本發(fā)明涉及風(fēng)能利用領(lǐng)域，具體地說，涉及一種流線型采風(fēng)裝置。

背景技術(shù)：

世界上將風(fēng)能轉(zhuǎn)化成旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能主要有兩種方式，分別是水平軸式和垂直軸式。水平軸式采用的是螺旋槳式葉片，面對風(fēng)向，在風(fēng)力作用下推動葉片轉(zhuǎn)動，這種方式的風(fēng)能利用率相對較高，但是該方式必須配備風(fēng)向舵，使得螺旋槳葉片正面迎對來風(fēng)，當(dāng)風(fēng)向不穩(wěn)定時，對風(fēng)能的采集效果影響較大。垂直軸式最典型的結(jié)構(gòu)型式是三杯式風(fēng)速儀，它是利用凹面迎風(fēng)所受推力與凸面迎風(fēng)所受阻力之差產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力，風(fēng)杯的形狀主要是半球形和圓錐形兩種。這種結(jié)構(gòu)型式不受風(fēng)向的限制，轉(zhuǎn)動比較穩(wěn)定，但存在驅(qū)動力小，整體風(fēng)阻大的問題，所以一般用于感應(yīng)風(fēng)速，未能用于動力輸出。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種流線型采風(fēng)裝置，其特征在于，包括：輪轂；支撐桿，M個支撐桿呈輻射狀均布在輪轂的外圓周上；風(fēng)斗，在每個支撐桿上從外向內(nèi)依次設(shè)置有N個風(fēng)斗，從而形成N個風(fēng)斗組，每個風(fēng)斗是在輪轂的圓周方向具有迎風(fēng)口的空心、流線型曲面結(jié)構(gòu)，流線型曲面從所述迎風(fēng)口逐漸收縮為封閉曲面，其中，M≥3，N≥1。

優(yōu)選地，所述流線型曲面由一組沿輪轂圓周向的流線型曲線族和一組沿輪轂徑向的流線型曲線族復(fù)合而成。

優(yōu)選地，支撐桿穿過迎風(fēng)口的曲面的將風(fēng)斗固定在支撐桿上。

優(yōu)選地，同一風(fēng)斗組的風(fēng)斗是設(shè)置在距離輪轂中心距離相等的位置上。

優(yōu)選地，每個風(fēng)斗的迎風(fēng)口上設(shè)置有防護(hù)網(wǎng)。

優(yōu)選地，在輪轂上還設(shè)置有制動裝置。

本發(fā)明提出一種流線型采風(fēng)裝置，以復(fù)合流線型風(fēng)斗取代風(fēng)杯，可減少各個方向風(fēng)力作用于風(fēng)斗背面的阻力，提高該裝置的驅(qū)動力，并降低整體風(fēng)阻，從而提高采風(fēng)效率。

附圖說明

通過結(jié)合下面附圖對其實(shí)施例進(jìn)行描述，本發(fā)明的上述特征和技術(shù)優(yōu)點(diǎn)將會變得更加清楚和容易理解。

圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施例涉及的流線型采風(fēng)裝置的立體示意圖一；

圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施例涉及的流線型采風(fēng)裝置的俯視圖；

圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施例涉及的風(fēng)斗的正視圖；

圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施例涉及的風(fēng)斗的后視圖；

圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施例涉及的風(fēng)斗的側(cè)視圖；

圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施例涉及的復(fù)合流線型采風(fēng)的立體示意圖二。

具體實(shí)施方式

下面將參考附圖來描述本發(fā)明所述的流線型采風(fēng)裝置的實(shí)施例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以認(rèn)識到，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以用各種不同的方式或其組合對所描述的實(shí)施例進(jìn)行修正。因此，附圖和描述在本質(zhì)上是說明性的，而不是用于限制權(quán)利要求的保護(hù)范圍。此外，在本說明書中，附圖未按比例畫出，并且相同的附圖標(biāo)記表示相同的部分。

圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施例涉及的流線型采風(fēng)裝置的立體示意圖一；圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施例涉及的流線型采風(fēng)裝置的俯視圖。如圖1、圖2所示，本發(fā)明提供一種流線型采風(fēng)裝置，該流線型采風(fēng)裝置由輪轂1和M個支撐桿2，以及在每個支撐桿上的N個風(fēng)斗3組成。具體地說，M個支撐桿2呈輻射狀均布在輪轂1的外圓周上，每個支撐桿2上從外向內(nèi)設(shè)置有N個風(fēng)斗3，從而沿徑向形成N組風(fēng)斗，同一風(fēng)斗組3風(fēng)斗設(shè)置在距離輪轂中心距離相等的位置上。其中，風(fēng)斗3為斗狀空心幾何體，也即是說，其外形類似于料斗。每個風(fēng)斗3為在圓周向具有迎風(fēng)口31的空心、流線型曲面結(jié)構(gòu)，流線型曲面從所述迎風(fēng)口逐漸收縮為封閉曲面，并且，所有風(fēng)斗的迎風(fēng)口31均朝向同一圓周方向。支撐桿2穿過迎風(fēng)口的一端，將風(fēng)斗固定在支撐桿上。其中，M≥3，N≥1。從圖2中可以看出，該采風(fēng)裝置在使用時將輪轂豎直地安裝在動力輸出軸上，風(fēng)能驅(qū)動輪轂即可帶動動力輸出軸轉(zhuǎn)動。以下的實(shí)施例僅以5個支撐桿為例進(jìn)行說明，但本實(shí)施例并不用于限制支撐桿的數(shù)量。

圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施例涉及的風(fēng)斗的正視圖。圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施例涉及的風(fēng)斗的后視圖。圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施例涉及的風(fēng)斗的側(cè)視圖。下面結(jié)合圖3至圖5描述風(fēng)斗的結(jié)構(gòu)。風(fēng)斗3的流線型曲面是從迎風(fēng)口的截面沿著預(yù)設(shè)的軌跡向尾部逐漸收縮形成的。除迎風(fēng)口外，曲面是封閉的。其收縮的軌跡可以是直線，也可以是曲線。具體地說，風(fēng)斗3由一組流線型曲線族4從迎風(fēng)口沿著預(yù)設(shè)軌跡延伸并收縮，例如沿輪轂圓周向延伸并收縮，并且，一組沿輪轂徑向分布的流線型曲線族5和流線型曲線族4復(fù)合成流線型曲面，使得風(fēng)斗的整個表面呈流線型，其表面平滑，基本不會有湍流，能夠減小風(fēng)阻。當(dāng)然以上僅是舉例說明兩個流線型曲線族復(fù)合成風(fēng)斗的方式，流線型曲線族4當(dāng)然可以不沿輪轂圓周方向，流線型曲線族5當(dāng)然也可以不沿輪轂徑向。

圖1和圖2中的流線型采風(fēng)裝置由輪轂1和5個支撐桿2，以及5個風(fēng)斗3組成，5個支撐桿2呈輻射狀均布在輪轂1的外側(cè)，每個支撐桿2的外端設(shè)置1個風(fēng)斗3，所有風(fēng)斗3沿圓周方向順序排布。當(dāng)風(fēng)從任一方向吹來時，正面迎風(fēng)的風(fēng)斗所受推力大于背面迎風(fēng)的風(fēng)斗所受阻力，從而驅(qū)動輪轂旋轉(zhuǎn)。例如，當(dāng)風(fēng)沿圖2中箭頭方向吹來時，風(fēng)斗3的迎風(fēng)口基本對著來風(fēng)，而風(fēng)斗6的迎風(fēng)口背對來風(fēng)方向，而且由于風(fēng)斗的流線型設(shè)計(jì)，使得風(fēng)對風(fēng)斗3的推力大于風(fēng)對風(fēng)斗6的推力，從而使得采風(fēng)裝置能夠順時針旋轉(zhuǎn)，在風(fēng)力的不斷推動下，風(fēng)斗即可不斷旋轉(zhuǎn)，并將能量由動力輸出軸傳輸?shù)酵獠康睦绨l(fā)電裝置上。

本實(shí)施例的流線型采風(fēng)裝置采用多個流線型風(fēng)斗驅(qū)動輪轂轉(zhuǎn)動，該結(jié)構(gòu)有效降低了采風(fēng)裝置的背面阻力和側(cè)面阻力，所以增加了驅(qū)動力，降低了整體風(fēng)阻，從而提高了采風(fēng)效率。

此外，圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施例涉及的流線型采風(fēng)裝置的立體示意圖二。從圖6中可以看出，該采風(fēng)裝置的結(jié)構(gòu)和以上所述基本相同，其區(qū)別僅在于，每個支撐桿2從外向內(nèi)設(shè)置有2個風(fēng)斗，即風(fēng)斗3和風(fēng)斗7，所有風(fēng)斗沿圓周方向順序排布。并且，所有風(fēng)斗3距離輪轂中心的距離相同，所有風(fēng)斗7距離輪轂中心的距離也都相同。該結(jié)構(gòu)充分利用空間，在每個支撐桿上增加了一個風(fēng)斗，可捕獲更多風(fēng)能，進(jìn)一步提高采風(fēng)效率。當(dāng)然，根據(jù)該采風(fēng)裝置的大小，還可以再增加風(fēng)斗，例如，根據(jù)支撐桿的長度，可以再增加風(fēng)斗，只要能夠達(dá)到合理匹配風(fēng)能驅(qū)動和動力輸出之間的關(guān)系即可。

此外，支撐桿的方向可以是沿輪轂軸向傾斜的，例如，可以沿輪轂軸線方向相對的設(shè)置兩組支撐桿，即一組沿軸線的一個方向傾斜，另一組沿軸向的相反方向傾斜，并分別在每個支撐桿上安裝風(fēng)斗。

此外，在輪轂上還設(shè)置有制動裝置，制動裝置和動力輸出軸上的轉(zhuǎn)速傳感器具有電路連接。當(dāng)風(fēng)力過大，使得動力輸出軸的轉(zhuǎn)速超出安全極限時，制動裝置能夠?qū)⑤嗇炛苿印?/p>

此外，在風(fēng)斗的迎風(fēng)口上設(shè)置有防護(hù)網(wǎng)，能夠防止大塊的物體或飛鳥等進(jìn)入風(fēng)斗內(nèi)。

本發(fā)明的流線型采風(fēng)裝置具有以下有益效果：

1、采風(fēng)不受風(fēng)向變化的影響，輸出轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。

2、由于流體在流線型物體表面主要表現(xiàn)為層流，沒有或很少有湍流，這保證了物體受到較小的阻力。所以，在同樣迎風(fēng)面積的條件下，增加了正面迎風(fēng)推力與背面迎風(fēng)阻力的差值，從而提高了采風(fēng)效率，并增加了采風(fēng)裝置的驅(qū)動力。

3、由本發(fā)明采用的復(fù)合流線型曲面，各方向迎風(fēng)均為流線型，所以也減少了側(cè)面迎風(fēng)的阻力，從而減少了整體風(fēng)阻。

4、由于該采風(fēng)裝置的整體風(fēng)阻小，因此在適量增大迎風(fēng)面積的情況下，不會增大風(fēng)阻，從而提高采風(fēng)量。所以該采風(fēng)裝置可以提供較大的驅(qū)動力，直接驅(qū)動其設(shè)備運(yùn)行。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。