[发明专利]一种帆板式风能收集利用装置

说明书

本发明是一种帆板式风能收集利用装置，相比于桨叶式风动装置，风能利用率更高、安装维护更容易，能适应各个方向的来风，主要结构是：圆柱形立柱外套设可转动套筒，在可转动套筒上设置至少1对左右对称的横轴和横挡，横轴在上，横挡在下，其中，横轴穿过可转动套筒并可绕自身的轴线旋转，横挡与套筒固定成一体；在横轴的左右两端对称固定装设完全相同的方形帆板且使两帆板呈90°夹角，亦即当一翼帆板受风力竖直时，另一翼帆板水平；左右两翼帆板交替变换，始终保证顺风方向的一翼帆板竖直受风力作用最大化，逆风方向的一翼帆板水平受风力作用最小化。帆板还可以用光伏板制成，同时收集太阳能。

技术领域 本发明属于风能的收集利用装置，更具体地说，涉及到风力转动装置。

背景技术 人类很早就开始利用风能，最典型的是利用帆板捕风，接受风力推动进而驱动舟船行进。欧洲荷兰式的风车也是利用大面积的帆板制成的，用于提水灌溉。现代尤其是近二十年来，风力发电得到大规模开发，但现代风能的收集利用多采用桨叶式而不采用帆板式。如只考虑顺风方向作用，单位面积内帆板式比桨叶式的风能利用率高，但如荷兰式的风车在转动中，当一翼帆板是顺风时，另一翼帆板是必定是逆风，这就使得风能利用率大大降低，不如采用桨叶式捕风装置。如能设计出一种顺风时受力、逆风时较少受力或不受力的风车，且不需调节装置就能适应各个风向的帆板式风能收集利用装置，那么这种风能收集利用装置应该更具有市场前景。

发明内容 本发明的目的在于开发一种能适应各个方向的来风、风能利用效率更高、制造成本较低的风能收集利用装置，本发明的实现方式如下：

一种帆板式风能收集利用装置，如图1所示，由底座1、立柱2和捕风设施组成，所述的立柱1的上部为圆柱形，在其外套设可转动套筒3，在可转动套筒上设置至少1对左右对称的横轴4和横挡5，横轴4在上，横挡5在下，其中，横轴4穿过可转动套筒3并可绕自身的轴线旋转，横挡与套筒固定成一体；在横轴的左右两端对称固定装设完全相同的方形帆板6且使两帆板呈90°夹角，亦即当一翼帆板6顺风受风力推动竖直时，另一翼帆板6逆风但却变水平，几乎不受风力；帆板6的纵向尺寸应保证在竖直时能使其推动横挡5进而带动可转动套筒3绕立柱1旋转；在可转动套筒的下端装设圆盘或齿盘7以对外输出转动动能；方形帆板即为捕风设施，同时，方形帆板也可采用光伏发电板。

图2中，当一翼帆板顺风运动受风力竖直时，另一翼帆板也受到风力但却呈水平迅速将逆风作用力减至最低，竖直帆板推动横挡进而带动可转动套筒3旋转，当捕风设施水平转动180°时，两翼帆板的姿态互换，水平的变竖直，竖直的变水平，始终保证顺风运动的一翼竖直受最大风力作用、逆风运动的一翼水平风力作用减至最低，如此不断交替运行。

图3中，捕风设施为2组帆板，两组的横轴呈“十”字形，不仅提高了风能利用率，而且，不需任何调节装置就能适应各个方向的来风，保证套筒连续绕立柱旋转。

图4中，在套筒上装设2层4组帆板，在水平投影面上，4根横轴呈“米”形布置。

本发明的巧妙之处是：(1)在转动横轴上固定装设互呈90°夹角的两翼帆板，一翼顺风受力竖直，而另一翼却逆风水平，逆风阻力减至最低，风能利用率增高；(2)捕风设施可绕立柱水平转动，而不是在竖直面上转动，安装维护的难度大大降低，动能输出中间环节变得简单；(3)不需任何调节装置，就可接受各个方向的来风。

附图说明 附图1为只有一组帆板的风能收集利用装置结构示意图

附图2为帆板受到风力作用时的状态示意图

附图3为2组帆板的风能收集利用装置示意图

附图4为具有4组帆板的风能收集利用装置示意图

其中1底座 2立柱 3可转动套筒 4横轴 5横挡

6帆板 7圆盘或齿盘

具体实施方式 下面以附图3为例来具体说明本发明的实现形式：

这是一个准备放置在屋顶的小型风能收集利用装置，为室内照明储电装置发电；