jī)9發(fā)電，制動器18用于調(diào)節(jié)傳動軸17的轉(zhuǎn)動速度，制動器18為電制動器，如磁阻力器等。在葉軸2上連有四片風(fēng)葉1，該四片風(fēng)葉構(gòu)成風(fēng)葉組，當(dāng)然風(fēng)葉組也可以是由一個(gè)以上的風(fēng)葉組成。在風(fēng)葉1外圍有由兩個(gè)近似圓柱體側(cè)葉殼3圍成的風(fēng)室，在風(fēng)室的兩近似圓柱體相接處有兩個(gè)導(dǎo)風(fēng)通道5，該兩個(gè)導(dǎo)風(fēng)通道5的其中一通道壁與圓柱體相切，此時(shí)，導(dǎo)風(fēng)通道5正對風(fēng)葉1。導(dǎo)風(fēng)通道5的端部為風(fēng)口4。如圖19所示，還可包括風(fēng)口蓋4a，所述風(fēng)口蓋4a配置于風(fēng)口處，其作用是通過人手控制或遙控方式調(diào)整風(fēng)口蓋4a的朝向，從而控制進(jìn)入導(dǎo)風(fēng)通道5的風(fēng)流數(shù)量。為了安全或其它需要也可在風(fēng)葉1的兩側(cè)加裝側(cè)葉殼3，在側(cè)葉殼3上開有排氣孔6，即圍成帶排氣孔6的風(fēng)室。
實(shí)施例六如圖41和圖42所示，給出了另一種迎風(fēng)葉裝置實(shí)施例示意圖；所述的葉殼可以輕微轉(zhuǎn)動。如圖42所示，在葉殼的端部有轉(zhuǎn)動軸，其套于軸套上。當(dāng)風(fēng)流或水流沖擊葉殼時(shí)，葉殼可以相對轉(zhuǎn)動使風(fēng)口張大或變小。當(dāng)然它也可以采用手動式、搖控機(jī)械式擺動方式，控制風(fēng)口的大小。如圖43所示，所述的葉槽也可采此種可輕微轉(zhuǎn)動的形式。
如圖17至圖35d所示，給出各種不同的水平式多功能風(fēng)車的截面示意圖，風(fēng)車中風(fēng)葉和葉殼形狀和數(shù)量可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇和設(shè)計(jì)。如圖17a、圖18a和圖20b所示，根據(jù)需要，葉殼可以部分或全部與風(fēng)葉相連，也可以與風(fēng)葉完全分離。當(dāng)葉殼和風(fēng)葉完全分離的情況下，可以固定葉殼使風(fēng)葉在葉殼中單獨(dú)旋轉(zhuǎn)，其工作模式和實(shí)施例五相同均為風(fēng)葉單獨(dú)旋轉(zhuǎn)。如圖1、圖22和圖23所示，此時(shí)部分或全部葉殼與風(fēng)葉完全融為一體，它一方面起到構(gòu)成風(fēng)室的作用，另一方面起到迎接風(fēng)流，帶動風(fēng)葉和葉軸一起旋動。
如圖17b所示，為葉殼側(cè)壁放大圖。圖18b和如圖21c所示，為了增加葉殼表面的阻力，在葉殼表面分布有毛茸狀的葉槽19。
對于葉殼及風(fēng)室的形狀并沒有特殊要求，它的縱向和橫向剖面可以是基本呈圓形、橢圓形、方形、多邊形或不規(guī)則形狀。風(fēng)室是指為呈一定形狀，用于收集可產(chǎn)生單向旋轉(zhuǎn)力矩的風(fēng)流，由葉殼3圍成的結(jié)構(gòu)體。如圖8至圖16所示，給出了不同的風(fēng)室結(jié)構(gòu)。增加導(dǎo)風(fēng)通道5是為了引導(dǎo)風(fēng)流流入風(fēng)室腔中，且使流入風(fēng)流吹向風(fēng)葉1，當(dāng)導(dǎo)風(fēng)通道5正對風(fēng)葉1時(shí)，風(fēng)能的利用率高，風(fēng)車旋轉(zhuǎn)輸出能量大。詳細(xì)可參見實(shí)施例五。
如圖6所示，為水平式多功能風(fēng)車的工作原理，當(dāng)風(fēng)迎面吹向水平式多功能風(fēng)車時(shí)，風(fēng)流由風(fēng)口4進(jìn)入水平式多功能風(fēng)車的風(fēng)室腔中，吹向風(fēng)葉1。由于各呈輻射狀軸對稱分布于外圍上的風(fēng)口4的開口方向，在沿軸芯的直線分割成的兩側(cè)，其中一側(cè)面向風(fēng)流，在另一側(cè)背向風(fēng)流，因此可以使定向風(fēng)流從一側(cè)進(jìn)入近似圓柱體的風(fēng)室腔中的偏心一側(cè)，產(chǎn)生偏心力推動風(fēng)葉1轉(zhuǎn)動。風(fēng)在風(fēng)室中流動，再通過旋轉(zhuǎn)的離心力經(jīng)風(fēng)口4流出。風(fēng)室的其中一個(gè)作用是可以擋住迎面吹來的一側(cè)風(fēng)流，而將另一側(cè)風(fēng)流引導(dǎo)至風(fēng)室腔中。從而產(chǎn)生偏心力帶動風(fēng)葉1轉(zhuǎn)動。
由于本發(fā)明水平式多功能風(fēng)車的安裝及適應(yīng)性強(qiáng)，使它的應(yīng)用多樣化。其中具體實(shí)施如下實(shí)施例七如圖38a、圖38b和圖39、圖44和圖45所示，是本發(fā)明在不同情況下的應(yīng)用。水平式多功能風(fēng)車包括迎風(fēng)葉裝置、發(fā)電裝置和嵌入式應(yīng)用裝置，所述的迎風(fēng)葉裝置包括多片風(fēng)葉1的風(fēng)葉組和葉軸2；發(fā)電裝置包括傳動軸17、增速機(jī)8、制動器18和發(fā)電機(jī)9。以上迎風(fēng)葉裝置和發(fā)電裝置的工作原理詳細(xì)可見實(shí)施例一至實(shí)施例五。如圖45所示，當(dāng)發(fā)電裝置發(fā)電后經(jīng)電力輸出切換開關(guān)20判斷后切換方向。即當(dāng)電力輸出切換開關(guān)20判斷蓄電池10(它包括多組蓄電池)的電壓在某設(shè)定值以下時(shí)，即切換于蓄電池為其充電，當(dāng)蓄電池10的電壓在某設(shè)定值以上時(shí)，即切換至電力轉(zhuǎn)換器22，使發(fā)電電力與電網(wǎng)電源相匹配后輸入電網(wǎng)，同時(shí)當(dāng)應(yīng)用電器如路燈和廣告牌等要使用電力時(shí)，由電源切換開關(guān)23判斷后切換方向，即當(dāng)蓄電池10電壓在設(shè)定值以上即切換至蓄電池。如當(dāng)蓄電池10電壓在設(shè)定值以下即切換至電網(wǎng)。并通過變壓器24使應(yīng)用電器工作。
如圖38a、圖38b和圖39所示，即為嵌入式應(yīng)用裝置。由于它們對發(fā)電裝置的需求密切，所以把它門裝在風(fēng)車中，視它們?yōu)轱L(fēng)車的一部分。
上述蓄電池也可以從發(fā)電機(jī)中取出，進(jìn)行單獨(dú)供電或單獨(dú)從蓄電池取電。
對于水平式多功能風(fēng)車，也可直接由其帶動如水車或其它裝置轉(zhuǎn)動，直接將風(fēng)能轉(zhuǎn)化成其它能量。
如圖40a和圖40b所示，給出了一種移動式水平式風(fēng)力風(fēng)車作流動的發(fā)電機(jī)應(yīng)用示意圖。其包括實(shí)施例一、二、六和七已敘述的迎風(fēng)葉裝置和發(fā)電裝置之外還配備了伸縮臂25、固定架26、底座28和輪子27，所述葉軸2傳動發(fā)電裝置，輪子27裝于底座上，所述伸縮臂25和固定架26與底座相連。其作用是該水平式多功風(fēng)車按需要，可以經(jīng)其它運(yùn)輸工具運(yùn)載和拉動至所需要具有更大風(fēng)力的區(qū)域或一些臨時(shí)具有風(fēng)力的區(qū)域工作。在移動時(shí)可將風(fēng)車進(jìn)行折疊。減少運(yùn)輸空間。
本發(fā)明把傳統(tǒng)直立方式旋轉(zhuǎn)的風(fēng)葉1改成水平方式旋轉(zhuǎn)的風(fēng)葉1。運(yùn)用風(fēng)力定向?qū)胪苿佑L(fēng)葉1旋轉(zhuǎn)，利用旋轉(zhuǎn)的離心力使風(fēng)流流出，再運(yùn)用風(fēng)力定向?qū)脒M(jìn)入循環(huán)運(yùn)動的原理。而由風(fēng)力導(dǎo)入方式提出了風(fēng)室的概念。風(fēng)室腔是風(fēng)流流動的空間，風(fēng)室和風(fēng)葉組是各自分離的兩個(gè)物體，即稱作“分離式風(fēng)室”。為了適應(yīng)更靈活的風(fēng)力導(dǎo)入方式，我們提出了風(fēng)室與風(fēng)葉組相連的模式，這里稱之為“結(jié)合式風(fēng)室”。此時(shí)風(fēng)室可以隨風(fēng)葉1自由旋轉(zhuǎn)，接收不定向風(fēng)。葉殼3的軸對稱性使“風(fēng)室”更容易從四面八方導(dǎo)入風(fēng)力使其旋轉(zhuǎn)。以使適合不同環(huán)境的需要。按功能來說，分離式風(fēng)室模式即“定向風(fēng)力水平式多功能風(fēng)車”適合定向風(fēng)較多的環(huán)境。如包括車輛、火車或某些定向活動的物體。而“結(jié)合式風(fēng)室”即“多向風(fēng)力水平式多功能風(fēng)車”適合各種不規(guī)則風(fēng)向的環(huán)境，氣壓氣溫驟變的環(huán)境，例如屋頂或大廈間的峽谷效應(yīng)和隧道等地點(diǎn)，另外風(fēng)車組多個(gè)單元沿軸芯方向疊合的塔式結(jié)構(gòu)，大小任意并包括風(fēng)葉組的風(fēng)葉1數(shù)量不限，風(fēng)葉1多可使旋轉(zhuǎn)更流暢，風(fēng)葉1少而小可起到微風(fēng)也可起瀾的效應(yīng)。更為適合不同大小風(fēng)力的要求。由此可見水平式多功能風(fēng)車的優(yōu)勢很大程度上解決了傳統(tǒng)直立式風(fēng)車對環(huán)境的要求高，占地面積大，在城市成本效益低，占用大量的土地，不能密集放置的難題，所以水平式多功能風(fēng)車也適合在人口密集，成本效益要求高的城市中使用。另外利用水平式多功能風(fēng)車附帶的通風(fēng)和降溫的功能，兩者相輔相承，在發(fā)電的同時(shí)又可流通封閉的室內(nèi)空氣，垂直式的設(shè)計(jì)不會影響建筑立面上的美觀，在建筑物內(nèi)與外的溫差造成的空氣流動也能輔助風(fēng)葉1旋轉(zhuǎn)發(fā)電，因此將會使水平式多功能風(fēng)車和我們的日常生活結(jié)合的更緊密。
為了適應(yīng)不定向風(fēng)的環(huán)境，風(fēng)室上也可連有傳感器和轉(zhuǎn)動裝置，由傳感器感應(yīng)風(fēng)流的風(fēng)向，從而反饋控制信號控制風(fēng)室旋轉(zhuǎn)使風(fēng)口4正對風(fēng)流。提高風(fēng)流的利用率。
此種水平式多功能風(fēng)車可廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，其具體應(yīng)列舉如下如在房屋設(shè)施中，如圖8所示，由于室內(nèi)與室外存在溫差，風(fēng)流因溫差的影響會從室內(nèi)流內(nèi)室外或從室外流向室內(nèi)。此時(shí)可在房屋頂部安裝一部水平式多功能風(fēng)車，即利用風(fēng)力發(fā)電，以供家用。這樣既不會造成污染也可以充分利用能源。
再如如圖9所示，應(yīng)用于小汽車中，小汽車在行駛中，由于相對運(yùn)動，會產(chǎn)生氣壓差，而產(chǎn)生氣流，此時(shí)可在車的頂部或車頭部位開一風(fēng)口4，由車頭蓋圍成一風(fēng)室，而將風(fēng)葉組等置于風(fēng)室內(nèi)，這樣就可以利用行駛中的風(fēng)力進(jìn)行發(fā)電及為發(fā)動機(jī)散熱，或做它用。以達(dá)到充分利用能源的目的。
再如如圖10和圖11所示，在快艇上安裝定向風(fēng)力水平式多功能風(fēng)車裝置。用以利用高速行駛中的風(fēng)力。
再如如圖12和圖13所示，在輪船上安裝有二種模式包括定向風(fēng)力水平式多功能風(fēng)車組和多向風(fēng)力水平式多功能風(fēng)車組，這些水平式多功能風(fēng)車組可利用海風(fēng)和行進(jìn)中的風(fēng)流轉(zhuǎn)動，從而發(fā)電或它用。
再如如圖14所示，在飛機(jī)的表面安裝有定向風(fēng)力水平式多功能風(fēng)車。
再如如圖15所示，在火車上安裝定向風(fēng)力水平式多功能風(fēng)車組，即在在火車頂部安裝有導(dǎo)風(fēng)通道5，導(dǎo)風(fēng)通道5端部有開口，火車行進(jìn)過程中，風(fēng)流流入導(dǎo)風(fēng)通道5，進(jìn)入風(fēng)室，并帶動風(fēng)葉組旋轉(zhuǎn)。
如圖16所示，在地鐵通道的頂部或側(cè)壁同樣也可以安裝多向風(fēng)力水平式多功能風(fēng)車組。同時(shí)在地鐵列車的頂部裝有導(dǎo)風(fēng)通道5在列車內(nèi)安裝有定向風(fēng)力水平式多功能風(fēng)車組進(jìn)行發(fā)電。
上述主要描述了水平式多功能風(fēng)車在風(fēng)力發(fā)電中的應(yīng)用，同樣它也可以在水力發(fā)電中得到應(yīng)用。
如圖36和圖37所示，將水平式多功能風(fēng)車也可應(yīng)用于長期有水流速度的應(yīng)用范圍例如海岸的潮水或一些有高度落差水流湍急的江河，其工作原理和空中旋轉(zhuǎn)的方式有相似之處，由葉殼3形成的風(fēng)口4導(dǎo)入位于軸芯一側(cè)的水流進(jìn)入風(fēng)室腔內(nèi)使葉軸2旋轉(zhuǎn)。由于海岸江河的環(huán)境復(fù)雜、深淺不一，而這些惡劣的環(huán)境反而更適合水平式多功能風(fēng)車的應(yīng)用。如針對海岸的潮水特點(diǎn)，葉殼可采用沿葉軸方向扁而平的形狀。針對江河的特點(diǎn)可采用一些截面積大的形狀與之匹配。當(dāng)然也可用塔式的結(jié)構(gòu)(見實(shí)施例三)。其中葉軸可以是固定長度或是可伸縮性的，方法是采用大葉軸套于小葉軸上，當(dāng)調(diào)整到所需的長度用橫栓穿過鎖定的原理。這樣就可按需要調(diào)節(jié)葉殼伸入水中的深度，更有效的利用水力使其具有更大的適應(yīng)性。同時(shí)葉殼的軸對稱使潮漲水流從前方進(jìn)入風(fēng)室腔，使葉殼朝一側(cè)方向旋轉(zhuǎn)，潮退水流從后方進(jìn)入風(fēng)室腔使葉殼繼續(xù)朝同一側(cè)方向旋轉(zhuǎn)，從而大輻度減少水力動能的損耗。另外水平式多功能風(fēng)車陣列方式也最大限度地利用了水流的切面利用率(原理參風(fēng)實(shí)施例四)。
由此可見，以上的廣泛應(yīng)用將會改變?nèi)藗冮L久以來認(rèn)為風(fēng)力發(fā)電不能在生活中廣泛應(yīng)用的觀念。
權(quán)利要求
1.一種水平式多功能風(fēng)車，包括一片或多片風(fēng)葉(1)的風(fēng)葉組和葉軸(2)，其特征是所述的風(fēng)葉組為以水平方式旋轉(zhuǎn)的風(fēng)葉組。
2.如權(quán)利要求1所述的水平式多功能風(fēng)車，其特征是所述風(fēng)葉(1)的切面與葉軸(2)平行。
3.如權(quán)利要求1所述的水平式多功能風(fēng)車，其特征是還包括葉殼(3)，葉殼(3)或葉殼(3)與風(fēng)葉(1)圍成風(fēng)室，在所述風(fēng)室上有由葉殼(3)或葉殼(3)與風(fēng)葉(1)所圍成的風(fēng)口，風(fēng)室可收集可產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩的風(fēng)流。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的水平式多功能風(fēng)車，其特征是所述的風(fēng)口(4)呈軸對稱分布，所述風(fēng)口在沿旋轉(zhuǎn)軸心的直線被分割成兩側(cè)，其中一側(cè)面向定向風(fēng)流，另一側(cè)則背向定向風(fēng)流。
5.如權(quán)利要求3所述的水平式多功能風(fēng)車，其特征是所述的風(fēng)室還包括導(dǎo)風(fēng)通道(5)，導(dǎo)風(fēng)通道(5)與風(fēng)口(4)相連。
6.如權(quán)利要求5所述的水平式多功能風(fēng)車，其特征是所述的部分或全部葉殼(3)與風(fēng)葉(1)相連。
7.如權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的水平式多功能風(fēng)車，其特征是所述的風(fēng)葉組為多組，它們沿旋轉(zhuǎn)軸軸芯方向依次疊放。
8.如權(quán)利要求3所述的水平式多功能風(fēng)車，其特征是在所述的葉殼(3)上有排氣孔(6)。
9.如權(quán)利要求3所述的水平式多功能風(fēng)車，其特征是在所述的葉殼(3)表面有葉槽(19)。
10.如權(quán)利要求1、2或3所述的水平式多功能風(fēng)車，其特征是還包括發(fā)電裝置、蓄電池(10)、電力輸出切換開關(guān)(20)和電源切換開關(guān)(23)，所述葉軸(2)傳動發(fā)電裝置發(fā)電，發(fā)電裝置輸出端與電力輸出切換開關(guān)(20)相連，所述電力輸出切換開關(guān)(20)包括至少兩個(gè)輸出端，其中一個(gè)輸出端與蓄電池(10)相連，電源切換開關(guān)(23)一端用于與應(yīng)用電器相連，電源切換開關(guān)(23)包括至少兩個(gè)輸出端，其中一個(gè)切換輸出端與蓄電池(10)相連。
11.如權(quán)利要求1、2或3所述的水平式多功能風(fēng)車，其特征是還包括發(fā)電裝置、伸縮臂(25)、固定架(26)、底座(28)和輪子(27)，所述葉軸(2)傳動發(fā)電裝置，輪子(27)裝于底座上，所述伸縮臂(25)和固定架(26)與底座相連。
全文摘要
本發(fā)明公開一種水平式多功能風(fēng)車，包括一片或多片風(fēng)葉的風(fēng)葉組和葉軸，所述的風(fēng)葉組為以水平方式旋轉(zhuǎn)的風(fēng)葉組。由于水平式多功能風(fēng)車裝置安裝方便，而且根據(jù)需要可很容易的在水平方向和豎直方向上對風(fēng)葉組的數(shù)量進(jìn)行擴(kuò)展，因?yàn)樗Y(jié)構(gòu)簡單，安裝方便。所以此種水平式多功能風(fēng)車可廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。另外，由于風(fēng)葉采用軸對稱結(jié)構(gòu)，其不受風(fēng)向的限制，只要是有沿垂直于旋轉(zhuǎn)軸的方向上吹動的風(fēng)流或風(fēng)流分力都可以使風(fēng)葉轉(zhuǎn)動，從而發(fā)電或作它用。
文檔編號F03D3/00GK1560468SQ20041002189
公開日2005年1月5日 申請日期2004年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月17日
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