专利名称：组装型风车的制作方法
技术领域：
本发明涉及一萨沃纳(Savonius)型风车，具体来说，涉及一基于萨沃纳型风车原理并易于组装和拆卸的组装型风车。
背景技术：
作为一种类型的风车，萨沃纳型风车是公知的。为了解释萨沃纳型风车的原理，
图1A是一立体图，示出传统的萨沃纳型风车的结构。图1B是示出图1A中所示萨沃纳型风车500中空气的流动图。
如图1A所示，萨沃纳型风车500具有一围绕一预定的转动轴线转动的驱动轴3p，以及接受风并与驱动轴3p一起转动的多个受风部分5p。在图1A中，两个受风部分5p通过一连接构件8p连接到驱动轴3p。
各受风部分5p显示一半圆柱状态并设置在连接构件8p内，以使其弧形内圆表面包围驱动轴3p的周缘。该内圆表面变成一接受风的受风表面5p_a，此时，两个受风部分5p设置成它们的受风表面5p_a彼此面对并局部地重叠。
应指出的是，图1A中标号9所代表的构件是用来确保受风部分5p强度的加固材料。
当风作用在如图1A所示的风车500上时，如图1B所示，作用在一受风部分5p的受风表面5p_a的风压引起的力(这将被称之为“风压”)将定义为a，而作用在与另一受风部分5p的受风表面5p_a相对侧上表面的风压将定义为b。风压可考虑分为两个风压，即，风压b1和风压b2。
假定风压a和风压b具有相同的数量，且a+b1＞b，风压a和风压b1起作转动风车500的力，因此，风车500沿箭头RD所示的方向转动。
此外，作用在一个受风部分5p的受风表面5p_a的风沿着弧形的受风表面5p_a集中作用在驱动轴3p侧，并作用在另一受风部分5p的受风表面5p_a。由此，如图1B所示地形成风压。该风压c起作一抵消风压b的一部分的力并转动风车500。因此，最后形成a+b1+c＞b。通过该风压c产生风车500的转动功效。这就是萨沃纳型风车的原理。
使用上述原理的一种类型的萨沃纳型风车揭示在日本未审专利公开No.58-162776-A。揭示在日本未审专利公开No.58-162776-A中的萨沃纳型风车是这样一萨沃纳型风车，其在各受风部分的顶和底侧上提供一天花板和一地板，这样，受风部分的高度从围绕转动轴线的径向方向的两端到中心逐渐变小，且间距从接受风的开口到内部逐渐地变窄。
根据日本未审专利公开No.58-162776-A中揭示的萨沃纳型风车，受风部分的过度的受风面可删除，因此，受风部分的背压减小，且风车的重量也减小。其结果，风车的转动效率上升。应该指出的是，风车的转动效率直接关系到发电效率和通过转换风车转动所获得的马达功率。
然而，在传统的风车中，包括日本未审专利公开No.58-162776-A中所揭示的萨沃纳型风车，主要考虑的是提高发电效率。在生产、组装等中搬运操作的便利性以及携带性几乎从未考虑过。
一萨沃纳型风车具有这样的优点几乎没有噪音和起动转动所需要的风速相对较小。此外，在通过风车发电过程中，几乎没有诸如产生CO2那样对环境的影响。为了促进利用具有如此优点的萨沃纳型风车，要求提高萨沃纳型风车的操作性和便携性。
如果能够提高萨沃纳型风车的操作性和便携性，并能在有风存在的各种地方容易地使用萨沃纳型风车，则即使从个别萨沃纳型风车获得的能量很小，但结果也可获得较大量的能量。
发明内容
本发明的一个目的是提供一使用萨沃纳型风车原理的组装型风车，其中，操作性变得容易且便携性提高。
根据本发明的组装型风车是这样一组装型风车，其具有一围绕转动轴线转动的转动构件和一连接到转动构件的受风装置，其装备有多个受风部分，并将在受风部分处接受的风导向到其它受风部分，并能够减小受风装置的尺寸。
在本发明中，风作用在连接到转动构件的受风装置的多个受风部分中的某一受风部分的受风表面。通过风作用在受风表面，在受风装置处产生一围绕转动构件的转矩。
作用在各受风部分的受风表面的风，沿着受风表面流动，并导向到另一受风部分的受风表面。导向和作用在另一受风部分的受风表面的风进一步产生一转矩。
在本发明中，具有上述结构的受风装置可合适地减小尺寸，受风部分和受风表面变得更小。
附图的简要说明图1A是一立体图，示出传统的萨沃纳型风车的结构，用来解释萨沃纳型风车的原理；而图1B是示出图1A中所示萨沃纳型风车中风的流动图。
图2A是示出根据第一实施例的组装型风车示意结构的垂直截面图，图2B是一平面图，而图2C是一垂直的截面图，以放大的方式示出图2A中所示的组装型风车的一受风部分。
图3A是以图2C相同方式的受风部分的垂直截面图，图3B是处于一组装状态的受风部分的立体图，而图3C是一立体图，示出受风部分拆卸的状态。
图4A是示出根据第二实施例的多个受风部分连接的平面图，而图4B是一受风部分的垂直截面图。
图5A是示出根据第三实施例的组装型风车示意结构的垂直截面图，图5B是一平面图，而图5C是一示意图，示出图5A中所示的组装型风车的一受风部分的结构。
图6A是一垂直截面图，示出根据第四实施例的尺寸缩小的一转子的状态，图6B是一垂直截面图，示出图6A所示转子尺寸放大的状态，而图6C是一从图6B中的截面I-I观看的截面图。
图7A是一垂直截面图，示出根据第四实施例改型的尺寸缩小的转子的状态，图7B是一垂直截面图，示出图7A所示转子尺寸放大的状态，而图7C是一从图7B中的截面II-II观看的截面图。
图8A是示出根据第五实施例的转子的一实施例的垂直截面图，图8B是示出根据第五实施例的转子的一改型的垂直截面图，而图8C是一从图8B中的截面III-III观看的截面图。
图9是示出根据第六实施例的一组装型风车结构的垂直截面图。
具体实施例方式
现将参照附图来解释本发明的实施例。
(第一实施例)图2A至图2C是示出使用萨沃纳型风车原理的根据本发明的组装型风车的第一实施例的视图。图2A是示出根据第一实施例的组装型风车示意结构的垂直截面图，图2B是一平面图，而图2C是一垂直的截面图，以放大的方式示出图2A中所示的组装型风车的一受风部分。
一根据第一实施例的风车1具有本发明的一受风装置，其包括一转子7、一驱动轴3、一支承柱14，以及一发电机18。
转子7还具有多个受风部分5和一连接构件8。
驱动轴3形成为一柱形。
此外，支承柱14是一中空结构，在其内圆周侧能容纳驱动轴3。
本实施例中的驱动轴3和支承柱14是一能延伸和收缩的伸缩结构。
在其内圆周侧上容纳驱动轴3的支承柱14连接到发电机18。
本实施例中的发电机18还起作一底座，用来支承驱动轴3和支承柱14。
容纳驱动轴3的支承柱14可拆卸地连接到发电机18并垂直地设置在垂直方向上。
此时，支承柱14相对于发电机18固定。另一方面，驱动轴3相对于支承柱14内的发电机18可自由地转动。
在图2A中，驱动轴3画成支承柱14内的一虚线。
可转动地连接到发电机18的驱动轴3相对于发电机18成为一输入轴。
利用驱动轴3的转动力，发电机18发出电力。
尽管未予示出，但一加速器也可设置在驱动轴3和发电机18之间。加速器使用驱动轴3作为输入轴并利用驱动轴3的转动力，以便提高连接到发电机18的输出轴的转速。
此外，还可使用组合一曲轴机构和齿轮的转换机构来代替发电机18，可将输出轴3的转动力转换为电力之外的动力。
驱动轴3的一部分从与连接到支承柱14的发电机18的一端相对侧上的一端伸出。转子7连接到驱动轴3的该伸出部分。转子7和驱动轴3一体地转动。
转子7通过连接构件8连接到驱动轴3。在本实施例中，连接构件8由如图2B所示的一个三角形板制成。三角形板形状的连接构件8使其平表面垂直于驱动轴3而附连到驱动轴3。
应该指出的是，本发明中转动构件的一实施例对应于一体转动的驱动轴3和连接构件8。
通过接受风来转动连接构件8的受风部分5连接到连接构件8。
如图2A和2B所示，在第一实施例中，多个彼此独立的受风部分5彼此连接以接受风。
受风部分5具有一受风织物6和框架17_1至17_5。
受风织物6是用来接受风的织物。作为受风织物6可利用诸如帆布或涂敷特氟纶(Teflon)的帆布。此外，也可合适地使用涂漆的厚纸、油纸、尼龙片、乙烯基树脂片，或其它塑料片或其它薄膜状材料来代替一织物。应指出的是，涂漆厚纸是在厚纸的表面上涂敷漆后获得的。
织物、纸和塑料片，或其它上述材料可以折叠起来。
框架17_1至17_5用来将受风织物6形成为一规定的形状。
作为框架17_1至17_5，可利用竹子或诸如铝或SUS的金属。
框架17_1至17_5也可形成为管状。
受风织物6没有足以支承其自重的强度，因此，最好给框架17_1至17_5以大的强度，以使织物也可抵挡一定程度的风速。受风织物6相当轻，因此，框架17_1至17_5可具有一定程度的重量。
如图2B和2C所示，框架17_1至17_2组装成交叉形状。框架17_3附连到17_1，以使其从框架17_1和17_2的交点的位置垂直于框架17_1和17_2。
然后，框架17_4和17_5连接到框架17_1和17_3，以使相对侧上的端部连接到已附连到框架17_1的框架17_3的端部和框架17_1的两端。
应指出的是，在这些框架17_1至17_5中，至少框架17_2能从框架17_1拆卸通过伸展受风织物6，以便连接在如上所述组装的框架17_1至17_5的框架17_3侧上的框架17_1和17_2的端部，这样，完成如图2A至图2C所示的叶片形的受风部分5。
为了在框架17_1至17_5上延伸受风织物6，例如，配装在这些端部上的帽可附连到对应于框架17_1和17_2的两端的受风织物6的位置。
应指出的是，如图2C所示的框架17_1和17_2的长度L和H，例如，可以是L＝约1.2m和H＝约0.7m。
如上所述的叶片形受风部分5形成一种设置有袋状的形状，由于框架17_3的存在使袋可更有效地接受风。该袋的内表面部分成为接受风的受风表面5a。
框架17_3的长度设定为合适的长度，以形成一定程度的袋而可有效地接受风，且受风织物6不会变得松弛。
由于框架17_1和17_2组装成交叉的形状，所以具有不同尺寸的一第一区域5a_A和一第二区域5a_B将形成在如图2C所示的受风表面5a上。
第一区域5a_A的面积小于第二区域5a_B的面积。
多个各具有如上所述结构的受风部分5可连接到连接构件8，这样，受风表面5a相对于转动方向在同一侧上均匀，以使风车根据萨沃纳型风车原理进行转动。此时，多个受风部分5布置成将在受风表面5a处接受的风导向到另一受风部分5的受风表面5a。
受风部分5的数量设定为两个，或三个或三个以上的奇数，以便有效地利用由受风部分5产生的风的流动力，其将在下文中解释。
在本实施例中，三个受风部分5连接到三角形连接构件8的对应边。此时，受风表面5a的第一区域5a_A位于驱动轴3侧上，而第二区域5a_B位于远离驱动轴3的方向。
为此原因，在框架17_1中，紧固件19a和19b设置在受风表面5a的第一区域5a_A侧上的前端和一中间部分内。紧固件19a和紧固件19b之间的距离设定为与三角形连接构件8的一侧的长度几乎同样的程度。
三个受风部分5的紧固件19a位于连接构件8的顶点。通过附连到位于连接构件8的顶点处的其它受风部分5的紧固件19b，紧固件19a予以固定。通过以上做法，连接构件8被三个受风部分5夹在中间，以使三个受风部分5和一体的连接构件8变成一体地连接。
各个框架17_1的紧固件19a侧上的部分变成用来连接到另一框架17_1和转动构件10的一连接部分。
当转子7如上所述地进行组装时，第一区域5a_A将位于与转动构件10连接的连接部分侧上，而一第二区域5a_B将位于远离连接部分的方向上。
此外，由各受风部分5的框架17_3形成的袋部分的深度朝向连接部分侧逐渐地变浅。
假定沿箭头WD所示方向的风WA作用在如图2B所示的转子7上。受风表面5a布置成包围驱动轴3，因此，作用在转子7的各受风部分5的受风表面5a上的风被导向而沿受风表面5a朝向驱动轴3侧流动。
此时，受风表面5a的面积朝向连接部分侧逐渐地变小，受风部分5的袋部分的深度朝向连接部分侧逐渐地变浅，因此，通过受风部分5，风导向到连接部分侧上的驱动轴3侧。其结果，可有效地使风朝向驱动轴3移动，风的流速朝向驱动轴3侧提高。
通过受风表面5a导向风速提高的风变为如图2B所示的风WC，并朝向另一受风部分5的受风表面5a流动。
如在图1A和1B解释中的萨沃纳型风车的原理所解释的，作用在某一受风表面5a的风WA的风压，以及当风被导向到另一受风表面5a并作用在受风表面5a上时风WC产生的风压，它们两者之和变得大于转子7转动时成为阻力的风WB的风压b，因此，转子7沿箭头RD所示方向转动。
通过转子7的转动使驱动轴3转动。
发电机18利用驱动轴3的转动发电。
接下来，将解释拆卸组装型风车1的程序。
首先，支承柱14连同驱动轴3一起收缩。
然后，从对应的紧固件19b中拆卸各受风表面5a的紧固件19a，各受风部分5从连接构件8中拆开，由此，可拆卸转子7。
此外，从发电机18中拆卸驱动轴3和支承柱14。
通过以上做法，组装型风车1可拆卸发电机18、驱动轴3和支承柱14，连接构件8是与它们相连接，以及各自独立的受风部分5连接构件8和驱动轴3可给出可进一步拆卸的结构。
下面将进一步解释各受风部分5的拆卸程序。
图3A至图3C是用来解释一受风部分5拆卸程序的视图。图3A是以图2C相同方式的受风部分5的垂直截面图，图3B是处于组装状态的受风部分5的立体图，而图3C是一立体图，示出受风部分5拆卸的状态。
为了便于解释，如图3A和3B所示，受风表面5a分为四个受风表面，即，5a_1、5a_2、5a_3和5a_4。
为了拆卸受风部分5，首先，拆卸框架17_2两端处的帽，从框架17_2中移去受风织物6。
然后，从框架17_1中拆卸框架17_2。
在框架17_2从中拆卸的受风部分5中，如图3B的箭头K所示，通过重叠受风表面5a_1和受风表面5a_2，以及重叠受风表面5a_3和受风表面5a_4，使受风织物折叠起来，导致如图3C所示的状态。
图3C示出一种状态，其中，移出框架17_2的受风部分5，沿着通过连接部分侧上的紧固件19a、第一区域5a_A和第二区域5a_B的框架17_1折叠起来。
如上所述，可将移出框架17_2的受风部分5减小成一薄而长的形状以便携带。
还可进一步折叠受风织物6，因此，也可将移出框架17_2的受风部分5进一步减小成较小的尺寸。
根据本实施例，具有转子7、驱动轴3、支承柱14以及发电机18的组装型风车1可容易地组装和拆卸。还给出一种结构，其能进一步组装和拆卸转子7的受风部分5。由于使用一种可容易地组装和拆卸的结构，所以，可容易地操作组装型风车1并提高其操作性。
此外，在组装型风车1中，具有一大体积的受风部分5可以拆卸和减小尺寸，于是，提高其便携性。其结果，在各种场所使用组装型风车1变得很容易，且可扩展使用范围。例如，可携带组装型风车1到宿营地或无人居住的小岛以便使用。
由于组装和拆卸容易，所以，当组装型风车1损坏时，可容易地更换和修理零件，这样，可改进其维护和保养。
由于受风部分5可更换，所以受风部分5所需要的强度水平可降低。其结果，可抑制包括受风部分5在内的组装型风车1制造成本的提高，而风车则可便宜地提供。用于受风部分5的受风织物6、纸、塑料片以及其它材料相当便宜，因此，组装型风车1的成本变得较小。
通过成本的降低，进一步促进组装型风车1的利用。
此外，使用织物、纸或塑料片的受风部分5比传统风车的受风部分轻，因此，转动转子7的风可远比传统风车小得多，与传统情形相比，转动效率提高，并提高组装型风车1的发电效率。
此外，在本实施例中，各受风部分5的受风表面5a的形状做成位于与附连紧固件19a的驱动轴3连接的连接侧上的第一区域5a_A的面积小于远离驱动轴3的第二区域5a_B的面积。为此原因，作用在受风表面5a上的风WA变成朝向另一受风表面5a大量移动的风WC，且提高风WC的风速。其结果，风WC的风压c变大，转子7变得较容易转动，并提高转子7的转动效率。
各受风表面5a形成为一可容易地接受风的袋形状，因此，如图2A所示，沿相对于驱动轴3倾斜方向捕捉风WW变得容易，可用于转子7转动的风力可提高。其结果，相对于传统的情形，进一步提高转子7的转动效率。
(第二实施例)本发明不局限于上述第一实施例的受风部分5。组装型风车可使用其它受风部分进行构造。下面，作为一第二实施例，将解释这样的一实例。
应指出的是，根据本发明的第二实施例的组装型风车使用受风部分60以代替第一实施例的受风部分5。除这一点之外，根据第二实施例的组装型风车与第一实施例的组装型风车1相同，因此，相同的部件用相同的标号表示，省略对其详细的描述。
图4A和4B是示出使用根据第二实施例的受风部分60的转子构造的视图。图4A是示出多个受风部分的连接结构的平面图，而图4B是一受风部分60的垂直截面图。
应指出的是，在图4A和4B中省略紧固件19a和19b的图示。
作为各受风部分60，根据第二实施例的转子70具有一折叠的叶片，其具有如图4B所示的位于受风部分60a内的凹凸形状60a_d。
三个受风部分60相对于连接构件8以与第一实施例相同的方式进行安装和连接，这样，作用在某一受风部分60的受风表面60a上的风WA变为风WC，并朝向另一受风部分60的受风表面60a流动。
各受风部分60具有与已知风扇相同的结构。例如，受风部分60可以这样构成在使用诸如竹子之类的材料或诸如铝或SUS的金属制成的撑杆上，以与第一实施例相同的方式，伸展诸如帆布或涂敷特氟纶的帆布织物、涂漆的厚纸、油纸、各种类型的塑料片，或其它薄膜形状的材料。
各具有与风扇相同结构的受风部分60具有由连接部分Ct形成的风扇的枢转部分。
凹凸形状60a_d形成带形凹凸形状，其包括从连接部分Ct沿径向延伸的带形槽60a_g。
各受风部分60可通过散开或折叠如上所述的凹凸形状60a_d而在一定范围内自由地延伸或收缩。
为了避免凹凸形状60a_d无意的运动，在受风部分60内较佳地设置一未示出的支承受风表面60a的支承构件。
如图4A所示，受风部分60通过提供连接构件8侧上的连接部分Ct而连接到连接构件8上。
此时，受风部分60和受风表面60a可以折叠的状态连接在另一受风部分60的连接部分Ct处。例如，如图4A所示，在连接部分Ct定位的部位处，受风表面60a在一参考平面内弯曲一角度1，以便包围连接构件8。
受风表面60a的角度θ1设定在0°θ145°的范围内，以便有效地将接受的风导向到另一受风表面60a。
为了便于将风导向到连接部分Ct侧，较佳地，受风部分60的面积随着受风部分60从远离连接部分Ct的区域接近到靠近连接部分Ct的区域而逐渐地变小。为此原因，如图4B所示的由受风表面60a形成的弧的角度θ2设定在20°≤θ2≤180°的范围内。
在本实施例中，在受风表面60a处接受的风WA被槽60a_g捕捉并导向到连接构件8侧。
此时，槽60a_g的截面面积朝向连接构件8侧变小，因此，风的流速朝向连接构件8侧提高。因此，以与第一实施例的情形相同的方式，作用在另一叶片60的受风表面60a上的风WC的风压增加。
风的流动如上所述的本实施例的组装型风车的操作，与第一实施例的风车1的操作相同，因此，详细的描述将略去。
如上所述，根据第二实施例，组装型风车可通过使用具有与风扇相同结构的受风部分60来构造。
还有，在根据第二实施例的组装型风车中，可获得与根据第一实施例的组装型风车1相同的功效。
此外，根据第二实施例的各受风部分60可接受处于以下状态中的风，其中，受风表面60a的尺寸减小。为此原因，当风太强时，受风部分的尺寸可减小以防止过载和组装型风车损坏。
(第三实施例)下面，作为本发明的第三实施例，将解释一具有使用伞为受风部分的组装型风车。
图5A至5C是示出根据本发明的使用萨沃纳型风车原理的组装型风车的第三实施例的视图。图5A是示出根据第三实施例的组装型风车示意结构的垂直截面图，图5B是一平面图，而图5C是一示意图，示出图5A中所示的组装型风车的一受风部分的结构。
一根据第三实施例的组装型风车100具有一使用受风部分61的转子71，其使用伞代替第一实施例的受风部分5。除此点之外，根据第三实施例的组装型风车100与根据第一实施例的组装型风车1相同，因此，相同的部件指定相同的标号，且省略对其的详细描述。应指出的是，在图5B中，驱动轴3和紧固件19a和19b的图示省略。
伞的结构是公知的，因此，将省略受风部分61的结构细节。伞的内部成为受风表面61a。一使用通常使用的诸如乙烯基的材料和用来形成受风表面61a的材料的织物的伞，可合适地用作为受风部分61。
在本实施例中，伞的轴61h沿着三角形连接构件8的侧边布置，三个受风部分61安装和连接到连接构件8上。各受风部分61可从连接构件8a中自由地拆卸和连接到连接构件8上。
各受风部分61附连到连接构件8，使受风表面61a面向连接构件8侧，以便将受风表面61a处接受的风导向到另一受风表面61a。
具有如上所述的转子71的组装型风车100以与上述组装型风车相同的方式，将某一受风表面61a处接受的风WA导向到另一受风表面61a，其作为沿受风表面61a的风WC，并沿箭头RD所示的方向转动。
受风部分61形成一半球形，因此，风WC的风压上升程度可以认为小于第一和第二实施例的风压。然而，如图5A所示，容易捕捉沿相对于驱动轴3倾斜方向的风WW，因此，可提高用来转动转子71的风力。此外，作用在受风部分61上的风不容易跑逸到受风表面61a的外面，并可有效地利用该风。通过以上做法，可比传统的情形更加提高转子71的转动效率。
当根据本实施例的受风部分61尺寸减小时，如图5C所示，一集合连接到受风表面61a的撑杆的滑动部分以与伞相同的方式沿着轴61h如图中箭头所示地滑动。由此，受风表面61a折叠起来并缩小尺寸。
除受风部分61之外的组装型风车100的组装和拆卸程序与第一实施例的情形相同，因此，将省略其描述。
同样在第三实施例中，与上述实施例的方式一样，可获得诸如改进操作、携带和维护特性之类的功效。此外，通过减轻受风部分61的重量，还可有提高转子71转动效率的功效。
此外，在本实施例中，由于使用伞作为受风部分61，所以，组装型风车100的组装和拆卸容易。此外，伞可在市场上容易地获得，因此，可抑制组装型风车100成本的上涨，并可便宜地提供组装型风车100。
(第四实施例)在第一至第三实施例中，使用了具有个别独立的受风部分的转子。下面，将解释本发明中使用一与受风部分一体形成的单一三维型转子作为受风装置的组装型风车的实施例。
应指出的是，根据本发明的第四实施例的组装型风车使用一三维型转子72代替第一实施例的转子7。除了这一点之外，根据第四实施例的组装型风车与根据第一实施例的组装型风车1相同，因此，相同的部件用相同标号指定并省略其详细的描述。
图6A至6C是示出根据第四实施例的转子72的结构的视图。图6A是示出缩小状态的转子72的垂直截面图，图6B是示出处于使用状态的转子72的垂直的截面图，而图6C是从图6A中横截面I-I观看的截面图。
转子72形成本发明的三维构件的一实施例，并还形成受风装置的一实施例。
转子72具有与已知的纸灯笼相同的结构。例如，具有一内腔和能折叠起来的三维构件，通过使用一可容易地形成的材料而形成，可保持其形状，并具有诸如涂漆厚纸或油纸那样的一定程度的强度。
为了保持形状和确保转子72的强度，转子72可构造成使形成转子72的框架的构件也可折叠起来。作为形成框架的构件的材料，例如，可使用竹子或诸如铝或SUS的金属。
通过使用一粘结剂或紧固件，三维型转子72连接和固定到包括驱动轴3在内的转动构件上。由此，驱动轴3将随转子72的转动而一起转动。
使用上述的材料，转子72形成为一风箱的形状。在本实施例中，风箱形状转子72的伸缩方向设定为垂直于驱动轴3的方向。因此，通过沿箭头所示的方向从如图6A所示的收缩状态延伸，转子72变为如图6B所示的使用的状态。还可将转子72返回到如图6A所示的收缩的状态。
形成为三维形状的转子72设置有一开口11，以便空气流入转子72内的内腔中，或便于空气从内腔流出。为此原因，存在至少两个开口11。两个开口11和11根据转子72的转动，有时起作流动入口，或起作流动出口。在以下的描述中，起作流动入口的开口11表示为开口11a，而起作流动出口的开口11表示为开口11b。
除转子72内的内腔之外的部分变成受风部分62。
此外，从开口11a至开口11b的一空间变成一流动通道PTH，流入转子72内的风通过该通道流动。即，开口11a和开口11b通过流动通道PTH彼此连通。
在受风部分62的流动通道PTH侧的表面处，风作用的部分变成受风表面62a。有多个受风表面62a，以便根据利用图1A和1B所解释的萨沃纳型风车的原理转动转子72。
多个受风表面62a形成为包围驱动轴3的弧形，以便根据萨沃纳型风车的原理将各受风表面62a处接受的风导向到另一受风表面62a。
为了顺利地转动转子72，受风部分62、受风表面62a和开口11的形状，较佳地在平行于横截面I-I的横截面内关于驱动轴3成点对称。
此外，转子72的表面面积和重量较佳地具有一关于驱动轴3的转动轴线的均匀的比例，以便使转子72的转动变得均匀。如图6A至6C所示的转子72满足这些条件。
应指出的是，只要转子72的重心位于驱动轴3的转动轴线的延伸线上，且表面面积和重量关于重心平衡，则即使具有一非对称的形状的三维型转子也可顺利地转动。
为了有效地导向风到流动通道PTH，转子72的表面面积AR和开口11的总面积AO之间的比例，例如，较佳地为AR∶AO＝约2∶1至4∶1。
假定风WA从如图6C所示的开口11a流入转子72内。流入转子72内的风WA流过流动通道PTH并作用在受风表面62a上。受风表面62a呈弧形，以使驱动轴3位于其内，因此，作用在受风表面62a上的风变成风WC，沿流动通道PTH朝向驱动轴3侧沿着受风表面62a流动，并作用在开口11b侧上的受风表面62a上。
作用在开口11b上的受风表面62a上的风，沿流动通道PTH朝向开口11b侧沿着受风表面62a流动，并从开口11b流到转子72的外面。
风WA的风压引起的力(风压力)定义为a，而风WC的风压定义为c。此外，在转子72转动时成为阻力的风WB引起的风压定义为b。
如在图1A和1B解释中对萨沃纳型风车原理所解释的那样，a+c＞b，因此，通过重复上述风的流动，转子72连同驱动轴3一起沿箭头RD所示的方向转动。
如上所述，在本实施例中，转子72变成一尺寸可缩小的纸灯笼形状。为此原因，以与上述实施例相同的方式，可获得诸如提高操作性、便携性和维护保养以及抑制成本之类的功效。
以与使用第三实施例的伞的转子71相同的方式，转子72可容易地沿相对于驱动轴3倾斜方向捕捉风WW。此外，所有流入转子72内的风都可用来产生转动。为此原因，有可能使转子72的转动效率变得大于转子71的转动效率。
(改型)当风箱的伸缩方向是如第四实施例那样呈垂直于驱动轴3的方向时，当受风表面的数量如第一至第三实施例那样设定为三个或三个以上时，受风部分的体积增加，因此，变得难于减小转子的尺寸。
下面，作为第四实施例的一改型，将解释一通过改变风箱伸缩方向而能缩小尺寸的转子。
图7A至图7C是示出根据本实施例转子73的结构的视图。图7A是一垂直截面图，示出尺寸缩小状态的转子73，图7B是一垂直截面图，示出处于使用状态的转子73，而图7C是一从图7B中的截面II-II观看的截面图。
转子73具有与根据第四实施例的转子72的结构相同的风箱结构。除了风箱的形状和伸缩方向之外，它与转子72相同，因此，将省略对其详细描述。
如图7A和7B所示，转子73所给出的结构，在转子连接到驱动轴3的状态下，它沿驱动轴3的方向可伸缩。
转子73具有三个开口111、111和111。这三个开口将定义为开口111a、111b和111c。
可以考虑到，转子73除三个开口111a、111b和111c之外的一体的部分成为受风部分63。受风部分63可分成对应于开口111a、111b和111c的三个部分。因此，对应于受风部分63的开口111a、111b和111c的三个受风表面63a、63a和63a被处理为受风表面63a_1、63a_2和63a_3。
此外，开口111a、111b和111c与其连通的流动通道将定义为流动通道PTHN。还有，流动通道PTHN可对应于各开口操作。对应于开口111a、111b和111c的流动通道PTHN的诸部分将定义为流动通道PTHN1、PTHN2和PTHN3。
如在开口111那样，开口的数量不仅可设定为两个，而且可设定为三个或三个以上。为了中心地将作用在某一受风表面的风导向到另一受风表面，开口的数量最好是三个或三个以上的奇数。受风表面的数量变得对应于开口数量的一个数量。
假定风WA从如图7C所示的开口111a流入转子73内。风WA沿流动通道PTHN1流动并作用在受风表面63a_1。作用在受风表面63a_1上的风变成风WC，沿着受风表面63a_1朝向驱动轴3侧流动，并作用在开口111b侧上的受风表面63a_2上。
作用在受风表面63a_2上的风沿着受风表面63a_2朝向开口111b侧在流动通道PTHN2内流动，并流出开口111b流到转子73的外面。
风WC引起的风压部分地抵消转子73转动时产生的风WB引起的阻力，因此，根据萨沃纳型风车原理，转子73将沿箭头RD所示的方向转动。
当风箱的伸缩方向设定为如上所述的沿着驱动轴3的方向时，即使驱动轴3是缩小的尺寸，受风部分63的截面形状也几乎没有变化。为此原因，受风部分的数量可增加到三个或更多。因此，能给予风箱结构一转子，其具有三个或多个开口并减小其尺寸。
(第五实施例)与受风部分一体构造的三维型转子也可借助于风箱结构之外的装置来实现。
在以下描述中，将解释一实施例，其中，使用一气囊来形成三维型转子。
图8A是示出使用一气囊的转子的一实施例的垂直截面图，图8B是示出使用气囊的转子的一改型的垂直截面图，而图8C是一从图8B中的截面III-III观看的截面图。
作为转子的材料，例如，可使用纸、乙烯基，或尼龙。
图8A中所示的转子74是使用一茧或花生形气囊的转子。
转子74可通过一空气入口/出口AIN用空气进行充气或放气而达到缩小或放大。
用作为转子74的气囊形成为这样的形状，其具有一受风部分、一受风表面，以及与上述转子72相同方式的位于内腔内的一流动通道。
此外，转子74还具有多个开口112，用于风流入转子74内部和风流出。图8A示出仅一个开口112，但横贯转子74还有另一开口112位于与其对称的位置上。
转子74通过一粘合剂连接在包括驱动轴3在内的转动构件上。与驱动轴3一体形成的转子74根据萨沃纳型风车原理沿着箭头RD所示的方向转动。
根据第五实施例的改型的转子75是一使用如图8B所示的南瓜形气囊的转子。
在转子75中，例如，杆的部分用作为空气入口/出口AIN。
转子75具有两个开口113，即，开口113a和开口113b，并形成为一设置有受风部分64和一流动通道PTHN的形状。
具有这些开口113、受风部分64以及流动通道PTHN的转子75转动时的操作，与根据第四实施例的转子72的操作相同，因此，将省略其描述。
应指出的是，也可将转子74和75形成为具有三个或更多个开口的形状。
对于光滑的转动，较佳地，转子74和75的形状形成为其重心位于驱动轴3的转动轴线的延伸线上，以使表面面积和重量关于重心平衡。
如上所述，在第五实施例中，三维型转子通过使用一气囊来形成，因此，转子形状的自由度提高。此外，转子生产容易且转子可非常便宜地提供。
(第六实施例)下面，为了增加获得的能量，将解释使用根据第一至第五实施例的风车的多个转子的风车。
风的流动趋于在下部位置处减弱而在上部位置处增强。根据本实施例的风车用来最大限度地利用风的这样一特性。
图9是示出根据本实施例的风车的结构的垂直截面图。
根据本实施例的一连接型的风车300具有多个转子70_1、70_2、70_3和70_4、一贯穿轴40、多个加速器16_1、16_2和16_3和一支承柱14。
在本实施例中，解释一使用四个转子和三个加速器的实例，但转子和加速器的数量可合适地增加，直到在尺寸、重量等方面达到物理的极限为止。
多个驱动轴31、32、33和34连接到多个转子70_1至70_4。驱动轴与转子70_1至70_4一体形成。
驱动轴31至34和加速器16_1至16_3具有中空的结构，能够在其内圆周处容纳贯穿轴40。
应指出的是，转子70_1至70_4与驱动轴31至34、加速器16_1至16_3、贯穿轴40以及支承柱14一体形成，这样的结构使它们可自由地组装和拆卸。
支承柱14垂直地设置在地面或其它安装部位上。
贯穿轴40连接到支承柱14，以便从支承柱14延伸并固定成能够拆卸。
按照从较低位置到较高位置的顺序，沿着贯穿轴40连接有转子70_4、加速器16_3、转子70_3、加速器16_2、转子70_2、加速器16_1以及转子70_1，同时，使贯穿轴40通过其内圆周处，以便能够拆卸。
加速器16_1至16_3设定成使载荷在下侧加速器内变得较大。
加速器16_1至16_3固定到贯穿轴40，以使拆卸成为可能。
驱动轴31成为加速器16_1的输入轴，而驱动轴32成为加速器16_1的输出轴和加速器16_2的输入轴。此外，驱动轴33成为加速器16_2的输出轴和加速器16_3的输入轴。然后，驱动轴34成为加速器16_3的输出轴。
此外，尽管未予示出，但可以假定用于上述实施例中的发电机还可连接到驱动轴34。
与驱动轴31至34一体地形成的转子70_1至70_4可围绕贯穿轴40自由地转动。应指出的是，贯穿轴40不转动。
作为转子70_1至70_4，可合适地组合和使用根据第一至第五实施例的转子。应指出的是，如在第五实施例中，难于将使用气囊的转子连接到贯穿轴40，因此，这一点不合适。
从储存通过转动获得的能量的观点来看，较佳地是，受风表面的面积可做得较大，下部转子的叶片内的重量做得较大。
考虑以下的情形，其中，风沿如图9中箭头WD所示的方向吹动。
接受风的转子70_1至70_4沿预定方向转动。此时，利用驱动轴31的转动通过加速器16_1来转动驱动轴32。利用驱动轴32的转动通过加速器16_2来转动驱动轴33。利用驱动轴33的转动通过加速器16_3来转动驱动轴34。
通过利用驱动轴34的转动，发电机(未示出)可发电。
风趋于在较高位置处吹动强劲，最上的加速器16_1具有最小载荷，因此，最上的转子70_1趋于首先开始转动。
如上所述，转子70_1的转动通过驱动轴31至34和加速器16_1至16_3传输到最下的转子70_4。
因此，即使处于风力仅能使上部转子开始转动的状态，下部的转子也可转动。
如果将转子设定成越下面的转子，受风表面的面积越大且重量越重，则可储存通过转动获得的较大的能量。
如上所述，根据本实施例的组装型风车300，通过沿贯穿轴40提供多个转子，即使风力较小时也可使各转子转动。为此原因，可提高从组装型风车300获得的诸如电力的能量。组装型风车300的各转子具有的提高的转动效率大于如第一至第五实施例中的传统情形的转动效率。因此，可比传统情形更有效地获得能量。
此外，只通过沿垂直方向连接转子70_1至70_4和加速器16_1至16_3，就可有效地利用风力。为此原因，可抑制风车300的制造和安装成本的上升，并可便宜地提供风车。
此外，转子70_1至70_4和加速器16_1至16_3可容易地进行组装和拆卸。而且，转子70_1至70_4也可进一步减小尺寸。如在本实施例中，组装型风车300提高了发电效率，为此原因，可将这样的组装型风车300运输到各种地方，将其组装起来并可容易地使用。
应指出的是，第一至第六实施例和附图中所揭示的内容只是为了解释本发明的实例。在权利要求书的范围之内，诸如材料、形状以及数值之类的条件可以合适地改变。
工业应用性除了用于发电机和利用风作原动力之外，本发明的风车还可用于街灯和其它照明装置。
权利要求
1.一组装型风车，具有一围绕转动轴线转动的转动构件，以及一连接到转动构件的受风装置，装备有多个受风部分，并将在受风部分处接受的风导向到其它受风部分，并且受风装置的尺寸能够减小。
2.如权利要求1所述的组装型风车，其特征在于，所述多个受风部分是独立的。
3.如权利要求1所述的组装型风车，其特征在于，风车具有一附连到所述转动构件上的三维构件，并且所述三维构件的内部设置有所述多个与所述三维构件一体形成的受风部分。
4.如权利要求2所述的组装型风车，其特征在于，各受风部分在其受风表面处接受风，在所述受风表面中具有与所述转动构件的连接部分侧的一第一区域，该第一区域的面积小于远离所述连接部分的一第二区域的面积，以及可沿着通过所述连接部分、所述第一区域以及所述第二区域的一直线折叠。
5.如权利要求4所述的组装型风车，其特征在于，所述受风表面形成一扇子形状，具有从所述连接部分沿径向延伸的带形凹凸形状，并且所述受风表面可通过沿所述凹凸形状将其折叠起来而减小尺寸。
6.如权利要求2所述的组装型风车，其特征在于，一伞用作为所述受风部分。
7.如权利要求3所述的组装型风车，其特征在于，所述三维构件呈风箱状。
8.如权利要求3所述的组装型风车，其特征在于，一气囊用作为所述三维构件，其与所述受风部分一体形成。
9.如权利要求2所述的组装型风车，其特征在于，多个所述受风装置沿着所述转动轴线设置。
全文摘要
本发明是一使用萨沃纳型风车原理的组装型风车，其中，操作变得容易并可提高便携性。组装型风车(1)具有一围绕转动轴线转动的驱动轴(3)、一连接构件(8)，以及一连接到该连接构件(8)的转子(7)，其装备有多个受风部分(5)，并将在多个受风部分(5)的受风部分(5)处接受的风导向到其它受风部分(5)，通过从连接构件(8)拆卸各受风部分(5)和将受风部分(5)折叠起来，转子(7)可减小尺寸。
文档编号F03D3/02GK1816693SQ20048001900
公开日2006年8月9日 申请日期2004年6月28日 优先权日2003年7月1日
发明者横山修一, 武智昭雄, 武智雄次 申请人:多摩-技术转让机关株式会社