使用飞羽开闭翼系统的垂直轴水风车原动机
阅读：806发布：2020-05-12
专利汇可以提供使用飞羽开闭翼系统的垂直轴水风车原动机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且(问题)一种组合型 水 风 车 原动机 ，其设有阻 力 型，从而改善升力型的起动性，具有的问题是，当达到或超过阻力型的高速旋转能力的极限时，产生对组合型水风车原动机的旋转力的抗力，并且导致性能低于单独使用升力型高速旋转期间的能力。(方案)为了改善由阻力型和升力型组成的垂直轴组合型水风车原动机的起动性，作为升力型 叶片 的特征的、高于或等于 流体 速度的高速旋转期间，通过释放由阻力型叶片抵抗流体行进所产生的凸起表面抗力并且通过抗力的减小提高旋转转矩来改进起动性，阻力型的所有翼面都通过升力型叶片的转速被自然地带入打开状态，由此通过在流体速度区域的较宽范围内减小垂直轴组合型水风车原动机中心处的抗力来维持升力型高转速效率性能，并且，通过卷入阻力型翼面构造的羽而产生全释放状态、通过将翼面折叠到旋 转轴 侧而减小整体容积、或者通过朝向旋转中心牵引翼面的飞羽而减小翼面积来消除被动表面从而减小整体结构并且由此减小抗力，可以避免流体速度增加时的危险。，下面是使用飞羽开闭翼系统的垂直轴水风车原动机专利的具体信息内容。
1.一种垂直轴组合型水风车原动机，其以旋转轴(1)为中心旋转，其包括：垂直轴阻力型水风车原动机，其设置在旋转轴(1)侧的中心处；以及垂直轴升力型水风车原动机，其设置在旋转的外周边缘侧，垂直轴阻力型水风车原动机和垂直轴升力型水风车原动机各自包括作为旋转物体的两个翼或更多翼，垂直轴组合型水风车原动机在由水力/风力引起的相同的旋转方向上被一体形成，其中结构是垂直轴阻力型水风车原动机的翼包括边界上的羽旋转轴(7)，其通过把翼线形(4)的延展分割成三个或更多分段而形成，并且羽旋转轴(7)的两端都由支撑板(3)固定，并且羽(8)能够自由地在两侧独立地以扇形旋转至相邻的羽旋转轴(7)，羽(8)的其中一条垂直侧边被附接于羽旋转轴(7)，并且因此机构是对于在旋转开始阶段从翼的凸起表面的外侧方向接收到的流速抗力和在高速旋转阶段由升力型水风车原动机的翼的升力引起的所有旋转区域中产生的空气抗力，通过压力差打开羽(8)，其中翼的弧的外压力大于弧的内压力并且抗力朝向弧的内侧消失，以致能够改善旋转起动性，并且因为从中流体速度区域到高流体速度区域的旋转抗力减小，所以也能够提高旋转效率。
2.根据权利要求1所述的垂直轴组合型水风车原动机，其中，在垂直轴阻力型水风车原动机的上支撑板(3)和下支撑板(3)各自的水平位置，弯曲支点能够在水平方向上实现朝向翼线形(4)的弧的内侧弯曲，弯曲支点包括两个或更多弯曲区段，该弯曲区段具有上支撑板和下支撑板的翼线形(4)的相同的分割垂直位置，并且通过弯曲，由上支撑板(3)和下支撑板(3)支撑的、组成羽(8)的翼面朝向翼的弧的内侧折叠，使得用于流体的被动表面的作用消失、旋转力消失，并且由于通过折叠而减小整体容积，因此结构的整体抗力减小，由此能够避免高速流体出现时的危险。
3.根据权利要求1所述的垂直轴组合型水风车原动机，其中，羽旋转轴(7)的上端部和下端部上的支撑工具被设置为，对于每个羽旋转轴(7)以站立状态朝向旋转轴(1)侧平行移动，组成垂直轴阻力型水风车原动机的羽(8)附接于羽旋转轴(7)，并且用于使支撑工具移动的轨道路径被布置为类似于翼线形(4)的弧形，并且由于羽(8)被朝向旋转轴(1)牵拉，因此流体接收表面显著减小、旋转力消失，并且由于流体接收表面减小所引起的水风车原动机的整体容积减小，因此结构的整体抗力减小，并且由此能够避免高速流体出现时的危险。
4.根据权利要求1所述的垂直轴组合型水风车原动机，其中，羽(8)的、在附接于羽旋转轴(7)的位置附近的、组成垂直轴组合型水风车原动机的阻力型翼的部分能够围绕羽旋转轴(7)卷绕或者被拉进羽旋转轴(7)中，并且由具有高抗拉强度的材料制成，当水风车原动机到达危险旋转区域时，羽(8)的水平侧边的长度做成稍小于两侧上的相邻羽旋转轴(7)之间的距离，并且允许羽(8)以羽旋转轴(7)为中心自由旋转360度，由此允许所有羽(8)在流体中成流线型，使得水风车原动机的旋转力消失、水风车原动机的抗力减小，由此避免危险。
5.一种垂直轴阻力型水风车原动机，其中：结构是水风车原动机包括垂直轴，弓状弧形的翼以旋转轴(1)为中心旋转对称，通过把翼线形(4)的延展分割成三个或更多分段而在边界上形成羽旋转轴(7)，并且羽旋转轴的两端都由支撑板(3)固定；羽(8)的其中一条垂直侧边附接于羽旋转轴(7)，并且羽(8)能够自由地在两侧以扇形旋转至相邻的羽旋转轴(7)；设置在旋转轴(1)的其中一条侧边界上的翼线形(4)上的羽旋转轴(7)和羽(8)作为一组而组成翼；当朝向流体移动的翼凸起时，羽(8)打开；当旋转之后翼凹陷时，在使用风车原动机时，在翼变得凹陷之前以通过朝向翼线形(4)的弧的内侧流过的风的力而被设置为与流体方向相反的方向的方式，羽旋转轴之间的间隙被关闭，并且在使用水车原动机时形成被动表面，其中随着翼的旋转，羽(8)通过水流的力而沿着从旋转轴(1)开始的弧形来逐渐关闭羽旋转轴之间的间隙，并且当水/风流撞击被动表面时产生旋转力，且翼以旋转轴(1)为中心旋转；至少两个翼是旋转对称的；并且，通过羽(8)的自动开闭获得了旋转抗力减小的旋转。
6.根据权利要求5所述的垂直轴组合型水风车原动机，其中，在垂直轴阻力型水风车原动机的上支撑板(3)和下支撑(3)各自的水平位置，弯曲支点能够在水平方向上实现朝向翼线形(4)的弧的内侧弯曲，弯曲支点包括两个或更多弯曲区段，该弯曲区段具有上支撑板和下支撑板的翼线形(4)的相同的分割垂直位置，并且通过弯曲，由上支撑板(3)和下支撑板(3)支撑的、组成羽(8)的翼面朝向翼的弧的内侧折叠，使得用于流体的被动表面的作用消失，旋转力消失，并且由于通过折叠而减小整体容积，因此结构的整体抗力减小，由此能够避免高速流体出现时的危险。
7.根据权利要求5所述的垂直轴组合型水风车原动机，其中，羽旋转轴(7)的上、下两端上的支撑工具被设置为对于每个羽旋转轴(7)朝向处于站立状态的旋转轴(1)侧平行移动，组成垂直轴阻力型水风车原动机的羽(8)附接于羽旋转轴(7)，并且用于使支撑工具移动的导轨被布置为类似于翼线形(4)的弧形，并且由于羽(8)被朝向旋转轴(1)牵拉，因此流体接收表面显著减小、旋转力消失，并且由于流体接收表面所引起的水风车原动机的整体容积减小，因此结构的整体抗力减小，并且由此能够避免高速流体出现时的危险。
使用飞羽开闭翼系统的垂直轴水风车原动机
技术领域
[0001] 本发明涉及一种垂直轴水风车原动机；一种避免对具有飞羽开闭翼系统的阻力型水风车原动机的损害的技术，该飞羽开闭翼系统在从流体接收力之后通过阻力而旋转；以及一种用于组合型水风车原动机的技术，该组合型水风车原动机在阻力型水风车原动机的外周圆侧设有翼，其中，该翼通过升力而旋转。
背景技术
[0002] 作为垂直轴阻力型风车原动机的典型例子而已知的桨式和萨渥纽斯(Savonius)式以保持的方式在受风表面上直接接收流体的力，该受风表面是相对于流体的进入方向大约垂直的表面，并且因此，尽管优点是因为能够在低风速区域中开始旋转所以移动性很好，并且能够产生大的转矩，但是不可能获得等于或高于风速的风车原动机转速，并且它们还不适合于把在高风速区域中产生的高能量高效率地转换成旋转能量。
[0003] 为了提高起动性被认为差的、升力型风车原动机的初始起动性，已经开发并采用了组合型水风车原动机，其中，萨渥纽斯式阻力型叶片安装在达里厄(Darrieus)式升力型风车原动机叶片的内旋转侧，这种技术的特征在于，风车原动机已经被改进，从而能够实现从低流体速度区域到高流体速度区域的旋转。
[0004] 作为组合型水风车原动机，还有一种技术，其已经通过在外周侧上将阻力型横流叶片安装在线性翼面的内侧而提高了起动性，并且还已经通过安装横流叶片使得撞击横流叶片的流体沿着叶片流动且有效撞击升力型叶片而改进了旋转效率。
[0005] 现有技术文献
[0008] 专利文献2：日本专利申请公开特许公报第S56-143367号
[0009] 专利文献3：日本专利申请公开特许公报第H07-208320号
[0010] 专利文献4：日本专利申请公开特许公报第H11-294313号
[0011] 专利文献5：日本专利申请公开特许公报第2004-293409号
[0012] 专利文献6：日本专利申请公开特许公报第2005-054757号
[0013] 专利文献7：日本专利申请公开特许公报第2005-83206号
[0014] 专利文献8：日本专利申请公开特许公报第2007-40239号
[0015] 专利文献9：日本专利申请公开特许公报第2007-40276号
[0016] 专利文献10：日本专利第4727277号
[0017] 专利文献11：日本专利第4354773号
[0018] 专利文献12：日本专利申请公开特许公报第2001-193629号
[0019] 专利文献13：日本专利申请公开特许公报第2004-332701号
[0020] 专利文献14：日本专利申请公开特许公报第2008-309132号
[0021] 专利文献15：日本专利第3224023号
[0022] 专利文献16：日本专利第3538816号
[0023] 专利文献17：日本专利第4488697号
[0024] 专利文献18：日本专利第4753399号
发明内容
[0025] 本发明要解决的问题
[0026] 几乎所有的小型升力型风力发电机都需要辅助电源用于起动，因为这些发电机不能通过自身起动。因此，要解决的问题是与辅助电源系统的安装相关的费用的增加和归因于起动所消耗的电力量而导致的风车原动机总发电量的下降。
[0027] 具有垂直轴且被旋转驱动的已知的升力型水风车原动机包括线性翼式风车原动机和达里厄式风车原动机。这些水风车原动机的缺点是，虽然在高流体速度区域获得流体力，以在等于或高于流体速度的转速下旋转叶片，并且高转速产生的输出系数也高，但是在低流体速度区域的初始起动性差。在特别是就高流体速度区域的性能而言被认为优于线性翼式风车原动机的达里厄式风车原动机中，显著的缺点是当流体是风力时起动性差，即，起动迹象仅仅出现在约4m/s的风速下。
[0028] 已经经常被用作升力型风力发电机的水平轴螺旋桨式基于它的叶片面积的增减、从它的安装基部到羽的顶端的横向宽度的增减、以及流线形状随着叶片截面的变化而具有多种性能特性，但是，没有做出用于更换已经安装的叶片或在操作期间改变叶片形状的装置的发明，因此还没有解决技术问题，即，仍然未解决“在高速下能旋转的叶片难以由弱风起动，相反地，能够以弱风起动的叶片难以获得高速”的问题。
[0029] 水平轴或垂直轴升力型通过升力旋转而在能量转换上显示出优秀效率，因为当受到直的且稳定的风连续撞击时升力逐渐增大。不像风洞实验室中的直风，即使在风向大致恒定的时候，自然界中的风也不断地上下、左右移动，并且已经观察到，当运动变大时，在旋转中途转速突然下降。因此，技术问题是转数的变化必须被抑制到稳定水平。
[0030] 存在升力型组合型风车原动机，其中，安装了用于起动的萨渥纽斯式或横流式阻力型风车原动机，从而改善初始起动性，其中技术问题仍然未解决，即，用于操作阻力型的大的受风面在高速旋转区域引起大的抗力，这是升力型的优点，但是损害了升力型风车原动机在高速区域中的特性。
[0031] 萨渥纽斯式阻力型风车原动机具有大的受风表面并且通过在其整个表面上接收风力而产生高转矩，但是，就安装了阻力型的组合型水风车原动机而言，在强风的时候抗力进一步增大，因为升力型叶片被附加到具有大的受风表面的阻力型叶片。因此，必须解决难以对强风采取合适的措施的问题。
[0032] 问题是，就组合型水风车原动机而言，在提高升力型的初始起动性的同时，必须安装一种阻力型风车原动机，其包含有显著减少抑制垂直轴升力型在高速区域中的性能的因素的技术，并且需要一种能够广泛地且更有效地把进入原动机的水力/风力能量转换成旋转能量的技术。
[0033] 另一问题是，很少发现水风车原动机即使在强风时也能够发电，即，没被使用的区域中的能量必须被开发和利用。
[0034] 解决问题的方式
[0035] 存在一种方式，其用于通过将阻力型水风车原动机和升力型水风车原动机组合为组合型原动机而制造水风车原动机，从而在低风速区域到高风速区域的范围内的区域中通过一个水风车原动机有效地操作，单个阻力型水风车原动机在低风速区域开始操作，高风速区域由单个升力型水风车原动机产生。
[0036] 为了进一步地改善组合型水风车原动机的起动性，存在一种方式，其使用一种机构，该机构允许由垂直地分割叶片而形成的每个小部件都在阻力型叶片对抗流体移动时打开，从而使应当接收阻力的叶片表面被释放，并且由此，流体能够被朝向叶片后侧吹动穿过叶片的所释放的间隙。
[0037] 在相同方向上一体旋转的垂直轴组合型水风车原动机能够得到改善阻力型的初始起动性的优势，而且，在升力型不能从流体接收升力的上述低速区域中，由于被阻力型的阻力旋转拉动，因此升力型开始旋转，并且，这种状态作为改善旋转效率的方式是有效的，即，升力型叶片总是能够更迅速准确地捕获更好的流体力，而不使用任何初始起动电力，而且也有效地作为一种提高总发电量的方式。
[0038] 当流速度进一步增大并且以等于或高于流体速度的速度旋转的升力型叶片进入高速旋转区域时，旋转方向与水/风一致的阻力型叶片的凹陷表面变成抗力表面。为了产生即使在上述场合阻力型叶片也不接收抗力的状态，机构是，在组合型水风车原动机的转速变得等于或高于被动流体速度的阶段，作为阻力型的受风表面的凹陷表面被来自凹陷表面外部的抗力自然释放，其中，抗力是从与流体方向相反的方向产生的。这是一种用于在从低速旋转区域到高速旋转区域的范围内的所有旋转区域中减小阻力型的叶片表面应当接收的抗力的方式。
[0039] 为了进一步地改善起动性并增大阻力型叶片的被动面积，共用旋转轴1的多段式装置可用作解决问题的有效方式。
[0040] 作为避免强风(例如台风)时的危险的措施，其中，危险出现在阻力型的大叶片面积直接接收强风且阻力型的主体倒塌的时候，存在一种方式，其通过释放阻力型的所有叶片、减小整体容积或者通过将羽滑动且聚集到旋转轴1侧来减小翼面积而避免灾害。
[0041] 本发明的效果
[0042] 通过使用垂直轴组合型水风车原动机，提供了使被动流体速度区域变宽的功能，以使一体式水风车原动机1能够操作，并且能够获得能够捕获更多的能量的效果和通过减小阻力型的水风车原动机叶片抗力来增大旋转能量的效果，在垂直轴组合型水风车原动机中，阻力型和升力型可在相同方向上一体旋转，阻力型具有在低流体速度区域中旋转的功能并且表现出减小的翼面抗力，升力型在高流体速度区域中获得高性能。
[0044] 图1是垂直轴阻力型水风车原动机的、解释了基本结构的立体图。
[0045] 图2是垂直轴阻力型水风车原动机的平面图，示出描绘水风车原动机的翼线形及其范围的方法。
[0046] 图3是垂直轴阻力型水风车原动机的平面图，示出在使用和操作风车原动机时候的风流和羽的运动。
[0047] 图4是垂直轴阻力型水风车原动机的平面图，示出在使用和操作水车原动机时候的风流和羽的运动。
[0048] 图5是垂直轴阻力型水风车原动机的平面图，示出使用风车原动机时、避免危险的高速旋转时的羽的状态以及吹过的风的抗力。
[0049] 图6是垂直轴阻力型水风车原动机的平面图，示出使用水车原动机时、避免危险的高速旋转时的羽的状态以及流过的水的抗力的状态。
[0050] 图7是详细示出垂直轴阻力型水风车原动机的羽的旋转范围和在短方向上的羽的长度的变化的平面图，其中，图A和图C示出操作时刻，图B和图D示出避免危险的高速旋转的时刻。
[0051] 图8是垂直轴组合型水风车原动机(线性翼式)的立体图。
[0052] 图9是垂直轴组合型水风车原动机(达里厄式)的立体图。
[0053] 图10是垂直轴组合型水风车原动机的平面图，示出起动状态。
[0054] 图11是垂直轴组合型水风车原动机的平面图，示出高速旋转状态。
[0055] 图12是使用伸缩装置和电机的翼折叠式水风车原动机在操作期间的平面图。
[0056] 图13是使用伸缩装置和电机的翼折叠式水风车原动机在折叠阶段的平面图。
[0057] 图14是使用伸缩装置和电机的翼折叠式水风车原动机在收纳时的平面图。
[0059] 图16是使用旋转中心齿轮旋转动力的翼折叠开闭式水风车原动机在初始折叠阶段的平面图。
[0060] 图17是使用旋转中心齿轮旋转动力的翼折叠开闭式水风车原动机在中间折叠阶段的平面图。
[0061] 图18是使用旋转中心齿轮旋转力的翼折叠开闭式水风车原动机在折叠/收纳阶段的平面图。
[0062] 图19是羽牵拉/收纳式水风车原动机在操作期间的平面图。
[0063] 图20是羽牵拉/收纳式水风车原动机在羽收纳阶段的平面图。
[0064] 图21是羽牵拉/收纳式水风车原动机的导轨/导向台结构的详细侧视图。
[0065] 图22是在设置网状图案挂屏之前的、危险避免式水风车原动机的A-A剖面图，其中挂屏被设置于水风车原动机，其是安装结构体。
[0066] 图23是在设置网状图案挂屏之前的、危险避免式水风车原动机的B-B剖面图，其中挂屏被设置于水风车原动机，其是安装结构体。
[0067] 图24是在设置网状图案挂屏之后的、危险避免式水风车原动机的A-A剖面图，其中挂屏被设置于水风车原动机，其是安装结构体。
[0068] 图25是在设置网状图案挂屏之后的、危险避免式水风车原动机的B-B剖面图，其中挂屏被设置于水风车原动机，其是安装结构体。
具体实施方式
[0069] 实施方式是通过使阻力型与升力型成为一体来制成水风车原动机，使得这两种类型能够在相同的方向上旋转，以致可从低流体速度区域到高流体速度区域操作原动机，阻力型能够容易地从低流体速度区域起动并且具有高转矩的特性，升力型通过等于或高于被动流体速度的速度下的升力而在从中流体速度区域到高流体速度区域的范围内的区域中旋转并且表现出高输出系数。
[0070] 垂直轴升力型的特征在于，当叶片接收风力时，叶片的外周圆的顶端部能够以等于或高于风速的速度旋转，该垂直轴升力型由达里厄式和线性翼式代表，并且，实施方式是垂直轴升力型具有这些类型或者同等能力类型中的一种。
[0071] 关于安装用于垂直轴组合型水风车原动机的升力型水风车原动机和阻力型水风车原动机的方法，实施方式是阻力型叶片安装在内侧，其在垂直轴的旋转轴侧，并且升力型水风车原动机布置在旋转圆的外周侧。
[0072] 实施方式是，当在起动垂直轴组合型水风车原动机时起作用的阻力型叶片抵抗流体移动时，通过垂直地分割叶片而形成的每个羽都朝向叶片的弧的内侧打开，使得应当接收抗力的叶片表面被释放，并且由此流体能够朝向叶片背侧被吹动穿过叶片的所释放的间隙，以降低抗力，并且当叶片在转向另一侧之后相对于流体变得凹陷从而获得来自流体力的旋转力时，形成更多被动表面，并且能够每次都重复这种循环而不需要任何其他新能量，并且随着力选择它自身的路线，进入主体的一部分流体力在变成用于水风车原动机的旋转力之前能够被自然地采用。
[0073] 当流体速度进一步地增大并且叶片通过升力型叶片的升力而以等于或高于流体速度的速度旋转时，产生新的阻力，且该阻力通过撞击与流体一致的凹陷表面的外表面而变成抵抗旋转的力，因此实施方式是，如前一段所描述的、应当朝向叶片的弧的内侧被释放的羽自然地打开，从而降低阻力。
[0074] 作为增加阻力型的叶片被动面积从而进一步改善起动性的目的之一，实施方式可以是，安装了将旋转轴1共用为相同轴的多段式阻力型水风车原动机。
[0075] 就多段式阻力型水风车原动机而言，实施方式是，通过对于每段而变换叶片的方向和位置来安装叶片，该叶片安装在要被旋转的物体上，从而能够从八个方向而不是四个方向捕获流体，即，不会错过任意方向。
[0076] 作为将升力型水风车原动机和阻力型水风车原动机一体形成为垂直轴组合型水风车原动机的方法，实施方式可以是，除了任何转速下的一体式结构以外，根据需要提供具有凸轮(例如轴承凸轮)的结构，该凸轮布置在两个原动机成为一体处的旋转连接部分，使得在升力型叶片的转速变得快于阻力型叶片的转速时能够并入使凸轮脱开的机构。
[0077] 作为防范阻力型水风车原动机叶片的危险高速旋转的措施，实施方式是，并入能够通过简单和即时操作实现这个目的的系统，即，在羽的基部中转动约半圈至两圈的系统，其不需要大规模的工作，例如拆除附接在水风车原动机主体上的叶片或拆除主体自身的工作。
[0078] 作为折叠阻力型水风车原动机的叶片的方法，实施方式是，叶片具有在上下支撑板的翼的分段中的三个支点并且在支撑板的水平方向上弯曲，使得叶片朝向旋转轴1的中心折叠，并且减小阻力型叶片的整体容积。
[0079] 作为牵拉阻力型水风车原动机的翼的羽8和旋转轴7的方法，实施方式是，旋转轴7的两端在上、下支撑板3的位置处作为一个单一单元被导向台保持，驱动滚珠丝杠型轴或导轨型轨道以可移动的方式设置在导向台上，使得阻力型叶片的翼的面积能够通过移动系统减少，该移动系统能够对于每个单一单元朝向旋转轴1牵拉翼。
[0080] 当使用目的在水车原动机与风车原动机之间改变时，水车原动机与风车原动机能够在不改变外部结构和部件的情况下被使用，但是，为了提高效率，实施方式应当是简单和单一的，即，应当足以仅仅改变一个风车原动机与另一个风车原动机之间的羽的安装位置，在一个风车原动机中，组成阻力型叶片并具有垂直分割的小部件的形状的羽的安装位置开始于圆的中心侧，在另一个风车原动机中，从外周侧顺序地安装羽。
[0081] 实施例1
[0082] 根据本发明的垂直轴组合型水风车原动机具有将阻力型水风车原动机和升力型水风车原动机相组合作为基础的结构。
[0083] 阻力型水风车原动机和升力型水风车原动机布置为，使得具有飞羽开闭翼系统的阻力型叶片安装在内侧，即，旋转轴1侧，并且具有两个翼或更多翼的升力型水风车原动机叶片布置在阻力型水风车原动机的旋转圆的外侧、以旋转轴1为中心旋转对称。
[0084] 具有飞羽开闭翼系统的阻力型水风车原动机和升力型水风车原动机一体形成为水风车原动机，其中，它们的旋转方向相同。
[0085] 关于将升力型水风车原动机和阻力型水风车原动机一体形成为垂直轴组合型水风车原动机的方法，结构可以是，根据需要，凸轮(例如轴承凸轮)布置在两个原动机成为一体处的旋转连接部分，并且，由阻力型起动且旋转的垂直轴组合型水风车原动机具有一种机构，其中在升力型叶片的转速变得快于阻力型叶片的转速时，凸轮的锁定脱开。也就是说，一体化的方法有效地防止了阻力型叶片的抗力和重量附加在升力产生的旋转力上。
[0086] 作为组合为垂直轴组合型水风车原动机的原动机中的一个，升力型水风车原动机是垂直轴升力型的，其能够通过叶片上接收的流体力而产生升力，并且使其叶片的外周圆的顶端部以等于或高于流体速度的速度旋转。
[0087] 分类为垂直轴升力型的这种类型由达里厄式和线性翼式代表，这两种类型中的一种或具有等同能力的垂直轴升力型选择性地安装在垂直轴组合型水风车原动机上。
[0088] 作为组合为垂直轴组合型水风车原动机的原动机中的一个，具有飞羽开闭翼系统的阻力型水风车原动机主要用于起动垂直轴组合型水风车原动机。因此，产生高转矩的叶片具有大的被动表面，使得该被动表面能够接收大的流体力，并且该力能够被用作阻力，以产生用于起动的旋转力。
[0089] 为了按照需要进一步地改善起动性，实施方式是，安装共用旋转轴1作为相同垂直轴的阻力型串联式水风车原动机，以用于通过扩大阻力型的叶片被动面积而提高转矩，以及通过使用具有增加的纵横比的垂直的长形状而增大转数。
[0090] 在多段式阻力型水力/风力系统中，关于以从翼线形4的旋转轴1的安装侧朝向外周边缘侧的翼线形4的顶端部为基础而定向的、翼的安装方向，优选地，多段式阻力型的每一段都布置为改变其方向和位置，从而捕获来自所有方向的流体力，而不错过任何力。
[0091] 如实施例及其他段落所描述的、具有“组成垂直轴组合型水风车原动机的、用于起动的阻力型的结构”的阻力型的说明与单独使用的阻力型的说明相同，并且，该阻力型具有“飞羽开闭翼系统”。
[0092] 此处，上文经常使用的叶片与经常用在具有飞羽开闭翼系统的阻力型的说明中的翼相同。根据本发明的阻力型叶片的结构不同于组成作为典型的阻力型的萨渥纽斯式中所见的一个板的结构，并且本发明人从禽类的结构得到启发，其中“翼”在日本称作“tsubasa”或“yoku”，其通过设置由第三飞羽、第二飞羽和主飞羽组成的飞羽而形成，并且形成一种机构，其中这些飞羽通过翼的垂直运动而自然地开闭，由此鸟类接收″升力″和″推力″作为飞行力，并因此难以使用一个词“叶片”来从技术上解释本发明，本发明采用类似力学的原理和运动来产生旋转力，本发明人在解释阻力型的时候分别使用“翼”和“羽”。
[0093] 对于组成根据本发明的垂直轴组合型水风车原动机的、用于起动的阻力型的结构，以相对于中央旋转轴旋转对称形成的翼具有弓状弧形并且翼的两端固定到支撑板上作为基本结构，其中，翼由数个羽组成，羽的其中一个垂直侧边附接于羽旋转轴，并且机构是，通过羽的自动开闭而使水风车原动机高效率旋转。
[0094] 用于起动的、具有飞羽开闭翼系统的阻力型水风车原动机是垂直轴型，并且具有一种构造，使得具有以旋转轴1为中心旋转对称的、弓状弧形的翼线形4的延展被分割成优选为均匀间隔的三个或更多个分段，并且羽旋转轴7被插入边界并且其两端固定到支撑板3，其中：羽旋转轴7附接轻质羽8的其中一个垂直侧边，并且另一垂直侧边是自由的；旋转范围位于翼线形4的弧中心侧，并且在两侧具有到达相邻的羽旋转轴7的扇形；并且，设置在旋转轴1的一条侧边界上的翼线形4上的上述羽旋转轴7和羽8作为一组而组成翼。
[0095] 当上一段中所描述的翼朝向流体移动并且由此凹陷的时候，羽8打开，并且当翼在旋转之后凹陷的时候，在翼变得凹陷之前，以通过朝向翼线形4的弧的内侧流过的风的力而被设置为与流体方向相反的方向的方式，羽旋转轴之间的间隙关闭并且形成被动表面。当风吹入被动表面时，翼获得旋转力并且以旋转轴1为中心旋转。
[0096] 当上数第二段中所描述的翼朝向水流移动并且由此凸起的时候，羽8打开，并且随着水车原动机的翼将要变得凹陷，羽开始通过水流的力来顺序地从旋转轴1侧沿着弧形关闭羽旋转轴之间的间隙，并且在整个翼变得平行于水流的时刻前后，下游侧的翼线形4的一半羽8因为翼具有弧形而被关闭，并且在上述速度下顺序地形成被动表面。随着进一步地旋转，水流撞击整个被动表面，使得翼获得最大旋转力并且以旋转轴1为中心旋转。
[0097] 对于形状特征，用于通过上一段中描述的翼的弧形被动表面获得旋转力的旋转区域大于通过将平坦平面的一侧附接到旋转轴而形成的垂直轴阻力型线性翼的旋转区域(稍大于180度)。另外，在形成以及释放羽8的被动表面的时候，因为翼具有弧形，并且在从相邻的羽的运动开始的很少的时间间隔之后羽一个接一个地逐渐打开或关闭，所以水流与羽8之间形成的撞击被分散，并且因为借助于翼的流线弧形从而翼内出现的整个流是平稳的，所以该撞击也被缓和，从而建立能够在弧形内维持长时间的被动力的水车原动机旋转。具有缓和的撞击的旋转意味着，所述技术能够通过操作安装在河流等等中的水车原动机而提供具有稳定的质量的转换能量，并且从抑制出现由水风车原动机结构所引起的浊流的方面来看也超越其他技术。
[0098] 不像弧形翼，在旋转轴处附接于平坦平面的一侧的垂直轴阻力型线性翼中也同时执行羽的开闭，并且在翼经过使它变得平行于水流的位置之后才接收被动力，其中存在一种证实的现象，即，从上述位置对角地向后约135度处，沿着阻力型线性翼的倾斜表面，所有的力同时消失。因此，用于获得旋转力的旋转范围较小，并且，仍然没有解决在被动段与释放段之间转换时的撞击增大的问题。
[0099] 形成具有飞羽开闭翼系统且组成垂直轴组合型水风车原动机的阻力型翼的弧形的、翼线形4的形状优选如下：在圆形支撑板3的半径R的线上的1/2的位置、以半径R的距离垂直地给出点，其称作点A，并且在同一半径线上从圆的中心朝向外周圆侧的半径R×1/3.1的位置、垂直地(在点A的方向上)以半径R×1/3.1的距离给出的点称作点B，翼的弧的中心大致在点A与点B之间连接的线上，其中，弓状翼线形4沿着从支撑板3的中心到外周圆的弧。
[0100] 具有飞羽开闭翼系统并组成垂直轴组合型水风车原动机的阻力型翼具有翼线形4，其根据风、水或其强度而选择，其中在水风车原动机中，具有相同形状的翼线形4的两个或更多翼被设置为旋转对称。
[0101] 具有飞羽开闭翼系统且组成垂直轴组合型水风车原动机的阻力型翼的羽8的特征在于：总体上强调轻量化，并且尤其是在利用风力的时候要求的轻量化，从而能够容易地通过风而朝向迎风侧移动，该风在翼线形4大致与迎风方向重叠的位置处绕到弧的内侧中或者围绕翼线形4大致与迎风方向重叠的位置绕到弧的内侧中；羽8由具有足够高的弯曲强度的材料制成，以避免由羽旋转轴之间的运动而引起的断裂或脱落；并且，羽8总体上形成为板形。
[0102] 羽8优选为矩形并且在其中一条纵向侧边处附接于羽旋转轴7，其中，羽8在纵向(垂直)方向上的长度稍短于羽旋转轴的两端上的支撑板3之间的长度。
[0103] 短(横向等于水平侧)方向27的长度比上数第四段中描述的翼线形4的弧的分段的距离(等于羽旋转轴之间的距离26)稍微更长，并且由此，羽8的功能和形状使得在弧形翼线形的中心侧、在纵向方向上自由的顶端能够在两侧单独地以扇形在右和左羽旋转轴7之间自由旋转(风车原动机的运转期间的羽旋转范围：21，水车原动机的运转期间的羽旋转范围：22)。
[0104] 在具有飞羽开闭翼系统并组成垂直轴组合型水风车原动机的阻力型翼中，在风车原动机的运转期间在扇形的羽旋转范围21内的上述自由旋转或在水车原动机的运转期间在扇形的羽旋转范围22内的上述自由旋转能够通过以下方式实现：在羽8的羽安装部分附近的一部分处使用可弯曲材料，并且允许该材料弯曲；允许羽旋转轴7被旋转的管覆盖；将铰链或类似的工具附接到羽旋转轴7与其羽安装部分之间的连接部分，并且允许其旋转；或附接工具，以使羽旋转轴7能够在两端的支撑板3处旋转，并且然后允许这些工具旋转。
[0105] 为了提高水风车原动机的旋转功能，基于禽类飞羽的羽支和羽小支以及钩突结构，羽8由纤维材料制成，例如玻璃纤维和碳纤维，其是轻质的并且具有高强度，并且羽8总体上使用树脂等等一体地形成为板形状，或者形成为由聚丙烯或氟化树脂制成的板或由纤维(例如织物等)制成的板，其中，用于风车原动机的羽8是轻质的，使得羽8能够容易地通过在羽8的其中一条垂直侧边固定到旋转器(例如羽旋转轴7)的情况下撞击羽8的区域的风(相当于蒲福(Beaufort)风力等级1)旋转和移动。另外，羽8是板状的并且由具有不允许羽8断裂或拔出的足够高的弯曲强度的材料制成，当水风车原动机的翼变得凹陷以接收水力/风力时，在上数第二段的翼线形4上，羽8延在羽旋转轴之间横跨距离26。
[0106] 通过将羽8形成为具有板形状的单个薄板，流向羽8的后方的水或风的微小湍流在翼凸起时被校正，并且羽允许水流/风流流过，使得水风车原动机的后侧的流速被增大，由此前侧的流速被加速，因此高效率地产生水风车原动机的旋转能。
[0107] 对于羽8，取决于水风车原动机的使用目的，羽8的羽安装部分附近的一部分由能够围绕羽旋转轴7缠绕数次的软材料(例如纤维、树脂和橡胶)制成或者由能够拉入的材料制成，其中材料具有抗拉强度，并且羽8的、除羽安装部分附近的部分以外的部分是板状的。上述的抗拉强度指的是，在羽8允许水流/风流流过并且接收来自水流/风流的力的情况下，或者在羽8即将被水流/风流的力打开/关闭，并且以羽旋转轴7为中心的羽8在羽8的大致整个表面上接收水流/风流的力的情况下，强度足够高从而不允许羽8从其羽安装部拔出。
[0108] 上一段中描述的围绕羽旋转轴7缠绕数次的部分的长度指的是卷入长度9，其缩短了羽8的自由垂直侧边的顶端部分，使得顶端部分不能在两侧接触相邻的羽旋转轴7。
[0109] 根据本发明的垂直轴组合型水风车原动机可用作水风车原动机，并且，当使用目的在水车原动机与风车原动机之间改变时，能够在不改变阻力型的翼的外部构造、部件等的情况下被使用。然而，提高水风车原动机的旋转效率是重要的，并且当用作风车原动机时，通过采用中心在点B附近而不是上数第十段中描述的点A的附近的弓状翼形线4、将开始于羽旋转轴7的羽8设置在水车原动机旋转轴1侧、并且使用最顶端部上的轴作为简易固定轴10来提高风车原动机的旋转效率。
[0110] 正如上一段中所描述的，当用作水车原动机以提高水风车原动机的旋转效率时，设置在阻力型翼上的羽8从距离水车原动机旋转轴1最远的羽旋转轴7开始安装，并且最靠近水车原动机旋转轴1的羽旋转轴7被用作羽旋转停止轴11，其中在水车原动机的情况下，不像风车原动机，没有采用羽简易固定装置。
[0111] 在水车原动机的情况下，在上数第二段中描述的风车原动机与上一段中描述的水车原动机之间变化的、羽的安装位置和翼线形4的弧形基于特有的特性，其特征在于，由于水车原动机中的水的流下抗力大于风车原动机，因此在翼接近上游侧的时刻前后，羽8的自由垂直侧边的所有顶端部一起朝向水风车原动机旋转轴1侧移动。
[0112] 在风车原动机的情况下，在上数第三段中描述的风车原动机与上数第二段中描述的水车原动机之间变化的、羽的安装位置和翼线形4的弧形基于运动特性，其特征在于，由于流下抗力与水相比要小，因此羽8的顶端部一起从水风车原动机的中心被向外导向，由此促使羽8均匀倾斜。根据不同因素而出现这种运动特性，该因素包括以下单独的因素、两个或多个因素的组合、或协同的因素：离心力；水风车原动机旋转时吸入翼线形4的弧的内侧的涡流20；绕进简易固定在最外周圆上的(或者在强风时释放的)羽8的内侧的风；在翼面相对于风从凸起变成凹陷之前吹入两个翼之间的间隙中并且绕进弧的内侧的风；以及在与上述相同的时段吹入即将设置为垂直地抵抗风流的羽旋转轴7、绕进羽旋转轴7的内部和羽8在旋转轴1侧的安装部分、然后牵拉旋转轴1侧下方的相邻风羽8的风。另外，在风车原动机中，在翼面抵抗风而凸起时，即，翼抵抗风流移动(即，当帆船抵抗风流移动时，帆船的帆接收风的情况)时，简易固定的、最外面的羽8已经朝向旋转轴1侧倾斜，并且这还增加了对风车原动机的旋转推力。
[0113] 至于通过阻力型翼面抵抗风变得凸起时接收的抗力来打开风羽8的机构，即使当垂直轴组合型水风车原动机的转速是由升力型叶片的升力来决定并且达到或超过流速的时候，羽8也会根据阻力型翼相对于水流/风流方向变得凹陷时的相对强度而朝向翼的弧的内侧打开，并且在水流/风流方向的相反方向上，翼的弧的外表面上接收的流体能量增加，其中羽8在阻力型翼的所有旋转区域都进入打开状态。
[0114] 关于下一个阶段，当用于垂直轴组合型水风车原动机的旋转的运动从升力型翼的旋转力转换成阻力型翼的旋转力时，随着流体力下降，相对于流体凹陷的、阻力型翼的羽8仅仅利用流体力自然地形成被动表面，而不需要任何新的装置或PC编程信号。
[0115] 如上数第二段中描述的那样，使得羽8在阻力型翼的所有旋转区域都进入打开状态的优势是获得了降低旋转抗力的效果，因为阻力型叶片的几乎全部区域被释放，使得相比其他原动机，垂直轴组合型水风车原动机的旋转力增大。
[0116] 如上数第三段中描述的那样，使得羽8在阻力型翼的所有旋转区域都进入打开状态的优势是，在水风车原动机相对于流体的背后部分处，升力型翼能够接收更多流体力。用于起动的传统阻力型翼是固定板，并且当流体撞击物体时，流在物体的后侧建立了空白部分，该空白部分近似圆形并且具有大约为零的流速。由于空白部分被流朝向后侧推动同时不变形，因此经过该部分的升力型翼不能接收足够的流体力，然而根据本发明的翼的优点是，因为羽8完全打开，所以流体被允许朝向物体的后侧流动并同时保持它的自然流动，使得升力型翼能够接收更多的流体力。
[0117] 如上数第四段中描述的那样，使得羽8在阻力型翼的所有旋转区域都进入打开状态的优势在于，降低垂直轴组合型水风车原动机的整体结构的抗力，使得物体的前表面上的流体流速没有被减速，并且由此放大了水风车原动机的转动能量(其被认为是风速的能量三次方)，并且可提高垂直轴组合型水风车原动机的旋转效率。
[0118] 当转换到如上数第五段中描述的、羽8在阻力型翼的所有旋转区域都打开的状态的阶段的时候，以及转换到如上数第四段中描述的、形成阻力型翼的被动表面的阶段的时候，机构是，在不需要任何新的装置或PC编程信号传送的情况下，羽8能够通过阻力型翼的翼线形4的弧的内侧和它的外侧之间的流体力生成的小压力差而自然地“被打开且形成被动表面”，因此本发明的特征在于简单的机构，其中垂直轴组合型水风车原动机的旋转推力被保持为平稳流。
[0119] 作为在安装了水风车原动机之后避免逼近的台风或增大的水流速度的危险的措施，需要注意的重要方面是通过组成组合型水风车原动机的阻力型翼的大面积接收的阻力。作为措施，本发明能够通过单独的或组合的下列方式来避免整个垂直轴组合型水风车原动机的危险：构成阻力型翼的羽8被卷入或拉入羽旋转轴7，以致于全部羽能进入飘带状态；阻力型翼被朝向旋转轴1侧折叠，以使得它的容积减小；通过朝向旋转轴侧牵拉附接到翼上的羽来减少翼的面积，从而减小阻力；或者，当垂直轴组合型水风车原动机被用作安装结构时，通过网状图案挂屏来削弱到达的风，从而保护其主体，网状图案挂屏被设置在安装在水力风车原动机的主体外周的支撑柱之间。
[0120] 作为在安装了水风车原动机之后避免逼近的台风或增大的水流速度的危险的措施之一，能够通过将羽安装部分附近的、如上数第十三段中所述作为羽8的结构的部分的一部分卷入或拉入如上数第十二段中所述的卷入长度9，来实施使全部羽进入飘带状态的方法。因此，羽8具有长度28，其中羽在两侧都没有接触左边以及右边的羽旋转轴7，并且所有羽能够沿着流体以羽旋转轴7为中心360度自由地飘扬，使得水风车原动机的旋转力消失，水风车原动机的主体的流体阻力显著减小，并且因此整个设备的安全性得到保证。通过将羽安装部分附近的一部分拉入或卷入羽旋转轴7大约半圈至两圈，不仅能够在操作期间采取快速和简单的措施，而且也能够如上所述采取快速和简单的措施保证整个设备的安全性。
[0121] 使用用于折叠垂直轴阻力型水风车原动机的翼的设备来旋转原动机并且避免强风或增大的水流速度的危险的方法的特征在于，设置了弯曲支点，从而能够在上支撑板3和下支撑板3各自的水平位置处、在水平方向上实现弯曲，并且通过这种弯曲，组成了羽旋转轴7和羽8、通过支撑板3支撑的翼的表面朝向翼的弧的内侧被折叠。
[0122] 翼线形4的翼面的折线是与旋转轴1几乎平行的线，并且通过将翼线形4的延展分割为两个或更多分段来产生翼面的折叠分段。
[0123] 由于将翼面折叠，旋转对称布置的阻力型翼各自被卷入旋转轴1侧，以致于相对于流体的被动表面消失并且旋转力消失，并且此外，由于阻力型水风车原动机的整个容积减小并且被固定，因此水风车原动机的整体结构的抗力降低，并且因此在减小的时间段内通过执行简单的操作(例如，与使桨型铁塔的主体倾斜的方法相比)就能够避免强风或增大水流速时的危险。
[0124] 作为折叠和固定阻力型水风车原动机叶片的方法之一，支撑板折叠旋转轴被用作支点，并且伸缩工具的伸缩动力使用液压千斤顶或驱动滚珠丝杠型滚珠丝杠的正反转动，液压千斤顶或驱动滚珠丝杠型滚珠丝杠承担了用在力学中的杠杆施力点的角色，其被设置为朝向旋转轴1侧稍微远离支点。
[0125] 伸缩装置具有两个固定点，也就是，一个点位于从通过支撑板折叠旋转轴形成的界线开始的旋转轴1侧，并且另一点被固定到从支撑板折叠旋转轴B41b朝向旋转轴1侧延伸的副支撑板39b的一部分，也就是，固定到要被朝向翼线形4的弧的内侧折叠的支撑板。经由旋转功能(例如轴承)来固定固定点。机构为：通过滚珠丝杠46的旋转或伸缩操作，滚珠螺母45朝向滚珠丝杠46的末端部移动，其中滚珠丝杠46通过伺服电机的动力旋转，该伺服电机例如滚珠丝杠驱动电机44；连接到滚珠螺母45的副支撑板38b被推出，并且副支撑板38b的主体以作为支点的支撑板折叠旋转轴B41b为中心、朝向翼线形4的弧的内侧被折叠。图12、图13、图14为被用作用于折叠的伸缩装置时的驱动滚珠丝杠型的示例视图。这三个视图是操作连续视图并且示出了在每个翼折叠阶段中伸缩装置的位置。
[0126] 通过安装在支撑板折叠旋转轴A40b上的电机47的正反旋转动力，主支撑板37b被折叠，其与副支撑板38b或任何其他旋转动力装置邻接。
[0128] 作为固定折叠的翼的方法，利用了滚珠丝杠驱动电机44的电机动力和电机47的动力，或者，可以由安装在另一旋转工具的旋转部分上的凸轮装置固定。替代地，在主支撑板37b的顶端部接触相邻翼的支撑板的部分处，可以通过使其钩住钩状物体、把凸起的凸部放入其中或者将其夹住来实现固定。
[0129] 作为折叠和固定阻力型水风车原动机叶片的一种方法，可以采用在旋转轴1的中心处安装稍大于旋转轴1的外尺寸的齿轮的方法，其中，齿轮的齿与集成到副支撑板的基部中的齿轮的齿啮合，并且，能够通过布置在旋转轴的中心处的齿轮的正反旋转来执行翼的折叠和打开。
[0130] 旋转中心齿轮52安装在旋转轴1的中心，并且配备有支撑板开闭齿轮48的副支撑板38通过支撑板折叠旋转轴B41而连接到中心支撑板39，该支撑板开闭齿轮48是半圆形齿轮，以用于啮合旋转中心齿轮，该中心支撑板39安装在旋转轴1的中心，并且副支撑板38通过支撑板折叠旋转轴A40而连接到主支撑板37。
[0131] 在上一段中描述的阻力型水风车原动机的操作期间，叶片的开闭和固定的特征在于，在固定叶片两端的支撑板中，主支撑板37通过滑动式紧固件42固定，副支撑板38由与旋转中心齿轮48啮合的齿轮的力来固定。这种固定方法不一定排除了包括通过插入销和在旋转部分处接合凸轮来固定的其他方法。
[0132] 支柱用夹板54在其基部处、在可旋转的状态下被固定到旋转中心齿轮52，支柱用夹板54支撑主支撑板折叠旋转支柱53，从而帮助折叠主支撑板37，并且支柱用夹板54的顶端部在可旋转的状态下被固定到主支撑板折叠旋转支柱53的中间位置。
[0133] 主支撑板折叠旋转支柱53在其基部处具有旋转支点固定点，其与支撑板折叠旋转轴B41同轴或者是安装在支撑板折叠旋转轴B41附近的可旋转固定点，并且主支撑板折叠旋转支柱53在其中点处被支柱用夹板54支撑。主支撑板折叠旋转支柱53通过支柱用夹板54的往复运动来移动。主支撑板折叠旋转支柱53在其顶端设置有支柱顶端滑动辊子55，其中，在辊子接触设置为朝向旋转轴1侧的延伸状态的支撑板并且沿着该支撑板滑动，从而以作为支点的支撑板折叠旋转轴A40为中心来折叠主支撑板37的时候，能够减少摩擦。这里，优选地设置支柱顶端滑动辊子55以便减少摩擦，但是，可以插入极度可滑动的专用滑动树脂等等，以允许代替滑动，其中，应使用具有高稳定性的材料来降低摩擦。
[0134] 主支撑板37被设置为朝向旋转轴1侧的延伸状态，从而以作为支点的支撑板旋转轴A40为中心进行折叠，从旋转轴1的轴向来看看起来大致像狗腿形状。这起到用于支柱顶端辊子55的导轨的作用，并且，考虑时刻、运动等等来制造它的曲线形，如下所述。通过中心齿轮的动力，主支撑板37和副支撑板38一体地在支撑板折叠方向58上折叠，同时，通过相同的中心齿轮的动力，支柱用夹板54在支柱用夹板(在折叠的时候)60的移动方向上移动，与此结合，被支柱用夹板推动的主支撑板折叠旋转支柱53在主支撑板折叠/旋转支柱(在折叠的时候)61的移动方向上移动。作为下一阶段，当滑动式紧固件42松开的主支撑板37折叠成顶部弯曲形状的单体时，辊子接触狗腿形状的凹部，并且，通过旋转中心齿轮在旋转方向上的后续动力(在折叠的时候)56，主支撑板37和副支撑板38各自都折叠成单体，其中，狗腿形状的倾斜角是在主支撑板37的“狗腿”形状凹陷之后导轨线的倾斜角，以使主支撑板37的顶端部更接近相邻的支撑板而不与其接触。
[0135] 用于具有通过中心齿轮动力来开闭叶片的机构的阻力型水风车原动机叶片的移动的能源可以是安装在旋转中心齿轮52与旋转轴1之间的中空电机动力、可旋转地安装和连接在可通过油压等进行移动的活塞与旋转中心齿轮52之间的活塞往复运动动力、或者附接在安装在中心支撑板39上的齿轮电机与旋转中心齿轮52相接触的位置的电机动力源。
[0136] 具有通过中心齿轮动力来开闭叶片的机构的阻力型水风车原动机叶片的折叠运动是由旋转中心齿轮52在旋转中心齿轮的旋转方向(在折叠的时候)56上的旋转运动开始的。
[0137] 副支撑板38的折叠运动是由支撑板开闭齿轮48在支撑板开闭齿轮的旋转方向(在折叠的时候)57上的运动开始的，其中，支撑板开闭齿轮布置在副支撑板38的基部上，使得通过齿轮在旋转中心齿轮的旋转方向(在折叠的时候)56上的旋转来啮合旋转中心齿轮。通过这个力，以作为支点的支撑板折叠旋转轴B41为中心，副支撑板38和主支撑板37在其外周边缘侧在支撑板折叠方向58上折叠。
[0138] 有时，在如上一段中描述的主支撑板37和副支撑板38开始折叠之后，并且在主支撑板折叠旋转支柱53的支柱顶端滑动辊子55接触到主支撑板37之前，被固定为固定副支撑板38和主支撑板37的滑动式紧固件42在滑动式紧固件要被释放的移动方向(在折叠的时候)59上移动。
[0139] 通过在旋转中心齿轮的旋转方向(在折叠的时候)56上的旋转，附接在旋转中心齿轮52上的支柱用夹板54在支柱用夹板的移动方向(在折叠的时候)60上移动。通过支柱用夹板54在中点处推动的主支撑板折叠旋转支柱53在主支撑板折叠/旋转支柱的移动方向(在折叠的时候)61上、以作为支点的支撑板折叠旋转轴B41为中心而向上移动。因为折叠的主支撑板37以作为支点的支撑板折叠旋转轴A40为中心弯曲，所以朝向旋转轴1侧远离支撑板折叠旋转轴A40的、主支撑板37的一部分面对支柱顶端滑动辊子55，支柱顶端滑动辊子55附接在主支撑板折叠旋转支柱53的顶端部。通过进一步折叠支撑板的力，主支撑板37以作为支点的支撑板折叠旋转轴B41为中心而折叠。
[0140] 支柱用夹板54的顶端部固定在主支撑板折叠旋转支柱53的中点处的位置、以及支柱用夹板54固定在其基部(即，旋转中心齿轮52)的位置、以及支柱用夹板54和主支撑板折叠旋转支柱53的长度是从时刻和位置关系的角度来决定的，如下所述。也就是说，位置和长度基于下列时刻来确定：主支撑板37和副支撑板38整体地与旋转中心齿轮的旋转方向(在折叠的时候)56的运动相一致；主支撑板折叠旋转支柱53与支柱用夹板的移动方向(在折叠的时候)60的运动协同移动；在下一阶段，在滑动式紧固件42松开的主支撑板37折叠成单体的时候，辊子接触到“狗腿”形状的凹部；以及，正在折叠成顶端弯曲形状的、主支撑板37的顶端部能够更接近相邻的支撑板而不与其接触。
[0141] 将具有通过中心齿轮动力来开闭叶片的机构的阻力型水风车原动机叶片折叠的运动在图15、图16、图17和图18中示出为从支撑板的顶面看的操作连续视图。
[0142] 至于通过中心齿轮动力来打开叶片的运动，通过旋转中心齿轮52在与旋转中心齿轮的旋转方向(在折叠的时候)56相反的方向上的旋转的动力，在阻力型水风车原动机的操作期间，相关齿轮彼此啮合并且被带回原始状态，并且，叶片打开到一定状态。因此，本发明的特征在于，与叶片的折叠和打开相关的主要运动是通过设置在水风车原动机的中心处的旋转中心齿轮52的正反旋转来执行的。
[0143] 为了使主支撑板37回到叶片打开的位置，即，回到操作期间的状态，使用下列动力：布置在支撑板折叠旋转轴A40的位置处的开闭卷绕结构复位弹簧49；连接在作为副支撑板38的顶端部的副支撑板连接加固件62的顶端部与主支撑板37之间的盘簧50等的弹簧动力；或者，附接到支撑板折叠旋转轴A的位置的电机等的旋转动力。
[0144] 在阻力型水力/风力翼折叠系统的情况下，作为用于更无疑地避免出现灾害时的危险的优选方式，与最外周圆侧上的翼附接的羽8被垂直尾翼板43代替。垂直尾翼板43起到壁的作用，其在翼折叠的时候保护水风车原动机的中心，同时保持板暂时固定到羽简易固定轴10上的状态。
[0145] 本发明的特征还在于，通过提供阶段式顺序，能够通过运转原动机直到翼被折叠/收纳来恢复能量，同时以不超过临界旋转力的方式控制力，在阶段式顺序中，根据折叠运动中间阶段流体力强度的逐渐增大而逐渐地进行折叠运动，以减少阻力型水力/风力翼的整体容积。
[0146] 用于旋转原动机的基本结构具备移动装置，其用于牵拉阻力型水风车原动机的翼的羽8，并且把它们带回原始工作位置以及避免强风、增大水流速等等时的危险，其特征在于，安装了台状物体和使台状物体移动的轨道，台状物体支撑保持羽8的羽旋转轴7的两端。
[0147] 通过移动上、下台状物体能够获得上述运动，上、下台状物体能够被调整为，使得羽8和被导向台保持的羽旋转轴7能够平行于旋转轴1移动，其中，叶片区域通过滑动来打开/关闭，安装在阻力型叶片上的、要被旋转的所有羽都朝向旋转轴1侧被牵拉，从而极度减小接收流体的表面并由此失去旋转力，并且由于减小整体容积并且固定叶片，对于水风车原动机整体结构的抗力减小，由此，强风、增大水流速等等时的危险能够瞬时避免。
[0148] 避免具备用于构成阻力型水风车原动机的翼的羽8的移动装置的原动机在强风、水流速增大等时的危险的方法是除非水风车原动机具有通过集合体组合一个翼的结构否则不会执行的方法，在该结构中，与羽8附接的羽旋转轴7是单一单元。
[0149] 用作轨道的导轨型导轨具有类似于翼线形4的弯曲形状，并且导轨63在翼线形4的弧的外侧的位置处固定于支撑板3，使得当在轨道上移动时，羽旋转轴7的轴中心能够在翼线形4的线上，其中，考虑到用于旋转和固定的轴承66、例如导向台64和导轨63等构件的厚度以及这些构件之间的空隙空间的厚度等，该线形成有空隙。
[0150] 除上一段中描述的安装导轨型导轨的方法之外，滚珠丝杠型轴或导轨可以设置在支撑板3上、翼线形4的正上方，然后其被设置为具有滚珠螺母或导向台(例如，滚珠螺母，其保持台)，使得羽旋转轴7能够被支撑在滚珠丝杠型轴或导轨上。
[0151] 也可以接受一种安装模式，其中，导轨型导轨安装在翼线形4的线上，并且导轨自身被用作支撑体代替支撑板3。在这种情况下，驱动滚珠丝杠型可动轴(滚珠丝杠)可以按需安装，其经常被用作像导轨一样的轨道。
[0152] 针对其基部来确定如上一段中描述的、用作代替支撑板3的支撑体的驱动滚珠丝杠型可动轴或导轨型导轨的材质、厚度和轴径，该基部安装在旋转轴1上，从而具有足够高的强度而不会被作用于阻力型翼的凹陷表面的整个受风区域上的水力或风力损坏(材质、厚度和轴径)。
[0153] 在驱动滚珠丝杠型滚珠丝杠轴上移动的滚珠螺母(或与滚珠螺母相结合的台)通过设在滚珠螺母的端部处的电机的正反旋转动力移动，并且通过控制步进电机或伺服电机的转数来进行定位，电机根据发送的信号旋转固定次数，或者通过在停止位置处安装指针且在用传感器检测指针之后停止运动的方法来进行定位。
[0154] 按照需要，通过滚珠循环式正反流体力来执行在驱动滚珠丝杠型滚珠丝杠轴上移动的滚珠螺母的运动。
[0155] 通过嵌在导向台64内的电机65的正反旋转动力来执行导向台64在导轨型导轨63上的运动，通过控制步进电机或伺服电机的转数来进行定位，电机根据发送的信号旋转固定次数，或者通过在停止位置处安装指针且在用传感器检测指针之后停止运动的方法来进行定位。
[0156] 在避免与通过牵拉羽8的方法进行的高速旋转相关联的危险的情况下，与最外周圆侧上的翼附接的羽8被垂直尾翼板43代替。垂直尾翼板43不仅通过附接于羽旋转轴7的垂直尾翼板旋转电机69的正反旋转而朝向旋转轴1侧旋转，从而下压被牵拉的羽8，而且还朝向风羽简易固定轴10侧旋转，以在再起动水风车原动机时暂时固定。
[0157] 当水风车原动机是安装结构时，作为减小阻力型水风车原动机翼的容积或者在通过滑动减小翼面积之后固定尺寸减小的翼的方法，安装在主体的外周位置处的支撑柱73设有叉形工具，在完成了减小水风车原动机的尺寸之后，按照需要，取出附接于支撑柱73的叉形工具，并且作为叉形工具的接头的分叉口放在水风车原动机上，并且对侧上的支撑杆固定到支撑柱73，其安装在主体的外周圆外侧。
[0158] 作为在将水风车原动机安装为安装结构之后避免由接近的台风引起的强风时的危险的方法，在安装在主体的外周位置处的支撑柱73之间设置盖住水风车原动机的侧面的网状图案挂屏74。由于仔细调查安装水风车原动机的区域中的气候情况以及在前气候记录，因此要安装的网状图案挂屏74具有的网眼尺寸足以将风削弱到水风车原动机不被穿过网状图案挂屏74并且以预期强风的预期快速进入内部的强风损坏的级别。
[0159] 作为在将水风车原动机安装为安装结构之后避免由接近的台风引起的强风时的危险的方法，网眼尺寸被选择为，使得与弱风时相比，强风时使用更小的网眼。此外，根据需要，即使是强风时，也能够通过选择允许风以能够运转水风车原动机的速度穿过的网眼来回收能量。
[0160] 作为在将水风车原动机安装为安装结构之后避免由接近的台风引起的强风时的危险的方法，准备各自具有不同网眼尺寸的两个或更多挂屏，并且在采用措施以避免危险的时候，挂屏按照网眼尺寸顺序安装，或者从具有较小网眼尺寸的挂屏开始移除，使得能够处理强风的风速范围能够变宽，并且能够实现由网状图案挂屏74保护的水风车原动机回收的能量增加的效果。
[0161] 在安装水风车原动机之后，按照需要，可以通过操作电子仪器来进行通过避免由接近的台风等引起的强风时的危险的方法的操作开始、调整和停止，电子仪器连接到用于测量和检测的风速计并且接收发送的电子信号。
[0162] 当根据本发明的垂直轴组合型水风车原动机被用作水面浮动式时，风车原动机安装在浮子上并且被用作发电、泵送等的电机，并且在流体能量能够由安装浮子的位置下方的河流、海流等产生的位置，水车原动机安装在表面的下方，使得通过这些原动机的组合工作能够产生大量的工作和发电。
[0163] 虽然在浮子上方和下方安装和操作水面浮动式水风车原动机的方法在极度不同的场地条件下使用，即，在水上和水下使用，但是阻力型叶片的基本结构在很多方面是类似的，并且差异仅在于羽安装的位置，因此，优点是能够简单的用单一部件执行维护，即，管理容易。
[0164] 在水平轴式中出现的螺旋桨发电系统中，螺旋桨高于铁塔，因此，出现的事故是，螺旋桨被闪电撞击并且破损，或者，铁塔顶部的机舱被闪电撞击并且燃烧。在垂直轴组合型水风车原动机中，根据需要，能够在旋转轴1的顶部或者在用于固定主体的外周侧的柱的顶部安装避雷针，其延伸到高出主体的高度，并且能够采取防止雷击事故的措施，使得整个垂直轴组合型水风车原动机包容在锥形保护角内，该角在从安装的避雷针的顶端开始的一侧为60度。
[0165] 工业实用性
[0166] 各种资源的耗尽最近已经被认为是一个问题，作为产生能量的主要资源，石油和煤是在相似境遇下的资源，并且许多专家指出我们将陷入争夺这些仅有的可用资源的危险。许多工业发达国家已经开始积极地促进作为替代能源的可再生能源(太阳能、风能、水能、地热能、生物质能)的使用。本发明涉及一种原动机，其能够采用这些能源中的流体(例如风和水)的力。
[0167] 从技术来看，据说日本的风速是较慢的，风的类型主要是“山岳风”，因此适合于垂直轴风车原动机，但是，由水平轴型升力驱动的螺旋桨型风力发电机事实上在许多情况中采用。这是因为垂直轴型的转数低并且发电效率低，并且难以采取措辞对付台风，但是本发明能够通过采用基于常规垂直轴风力发电的组合型改善起动性，并且能够用在比其他组合水力/风力发电机更宽的风速区域中，因为旋转效率能够在高风速和高水流速区域中得到改善。另外，本发明具有的优点是，相比于所有宽能量区域中的常规原动机，能够降低抗力并且能够获得效率高的发电。此外，技术发展是，能够容易且迅速地采用对应应该由台风引起的灾害的措施，因此本发明能够用作垂直轴水力/风力发电机，其适合于日本的风类型。
[0168] 被称作能源革命的、设置有用于通过英特网管理的各种能量的“下一代电力网络”的“智能电网革命”已经开始，并且期望的是革命规模能够获得可以超过那些“IT革命”的经济效益。已经进行了这种革命，以智能地解决安全问题(因为要求稳定的能量获取)和产生能量损耗的问题，并且已经基于“小规模分散系统”代替当前的“大规模集中系统”、通过局部地消耗局部产生的能量来尝试大量降低损耗。这种革命对每个小规模区域附近使用下一代电力网络的家庭风力发电和中规模风电场发电的实施很重要，其中，在获取到每个小规模区域所需的能量时，消费者能够容易地变成供应者。进行这种商业革命的消费者倾向于寻找采用垂直轴水风车原动机的家庭发电，垂直轴水风车原动机能够容易地捕获所有方向的风并且为自治体规模，对于能够在狭窄的场所大量发电的、使用垂直轴风车原动机(据说，每个地段区域的发电量是水平轴风车原动机的100倍)的风电场的需求将不可避免的突然增加。
[0169] 附图标记说明
[0170] 1 旋转轴
[0171] 2 圆的中心
[0172] 3 支撑板
[0173] 4 翼线形
[0174] 5 以点A为中心的翼线形
[0175] 6 以点B为中心的翼线形
[0176] 7 羽旋转轴
[0177] 8 羽
[0178] 9 羽卷入长度(L3)
[0179] 10 羽简易固定轴
[0180] 11 羽旋转停止轴
[0181] 12 羽暂时停止金属配件等等
[0182] 13 水风车原动机旋转方向
[0183] 13a 风车原动机旋转方向
[0184] 13b 水车原动机旋转方向
[0185] 14 水/风流
[0186] 15 风流
[0187] 16 水流
[0188] 17 凸起翼全部打开
[0189] 18 凹陷翼全部关闭
[0190] 19 外周圆
[0191] 20 内部涡流
[0192] 21 风车原动机运转期间的羽旋转范围
[0193] 22 水车原动机运转期间的羽旋转范围
[0194] 23 避免风车原动机的危险时的羽旋转范围
[0195] 24 避免水车原动机的危险时的羽旋转范围
[0196] 25 羽卷入筒
[0197] 26 羽旋转轴间隔(L1)
[0198] 27 运转期间羽的短方向(横向)长度(L2)
[0199] 28 避免危险时羽的短方向长度(L2-L3)
[0200] 29 阻力型叶片
[0201] 30 阻力型叶片的旋转方向
[0202] 31 升力型叶片
[0203] 32 升力型叶片的旋转方向
[0204] 33 垂直轴组合型水风车原动机的旋转方向
[0205] 34 风接收时的阻力型翼凹陷表面
[0206] 35 阻力型凸起表面释放
[0207] 36 阻力型翼全开
[0208] 37 主支撑板
[0209] 37a 主支撑板
[0210] 38 副支撑板
[0211] 38b 副支撑板
[0212] 39 中心支撑板
[0213] 39b 中心支撑板
[0214] 40 支撑板折叠旋转轴A
[0215] 40b 支撑板折叠旋转轴A
[0216] 41 支撑板折叠旋转轴B
[0217] 41b 支撑板折叠旋转轴B
[0218] 42 滑动式紧固件
[0219] 42b 滑动式紧固件
[0220] 43 垂直尾翼板
[0221] 43b 垂直尾翼板
[0222] 44 滚珠丝杠驱动电机
[0223] 45 滚珠螺母
[0224] 46 滚珠丝杠
[0225] 47 电机
[0226] 48 支撑板开闭齿轮
[0227] 49 开闭卷绕结构复位弹簧
[0228] 50 盘簧
[0229] 51 旋转中心齿轮动力
[0230] 52 旋转中心齿轮
[0231] 53 主支撑板折叠旋转支柱
[0232] 54 支柱用夹板
[0233] 55 支柱顶端滑动辊子
[0234] 56 旋转中心齿轮的旋转方向(折叠时)
[0235] 57 支撑板开闭齿轮的旋转方向(折叠时)
[0236] 58 支撑板的折叠方向
[0237] 59 滑动式紧固件的移动方向(折叠时)
[0238] 60 支柱用夹板的移动方向(折叠时)
[0239] 61 主支撑板折叠旋转支柱的移动方向(折叠时)
[0240] 62 副支撑板连接加强件
[0241] 63 导轨
[0242] 64 导向台
[0243] 65 电机
[0244] 66 轴承
[0245] 67 导轨固定螺栓
[0246] 68 带有旋转装置的垂直尾翼板
[0247] 69 垂直尾翼板旋转电机
[0248] 70 用于支撑板的支撑柱
[0249] 71 羽牵拉/收纳方向
[0250] 72 用于按压羽的、垂直尾翼板的旋转方向
[0251] 73 支撑柱
[0252] 74 网状图案状挂屏
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