CN102192090A - 风力发电装置的改良结构 - Google Patents

Abstract

一种风力发电装置的改良结构，其结构简单、方便组装，具有较大风力负载机制等作用；包括基座、可转动的设置在基座上的转轴、及具有导风板的框架，该框架配置在该基座上。该转轴上设置有螺旋叶片，沿转轴的轴线方向环绕延伸，而使该螺旋叶片形成连续型态；如此，容许风力通过导风板后，撞击该螺旋叶片，以推动转轴转动发电；以改善已知叶片较容易因风力过大而损坏的情形。

Description

风力发电装置的改良结构

技术领域

本发明涉及一种结构简单、方便组装的风力发电装置；特别是指一种在转轴上设置有螺旋叶片，并且可承载较大风力的发电装置。

背景技术

使空气流通过风车或风力机构，藉叶片转动的机械能，带动发电机组的导线线圈产生磁激而转变为电能输出的锋利发电装置，已属于现有技术。例如，中国台湾第98210701号「风力发电结构」、第98210202号「可自动对风之风力发电装置」、第972109733号「立式复合型风力发电机之结构改良」、第98206677号「可转动塔架的水平轴风力发电机」、和第95148715号「风力发电装置」专利案等，提供了典型的实施例。

这技术在该行业中也已属一技术成熟的领域。这是因为在已揭露的前案中，包括了风力发电装置各部分结构的改良或设计；例如，中国台湾第95222093号「风力发电机之导风板结构」、第98206705号「风力发电机之机壳结构」、第98206703号「风力发电机之叶轮结构」、和第98215491号「风力发电机叶片固定座补强构造」专利案等，提供了典型的实施例。

现有技术也已揭示了一种垂直轴式风力发电装置，例如中国台湾第98205640号专利案，提供了一个具体的实施例。旧法中，也有应用软性布料作为风车叶片的实施例。一个有关这类风力发电装置的课题是，为了降低风车叶片因强风造成的损坏，现有技术中也揭示了应用复杂的传动机构来控制导风板的手段，例如中国台湾第93215394号「风力发电机组之导风装置」专利案，设置了数个栅板，每一个栅板之间形成栅孔，让多方向来的空气流产生旋转情形。或中国台湾第93200993号「风力发电风车之结构」专利案，揭示了扇叶机构形成多段可收折伸缩的扇叶，并且经油压杆调整扇叶长度，减低整个风车在台风或风力较大时的风阻。

在中国台湾第96202060号「风力发电装置」专利案中，也提供了复杂的导风机构；它配装有一包含马达和旋转轴的调控组控制一枢接定位栓的正、反转绳环，以控制导风板和扇叶的方向。中国台湾第94128144号「风力发电机组风能利用的装卸装置」专利案，也揭示了一种复杂的控制机构。为了使导风机构的控制结构不会太复杂、降低制造成本，在中国台湾第96208544号「应用气流翻转叶片的风车」专利案中，提供了一种应用自然风力推动风车叶片产生角度变换的实施例。

代表性的来说，这些参考数据揭示了风车叶片、导风机构和其相关组件应用在风力发电装置方面的先前技术。如果重行设计考虑该风力发电装置，并且使其构造不同于现有技术，或使其结构设计具有操作简单、能承载较大的风力或空气流等更理想的安全作用等手段，将可改变它的使用或操作形态，而有别于旧法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对上述现有技术的不足，提供一种结构简单、方便组装和具有较大风力负载机制等作用的风力发电装置的改良结构。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种风力发电装置的改良结构，包括基座、可转动的设置在该基座上的转轴、具有导风板的框架，该框架配置在该基座上；其特点是：所述转轴上设置有螺旋叶片，该螺旋叶片沿转轴的轴线方向环绕延伸，而使该螺旋叶片形成连续状态。

根据本发明风力发电装置的改良结构，该框架的每一个导风板之间界定有间隙，让风力或空气流进入框架。在一个较佳的考虑中，使数个导风板活动枢接在该框架上，使导风板在空气流通过时，形成摆动自如的型态；而可自动调整或降低强风的力量。

如此，该螺旋叶片形成连续型态；并且，容许风力通过导风板后，撞击该螺旋叶片，以推动转轴转动发电；以改善已知叶片较容易因风力过大而损坏的情形。数个导风板活动枢接在该框架上，使导风板在空气流通过时，形成摆动自如的型态，而可自动调整或降低强风的力量。

对于本发明所具有的新颖性、特点，及其它目的与功效，将在下文中配合所附图式第详加说明，而趋于了解。

附图说明：

图1是本发明的立体示意图。

图2是本发明的结构分解示意图。

图3是本发明的结构剖视示意图；同时，也描绘了该导风板与一垂直参考轴的夹角θ的情形。

图4是本发明的动态实施例示意图；显示了风力或空气流较小时，该导风板的配合情形；同时，也描绘了该导风板的形状。

图5是本发明的另一动态实施例示意图；显示了风力或空气流较大时，该导风板的配合情形；同时，也描绘了该导风板的形状。

标号说明：

10 基座                            20 转轴

21 螺旋叶片                        30、30a 导风板

31 第一端                           32 第二端

40 框架                             50、60 磁铁

70 轴承                             s、s1空气流

x 间隙                              y 参考轴

θ夹角

具体实施方式：

请参阅图1、图2及图3，本发明风力发电装置的改良结构，包括一基座，概以参考编号10表示；基座10可配置发电机组（图中未示）。一转轴20可转动的设置在基座10上，以及一具有导风板30的框架40配置在该基座10上，而将转轴20包围在框架40和导风板30里面。图2特别显示了该导风板30成数个片段的型态，而形成环状排列轮廓。因此，该框架40和导风板30可接收多方向或360°送来的风力或空气流。

在一个衍生的实施例中，导风板30也可以直接形成一环状体的结构。基本上，导风板30和框架40可采一体成型的型态，来降低制造成本和人员在组装上的时间。图3也特别描绘出该导风板30在所采的实施例中，与一参考轴y形成非垂直的夹角；所述的夹角θ约为30°～75°。

在所采较佳的实施例中，该转轴20上设置有一螺旋叶片21，沿转轴20的轴线方向环绕延伸，而使该螺旋叶片21形成连续型态。并且，容许风力或空气流通过导风板30后，撞击该螺旋叶片21，以推动转轴20转动发电。在一个可行的实施例中，该螺旋叶片21的螺旋角度约为60°，配合导风板30角度，可导引空气流撞击螺旋叶片21的角度；而螺旋叶片21的螺旋方向可选择右螺旋或左螺旋方向。必须加以说明的是，该螺旋叶片21形成连续型态的结构，使螺旋叶片21建立一个整体的结构组织，来承载、接收风力或空气流；相较于旧法中风车叶片都成个别片段的型态而言，该螺旋叶片21具有较大的风力负载能力。

图2、图3也描绘了该基座10和转轴20分别配装有磁极相同而彼此相斥的磁铁50、60，而产生磁浮作用；用以减轻转轴20和螺旋叶片21的重量完全压在该轴承70和基座10上的重负荷情形。不仅可降低该相关组件和轴承70的磨耗，并且使转轴20和螺旋叶片21的转动变得更轻巧，使得在仅具有微弱风速的情况下，仍能顺利产生旋转作用。

请再参考图3，该框架40的每一个导风板30之间界定有一间隙x，让风力或空气流s（图号标示在图4）可进入框架40，推动螺旋叶片21，使转轴20转动。请参考图3，在一个较佳的考虑中，选择了至少一个或数个导风板30a以活动枢接的型态配装在该框架40上，使导风板30a在空气流s通过时，形成摆动自如的型态；而可自动调整增强或降低气流对螺旋叶片21的作用力，使得外在风压对内部组件（即螺旋叶片21及转轴20的推动力可呈现在一较稳定的状态，以降低内部组件的损坏率。

请参阅图4、图5，描绘了导风板30、30a与风力或空气流s的配合情形；图4显示出当风力或空气流s的力量比较小时，导风板30、30a导引空气流s进入框架40撞击该螺旋叶片21，以推动转轴20转动发电。可了解的是，在这实施例中，因空气流s的力量小；因此，导风板30a将不会被空气流s推动而产生摆动的情形。

图5特别描绘出当风力或空气流s、s1的力量比较大时，导风板30、30a导引空气流s、s1进入框架40撞击该螺旋叶片21，以推动转轴20转动发电的情形。在这实施例中，将进入导风板30a上方的空气流定义为s；进入导风板30a下方的空气流定义为s1；该空气流s1会推动导风板30a向图中的上方摆动，例如图中实线部份所显示的情形，但上方的空气流s会下压导风板30a；由于导风板30a的阻挡，或因空气流s1需推动导风板30a，因此对空气流s1产生阻力，使空气流s1的力量降低，而不会对螺旋叶片21产生直接和较大力量的撞击；改善了已知叶片较容易因风力过大而损坏的情形。可了解的是，该导风板30a可因应风量的大小而自动产生不同摆幅的摆动作用。

图4、图5也显示了在一个修正的实施例中，该导风板30a具有一趋近于三角形或梯形的断面形状。具体而言，导风板30a包含一枢接在框架40上的固定端或第一端31，和一可摆动自如的自由端或第二端32；并且，使该第二端32的断面面积大于该第一端31的断面面积。因此，至少第二端32会具有一重量，使第二端32经常性的位在图中下方的位置，例如图5的假想线部份所显示的位置；除非空气流s1推动它产生摆动。相对于这实施例，在一个衍生的措施中，可在接近导风板第二端32的位置设置配重，使第二端32具有重量。

代表性的来说，这风力发电装置的改良结构的设计至少包括考虑了下列的条件和作用：

1.该导风板30、30a成数个片段的型态，形成环状排列轮廓，或形成一体成型的型态；因此，该框架40和导风板30可接收多方向或360°送来的风力或空气流s、s1。并且，也方便业者制造、配装和提供。

2.该螺旋叶片21沿转轴20的轴线方向环绕延伸，而使该螺旋叶片21形成连续型态的结构，使螺旋叶片21建立一个整体的结构组织，来承载、接收风力或空气流s、s1；相较于旧法中风车叶片都成个别片段的型态而言，该螺旋叶片21具有较大的风力负载能力；因此，像已知叶片较容易因风力过大而损坏的情形，被尽可能的降到最低。

3.选择了数个导风板30a以活动枢接的型态配装在该框架40上，使导风板30a在空气流s、s1通过时，形成摆动自如的型态，而可自动调整或降低强风的力量；明显改善了旧法中应用复杂的控制或传动机构的情形。

可了解的是，在一个修正的实施例中，业者也可以依据风力或空气流大小的区域，来选择配置导风板30a的数量。

故，本发明提供了一有效的风力发电装置的改良结构，其空间型态不同于现有技术，且具有旧型式中无法比拟的优点，而展现了相当大的进步。

Claims (28)

1.一种风力发电装置的改良结构，包括基座、可转动的设置在该基座上的转轴、具有导风板的框架，该框架配置在该基座上；其特征在于：所述转轴上设置有螺旋叶片，该螺旋叶片沿转轴的轴线方向环绕延伸，而使该螺旋叶片形成连续状态。

2.如权利要求1所述的风力发电装置的改良结构，其特征在于：所述导风板成数个片段的型态，而形成环状排列轮廓。

3.如权利要求1所述的风力发电装置的改良结构，其特征在于：所述导风板形成环状体。

4.如权利要求1或2或3所述的风力发电装置的改良结构，其特征在于：所述导风板和框架为一体成型。

5.如权利要求1或2或3所述的风力发电装置的改良结构，其特征在于：所述导风板与一参考轴间形成非垂直的夹角。

6.如权利要求5所述的风力发电装置的改良结构，其特征在于：所述夹角在30°～75°之间。

7.如权利要求4所述的风力发电装置的改良结构，其特征在于：所述导风板与一参考轴间形成非垂直的夹角。

8.如权利要求1或2或3所述的风力发电装置的改良结构，其特征在于：所述螺旋叶片的螺旋方向为右螺旋方向。

9.如权利要求5所述的风力发电装置的改良结构，其特征在于：所述螺旋叶片的螺旋方向为右螺旋方向。

10.如权利要求1或2或3所述的风力发电装置的改良结构，其特征在于：所述螺旋叶片的螺旋方向为左螺旋方向。

11.如权利要求5所述的风力发电装置的改良结构，其特征在于：所述螺旋叶片的螺旋方向为左螺旋方向。

12.如权利要求1或2或3所述的风力发电装置的改良结构，其特征在于：所述基座和转轴分别配装有磁极相同而彼此相斥的磁铁。

13.如权利要求5所述的风力发电装置的改良结构，其特征在于：所述基座和转轴分别配装有磁极相同而彼此相斥的磁铁。

14.如权利要求1或2或3所述的风力发电装置的改良结构，其特征在于：所述框架的每一个导风板之间界定有间隙。

15.如权利要求5所述的风力发电装置的改良结构，其特征在于：所述框架的每一个导风板之间界定有间隙。

16.如权利要求12所述的风力发电装置的改良结构，其特征在于：所述框架的每一个导风板之间界定有间隙。

17.如权利要求1或2或3所述的风力发电装置的改良结构，其特征在于：所述框架枢接有至少一个可摆动自如的导风板。

18.如权利要求5所述的风力发电装置的改良结构，其特征在于：所述框架枢接有至少一个可摆动自如的导风板。

19.如权利要求12所述的风力发电装置的改良结构，其特征在于：所述该框架枢接有至少一个可摆动自如的导风板。

20.如权利要求17所述的风力发电装置的改良结构，其特征在于：所述导风板具有一趋近于三角形的断面形状。

21.如权利要求18所述的风力发电装置的改良结构，其特征在于：所述导风板系具有一趋近于三角形的断面形状。

22.如权利要求19所述的风力发电装置的改良结构，其特征在于：所述导风板具有一趋近于三角形的断面形状。

23.如权利要求17所述的风力发电装置的改良结构，其特征在于：所述导风板具有一趋近于梯形的断面形状。

24.如权利要求18所述的风力发电装置的改良结构，其特征在于：所述导风板具有一趋近于梯形的断面形状。

25.如权利要求19所述的风力发电装置的改良结构，其特征在于：所述导风板具有一趋近于梯形的断面形状。

26.如权利要求17所述的风力发电装置的改良结构，其特征在于：所述导风板包含枢接在框架上的第一端、和可摆动自如的第二端；该第二端的断面面积大于该第一端的断面面积。

27.如权利要求17所述的风力发电装置的改良结构，其特征在于：所述导风板包含枢接在框架上的第一端、和一可摆动自如的第二端；该第二端设置有一配重。

28.如权利要求1或2或3所述的风力发电装置的改良结构，其特征在于：所述螺旋叶片的螺旋角度为60°。

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