專(zhuān)利名稱(chēng)：智能大功率風(fēng)車(chē)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型智能大功率風(fēng)車(chē)，由3只或多只智能葉片組成的垂直軸型 風(fēng)車(chē)。實(shí)驗(yàn)證明智能大功率風(fēng)車(chē)將會(huì)極大提高現(xiàn)有風(fēng)車(chē)的效率，并可以 成倍地提高單臺(tái)風(fēng)車(chē)的總功率。智能大功率風(fēng)車(chē)將帶來(lái)一場(chǎng)風(fēng)動(dòng)力領(lǐng)域的 技術(shù)革命和進(jìn)步。
背景技術(shù)：
我國(guó)人口眾多，資源相對(duì)不足，許多重要資源人均占有量遠(yuǎn)低于世界 平均水平。我國(guó)石油資源最終可采儲(chǔ)量?jī)H為世界總量的3%左右，不可再生 資源儲(chǔ)量正在不斷減少，經(jīng)濟(jì)發(fā)展和資源、環(huán)境保護(hù)的矛盾日益突出，應(yīng) 對(duì)能源安全挑戰(zhàn)是我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略重點(diǎn)之一。在可再生資源中，風(fēng) 能儲(chǔ)量豐富。對(duì)風(fēng)能的開(kāi)發(fā)和利用十分重要，但是，如何提高風(fēng)能的利用 效率是擺在面前的重要課題。
目前使用的垂直軸型風(fēng)車(chē)，由于葉片在逆風(fēng)不做功時(shí)，無(wú)法減小葉片 逆風(fēng)驅(qū)動(dòng)阻力系數(shù)，因而風(fēng)車(chē)效率太低，未能得到廣泛的推廣使用。而智 能大功率風(fēng)車(chē)不僅成功地將不做功時(shí)葉片原截面面積縮小成線狀，極大減 小葉片逆風(fēng)驅(qū)動(dòng)阻力系數(shù)，成倍增加了風(fēng)車(chē)單組葉片做功的效率；同時(shí)， 智能大功率風(fēng)車(chē)能夠在風(fēng)車(chē)塔桿的垂直和水平方向，增加葉片或葉片轉(zhuǎn)組 組合，可以超大規(guī)模地提高單臺(tái)風(fēng)車(chē)的總功率。 發(fā)明內(nèi)容
3為了克服現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)的不足，本實(shí)用新型提供智能大功率風(fēng)車(chē)。
本實(shí)用新型智能大功率風(fēng)車(chē)，具有下述技術(shù)特征 智能大功率風(fēng)車(chē)是智能垂直軸型風(fēng)車(chē)，由3只或多只智能葉片組成， 風(fēng)車(chē)葉片底面是活動(dòng)的，底面上緣設(shè)置鉸鏈與葉片框架的下緣相連接；也 可以在活動(dòng)底面的1/2以上部分設(shè)置轉(zhuǎn)動(dòng)軸，活動(dòng)的底面可以單向向上翻 動(dòng)接近90度，它只允許氣流單向通過(guò)。
當(dāng)葉片迎風(fēng)做功時(shí)，底面會(huì)自動(dòng)緊貼邊緣底框架，使做功截面面積最大 化，實(shí)現(xiàn)最大出力；當(dāng)葉片逆風(fēng)不做功時(shí)，活動(dòng)的底面會(huì)在風(fēng)力的作用下 向上翻動(dòng)近90度，允許氣流通過(guò)葉片框架。因此，不做功時(shí)葉片原截面面 積縮小成線狀，極大減少了不做功時(shí)CT2阻力系數(shù)，從而成倍增加了風(fēng)車(chē)單 組葉片做功的效率。
在風(fēng)車(chē)塔桿的垂直和水平方向，增加葉片轉(zhuǎn)組進(jìn)行組合，可以超大規(guī) 模地提高了單臺(tái)風(fēng)車(chē)的總功率。
受力不均勻的影響，可以在垂直軸上設(shè)置一個(gè)或多個(gè)不同半徑的飛輪。
智能大功率風(fēng)車(chē)的風(fēng)車(chē)活動(dòng)葉片與框架接觸面，設(shè)置帶凹槽的減振橡 塑條，或者其它減振設(shè)施，降低噪音。
智能大功率風(fēng)車(chē)的葉片做功受力面，設(shè)計(jì)為粗糙的表面，以增加了葉 片做功的效率；背面設(shè)計(jì)為光滑的表面，以減少葉片不做功時(shí)的阻力。
智能大功率風(fēng)車(chē)會(huì)借助風(fēng)力自動(dòng)改變做功葉片受力面積。當(dāng)迎風(fēng)做功 時(shí)，葉片會(huì)自動(dòng)展開(kāi)到最大面積，實(shí)現(xiàn)最大出力；當(dāng)逆風(fēng)不做功時(shí)，葉片 會(huì)借助風(fēng)力自動(dòng)將原面積縮小成線狀，從而成倍增加了風(fēng)車(chē)單組葉片做功 的效率。同時(shí)，智能大功率風(fēng)車(chē)能夠在風(fēng)車(chē)塔桿的垂直和水平方向，增加葉片或葉片轉(zhuǎn)組組合，可以超大規(guī)模地提高單臺(tái)風(fēng)車(chē)的總功率。
才艮據(jù)"風(fēng)能利用^R術(shù)"郭新生著，《化學(xué)工業(yè)出版社》2007年5月出
版。對(duì)風(fēng)能利用技術(shù)做出下述明確表述 "理論上可用風(fēng)能
單位時(shí)間內(nèi)垂直流過(guò)截面F的空氣，擁有的做功的能力稱(chēng)為風(fēng)能的功 率(W):
W = 1/2pFv3
其中空氣密度為P、速度為v、截面積為F,
風(fēng)能EM/2pFtv3
表示在時(shí)間t內(nèi)流過(guò)截面F的風(fēng)能。
風(fēng)能功率的大小與風(fēng)速的立方成正比，也與流動(dòng)空氣的密度和垂直流 過(guò)面積成正比。"——23p
風(fēng)力機(jī)可以做成水平軸式的和垂直軸式的，葉片可采用升力型或阻力 葉型，——29p
在垂直軸風(fēng)機(jī)中，阻力差型風(fēng)機(jī) "若垂直軸風(fēng)力機(jī)的葉片在順風(fēng)與逆風(fēng)方向時(shí)形狀不同，則氣流在兩 方向上作用于葉片的阻力，就有懸殊差別，因而使風(fēng)車(chē)順利轉(zhuǎn)動(dòng)。
以風(fēng)杯式風(fēng)速表
設(shè)葉片中心在風(fēng)速中運(yùn)動(dòng)的線速度為u,風(fēng)作用于風(fēng)杯半球的凹面時(shí)， 順風(fēng)驅(qū)動(dòng)阻力為T(mén)=l/2pCT1F (v u"
逆風(fēng)驅(qū)動(dòng)阻力為T(mén)2 = l/2pCT2F (v+u)2
v為風(fēng)速、式中CT1、 CT2分別為杯形葉片順風(fēng)凹面，迎風(fēng)凸面的阻力系數(shù)半球風(fēng)杯Cn可達(dá)1. 33，而Cn的值僅為0. 34; 風(fēng)杯式風(fēng)力才幾的功率P P = l/2pF [CT1(v u)2 CT2 (v+u)2] u，，——86p
智能大功率風(fēng)車(chē)是智能垂直軸型風(fēng)車(chē)，會(huì)借助風(fēng)力自動(dòng)改變做功葉片受 力面積，當(dāng)迎風(fēng)做功時(shí)，葉片會(huì)自動(dòng)展開(kāi)到最大面積，實(shí)現(xiàn)最大出力；當(dāng) 逆風(fēng)不做功時(shí)，葉片會(huì)借助風(fēng)力自動(dòng)將原面積縮小成線狀，從而成倍增加 了風(fēng)車(chē)做功的效率。
顯然，智能大功率風(fēng)車(chē)的葉片逆風(fēng)驅(qū)動(dòng)阻力系數(shù)的Ct2的植會(huì)更小于 0.34;這里，i殳智能大功率風(fēng)車(chē)的葉片順風(fēng)凹面4故功時(shí)面積為F ,迎風(fēng)凸 面不做功時(shí)面積由于縮小成線條狀，為F的n分之一。 設(shè)迎風(fēng)凸面不做功時(shí)縮小后的面積為f,即nf = F, 按照風(fēng)杯式風(fēng)力機(jī)的功率P公式 P = l/2pF [CT1(v u)2 CT2 (v+u)2] u，， 將F、 f乘進(jìn)式中，可以將上式寫(xiě)為
P = l/2p[FCT1(v u)2 f CT2 (v+u)2] u，， 顯而易見(jiàn)由于f、 Ct2數(shù)倍縮小，使智能大功率風(fēng)車(chē)的功率有效P會(huì)成 倍增加，極大地提高了智能大功率風(fēng)車(chē)的單組葉片的輸出功率。
智能大功率風(fēng)車(chē)有下述技術(shù)特征和優(yōu)點(diǎn)
1)智能大功率風(fēng)車(chē)是智能垂直軸型風(fēng)車(chē)，它由3只或多只葉片組成一組， 工作時(shí)不需要對(duì)風(fēng)裝置，任何方向來(lái)風(fēng)都可以使它做功；傳動(dòng)設(shè)備可以 安裝在塔桿的下部，方便維護(hù)，降低造價(jià)。2) 智能大功率風(fēng)車(chē)的風(fēng)車(chē)葉片底面是活動(dòng)的，底面上緣設(shè)置鉸鏈與葉片框
架的下緣相連接；也可以在活動(dòng)底面的1/2以上部分設(shè)置轉(zhuǎn)動(dòng)軸，活動(dòng) 的底面可以單向向上翻動(dòng)4妾近90度，它只允許氣流單向通過(guò)。因此， 葉片的底面會(huì)借助風(fēng)力自動(dòng)改變做功受力截面面積。當(dāng)葉片迎風(fēng)做功 時(shí)，底面會(huì)自動(dòng)緊貼邊緣底框架，使做功截面面積最大化，實(shí)現(xiàn)最大出 力；當(dāng)葉片逆風(fēng)不做功時(shí)，活動(dòng)的底面會(huì)在風(fēng)力的作用下向上翻動(dòng)近 90度，允許氣流通過(guò)葉片框架。因此，不做功時(shí)葉片原截面面積縮小 成線狀，極大減少了不做功時(shí)Ct2阻力系數(shù)，從而成倍增加了風(fēng)車(chē)單組 葉片做功的效率。
3) 智能大功率風(fēng)車(chē)能夠進(jìn)行組合，在風(fēng)車(chē)塔桿的垂直和水平方向，增加葉 片轉(zhuǎn)組進(jìn)行組合，可以超大規(guī)模地提高了單臺(tái)風(fēng)車(chē)的總功率。
4) 智能大功率風(fēng)車(chē)為了克服葉片周期性變化所引起的氣動(dòng)載荷和垂直軸 受力不均勻的影響，可以在垂直軸上設(shè)置一個(gè)或多個(gè)不同半徑的飛輪。
5) 智能大功率風(fēng)車(chē)的風(fēng)車(chē)活動(dòng)葉片與框架接觸面，設(shè)置帶凹槽的減振橡塑 條，或者其它減振設(shè)施，降低噪音。
6) 智能大功率風(fēng)車(chē)的葉片做功受力面，設(shè)計(jì)為粗糙的表面，以增加了葉片 做功的效率；背面設(shè)計(jì)為光滑的表面，以減少葉片不做功時(shí)的阻力。
7) 智能大功率風(fēng)車(chē)轉(zhuǎn)動(dòng)梁、桿的設(shè)計(jì)，逆風(fēng)不做功的截面，設(shè)計(jì)為一個(gè)迎 風(fēng)銳角或半圓弧，以減少風(fēng)的阻力。
8) 智能大功率風(fēng)車(chē)的葉片的使用的材料要求強(qiáng)度高、重量輕、耐腐蝕、 噪音低，在長(zhǎng)時(shí)期的惡劣氣候條件下物理、化學(xué)性能穩(wěn)定；如聚合物、 鋁塑合金、涂層薄板，經(jīng)過(guò)處理的橡膠、竹、木、玻璃纖維等。9)由于智能大功率風(fēng)車(chē)是垂直軸型的風(fēng)車(chē)，它的傳動(dòng)比也非常適宜做為船 用動(dòng)力，水面任何方向來(lái)風(fēng)都可以帶動(dòng)螺旋槳做功，實(shí)現(xiàn)逆風(fēng)行舟。


圖1:為本實(shí)用新型智能大功率風(fēng)車(chē)的示意圖； 圖2:為本實(shí)用新型東西向葉片的前示意圖； 圖3:為本實(shí)用新型風(fēng)車(chē)葉片的A—A剖面示意圖； 圖4:為本實(shí)用新型風(fēng)車(chē)葉片的B—B剖面示意圖； 圖5:為本實(shí)用新型風(fēng)車(chē)葉片的C—C剖面示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1:
由圖1所示實(shí)用新型智能大功率風(fēng)車(chē)的單組葉片工作示意圖。將智能 大功率風(fēng)車(chē)的葉片凹面的底面1近似矩形，邊緣2高度要根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定， 活動(dòng)底面1上緣設(shè)置鉸鏈3,也可以在活動(dòng)底面1的1/2以上部分設(shè)置轉(zhuǎn) 動(dòng)軸，葉片凹面4的底面1是一塊可以單向向上翻動(dòng)接近90度的活動(dòng)面， 它只允許氣流單向通過(guò)。當(dāng)葉片順風(fēng)凹面4做功時(shí)，底面1會(huì)緊貼邊緣2 底框架做功；當(dāng)葉片旋轉(zhuǎn)到凸面5迎風(fēng)面不做功時(shí)，葉片凸面5的底面1 會(huì)在風(fēng)力作用下自動(dòng)上翻近90度，讓空氣從底截面通過(guò)，將葉片原截面面 積縮小成線狀，大大降低葉片底面1凸面5迎風(fēng)面不做功時(shí)CT2阻力系數(shù)。 當(dāng)葉片旋轉(zhuǎn)到垂直方向，即與氣流平行方向時(shí)，由于葉片底面1自身的重 量，在地心引力下，會(huì)落下來(lái)緊貼邊緣2底框架再次做功。受力不均勻的影響，在垂直軸上設(shè)置的飛輪6。
實(shí)施例2:
根據(jù)圖2所示的東西向葉片的前示意圖，將智能大功率風(fēng)車(chē)葉片凹面 的底面1近似矩形，邊緣2高度要根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定，活動(dòng)底面1上緣設(shè)置鉸 《連3,也可以在活動(dòng)底面1的1/2以上部分設(shè)置轉(zhuǎn)動(dòng)軸，葉片凹面4的底 面1是一塊可以單向向上翻動(dòng)接近90度的活動(dòng)面，它只允許氣流單向通過(guò)。 當(dāng)葉片順風(fēng)凹面4做功時(shí)，底面1會(huì)緊貼邊緣2底框架做功；當(dāng)葉片旋轉(zhuǎn) 到凸面5迎風(fēng)面不做功時(shí)，葉片凸面5的底面l會(huì)在風(fēng)力作用下自動(dòng)上翻 近90度，讓空氣從底截面通過(guò)，將葉片原截面面積縮小成線狀，大大降低
葉片底面1凸面5迎風(fēng)面不做功時(shí)CT2阻力系數(shù)。
實(shí)施例3:
由圖3的A—A剖面示意圖所示，智能大功率風(fēng)車(chē)葉片凹面的底面1 上緣與葉片框架邊緣2的下緣，設(shè)置鉸鏈3相連接；葉片凹面的底面1是 一塊可以單向向上翻動(dòng)接近90度的活動(dòng)面，它只允許氣流單向通過(guò)。當(dāng)葉 片順風(fēng)凹面做功時(shí)，底面1會(huì)緊貼邊緣2底框架做功。 實(shí)施例4:
由圖3所示，智能大功率風(fēng)車(chē)葉片凹面的底面l,可以是剛性材料或柔 性材料制成，如果是柔性材料需要設(shè)置剛性材料制成的緣，以便與葉片框 架邊緣2的底相閉合做功。 實(shí)施例5:
由圖3所示，智能大功率風(fēng)車(chē)葉片底面1凹面4做功受力面，設(shè)計(jì)為粗糙的表面，以增加了葉片做功的效率；背面凸面5設(shè)計(jì)為光滑的表面，以減
少葉片不做功時(shí)的阻力。
實(shí)施例6:
由圖4所示，智能大功率風(fēng)車(chē)的風(fēng)車(chē)葉片的B—B剖面示意圖，當(dāng)葉片旋 轉(zhuǎn)到凸面迎風(fēng)面不做功時(shí)，葉片底面1凸面5光滑的表面，在風(fēng)力作用下自 動(dòng)上翻近90度，讓空氣從葉片框架邊緣2的底截面通過(guò)；葉片底面1邊緣7 有減振處理設(shè)施，葉片框架邊緣2與活動(dòng)底面的接觸面也設(shè)置帶凹槽的減振 橡塑條8，或者其它減振設(shè)施，以降低噪音。風(fēng)車(chē)轉(zhuǎn)動(dòng)梁、桿、框架的設(shè)計(jì)， 迎風(fēng)做功受力面9為平面，逆風(fēng)不做功的截面IO,設(shè)計(jì)為一個(gè)迎風(fēng)銳角或半 圓弧，以減少風(fēng)的阻力。
實(shí)施例7:
由圖5所示，智能大功率風(fēng)車(chē)的風(fēng)車(chē)葉片的C一C剖面示意圖，智能大功 率風(fēng)車(chē)葉片逆風(fēng)不做功的邊緣截面ll,設(shè)計(jì)為一個(gè)迎風(fēng)銳角或半圓弧，以 減少風(fēng)的阻力。
權(quán)利要求1、智能大功率風(fēng)車(chē)，由3只或多只葉片組成，其特征在于風(fēng)車(chē)葉片底面是活動(dòng)的，風(fēng)車(chē)葉片底面上緣設(shè)置鉸鏈與葉片框架的下緣相連接；或在風(fēng)車(chē)葉片底面的1/2以上部分設(shè)置轉(zhuǎn)動(dòng)軸，風(fēng)車(chē)葉片底面單向向上翻動(dòng)接近90度，允許氣流單向通過(guò)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的智能大功率風(fēng)車(chē)，其特征在于風(fēng)車(chē)葉片底面與 框架邊緣接觸面，設(shè)置帶凹槽的減振橡塑條。
3、 所述根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能大功率風(fēng)車(chē)，其特征在于風(fēng)車(chē)葉 片底面做功受力面為粗糙的表面；背面為光滑的表面。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能大功率風(fēng)車(chē)，其特征在于在風(fēng)車(chē)塔桿 上it置連4妄一個(gè)或多個(gè)不同半徑的飛庫(kù)侖。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能大功率風(fēng)車(chē),其特征在于:風(fēng)車(chē)轉(zhuǎn)動(dòng)梁、 桿，逆風(fēng)不做功的截面，為一個(gè)迎風(fēng)銳角或半圓弧。
專(zhuān)利摘要智能大功率風(fēng)車(chē)，由3只或多只葉片組成，風(fēng)車(chē)葉片底面是活動(dòng)的，風(fēng)車(chē)葉片底面上緣設(shè)置鉸鏈與葉片框架的下緣相連接；或在風(fēng)車(chē)葉片底面的1/2以上部分設(shè)置轉(zhuǎn)動(dòng)軸，風(fēng)車(chē)葉片底面單向向上翻動(dòng)接近90度，允許氣流單向通過(guò)。風(fēng)車(chē)葉片底面與框架邊緣接觸面，設(shè)置帶凹槽的減振橡塑條。有下述優(yōu)點(diǎn)傳動(dòng)設(shè)備可以安裝在塔桿的下部，方便維護(hù)，降低造價(jià)。增加了風(fēng)車(chē)單組葉片做功的效率。由于智能大功率風(fēng)車(chē)是垂直軸型的風(fēng)車(chē)，它的傳動(dòng)比也非常適宜做為船用動(dòng)力，水面任何方向來(lái)風(fēng)都可以帶動(dòng)螺旋槳做功，實(shí)現(xiàn)逆風(fēng)行舟。
文檔編號(hào)F03D3/06GK201358882SQ20082013967
公開(kāi)日2009年12月9日 申請(qǐng)日期2008年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月30日
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