CN102562463A - 可自动收合叶片的垂直式风力发电机 - Google Patents

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黄子耀
萧左政
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Abstract

一种可自动收合叶片的垂直式风力发电机，它包含：一发电机、一连杆装置、一升力型叶片组，一阻力型叶片组和一驱动装置，其中该驱动装置是用以提供动力驱动该连杆装置，具有一出力轴，是于一第一及一第二位置间往复位移，当位于该第一位置上时，是带动该连杆装置，而使该二阻力型叶片彼此对称地位于该旋转部转轴两侧的一展开位置上，当位于该第二位置上时，则经由该连杆装置，带动各该阻力型叶片位移至该旋转部转轴轴向上的一收合位置上。本发明的有益效果为：可自动收合叶片，提高发电效率。

Description

可自动收合叶片的垂直式风力发电机
技术领域
本发明涉及一种风力发电机，尤指一种可自动收合叶片、提高发电效率的垂直式风力发电机。
背景技术
由于近年来节能环保议题受到重视，目前欧美各国为了应对温室效应，减少二氧化碳的排放，均积极开发利用天然资源发电作为替代能源的方式，包括有风力、太阳能、海水等。而以各种天然资源开发为再生能源的方式中，又以风力发电技术最为成熟，应用范围最广，并且发电成本较为低廉。
风力发电机主要是通过空气流动带动叶片旋转以撷取风的动能，进而将该动能转换成有用的机械能或是电能。而风力发电机的类型，依照主轴与水平面的相对位置可分为水平轴风力发电机与垂直式风力发电机。虽然水平轴风力发电机的发电效率高于垂直式风力发电机，但是水平轴风力发电机的叶片旋转面必须正对风向，才能使之产生较佳发电效率，因此结构设计较为复杂，制造成本相对来说比较高。虽然垂直式风力发电机效率较差，但是由于其旋转轴是垂直于水平面，不论任何方向的风皆能旋转扇叶使的发电，并且垂直式风力发电机具有较小回转半径、结构简单、低噪音以及设计外观较佳等优点，因此较为适合架设于受风范围有限、风向及风速频繁变化的都市、高楼屋顶。
而垂直式风力发电机依照叶片工作原理又可分为升力型与阻力型，其中，升力型叶片是以所受升力带动叶片旋转，转速较快，具有较优异的旋转效率；阻力型叶片则是以所受阻力带动叶片转动，转矩较大，用有较佳的启动能力。两种不同工作原理的叶片各具有其优点，因此目前部份垂直式风力发电机会同时装设阻力型与升力型的叶片，以达成低风速启动，高风速发电的功效，然而于高转速时，阻力型叶片会对整个风力发电系统产生抵抗旋转的阻力，而降低旋转效率，造成发电效率的降低。
发明内容
本发明的主要目的即在于提供一种可自动收合叶片的垂直式风力发电机，其是用以于高转速时收合阻力型叶片，有效地降低其对系统所造成的阻力。
本发明的另一目的是在于提供一种可自动收合叶片的垂直式风力发电机，其是用以提升风力发电机的发电效率。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种可自动收合叶片的垂直式风力发电机，它包含：
一发电机，具有一定子，一旋转部，转轴垂直于水平面；
一升力型叶片组，具有若干升力型叶片，若干支架，该些支架分别桥接于一对应的所述升力型叶片与所述旋转部间；
一阻力型叶片组，具有二阻力型叶片，是对称地位于所述旋转部的转轴两侧；
其更包含有：
一连杆装置，是桥接于各该阻力型叶片与该旋转部间；
一驱动装置，是用以提供动力驱动该连杆装置，具有一出力轴，是于一第一及一第二位置间往复位移，当位于该第一位置上时，是带动该连杆装置，而使该二阻力型叶片彼此对称地位于该旋转部转轴两侧的一展开位置上，当位于该第二位置上时，则经由该连杆装置，带动各该阻力型叶片位移至该旋转部转轴轴向上的一收合位置上。
其更包含有一盘座，该盘座对应地设于所述发电机的一端面而连接所述旋转部，并与该旋转部同轴旋转。
所述驱动装置具有一本体，设于该盘座上，一致动器，设于该本体上，用以提供动力驱动该出力轴于该第一及该第二位置间往复位移。
所述连杆装置系具有一基部，设于该致动器之出力轴一端，二连动杆，分别相对地以杆轴一端枢设于该基部两侧面，并分别以杆轴另端枢接各该阻力型叶片。
所述发电机为外转式。
又或，所述发电机为内转式。
本发明的有益效果为：可自动收合叶片，提高发电效率。
下面举出一较佳实施例，并通过附图对本发明作进一步说明。
附图说明
图1是本发明一较佳实施例的立体图。
图2是本发明一较佳实施例部份元件的分解图。
图3是本发明一较佳实施例的作动示意图（其中，该驱动装置的出力轴是位于该第一位置）。
图4是本发明一较佳实施例的作动立体图（其中，该驱动装置的出力轴是位于该第二位置）。
图5是本发明一较佳实施例的作动示意图（其中，该驱动装置的出力轴是位于该第二位置）。
具体实施方式
请参阅图1至图5所示，在本发明的一较佳实施例中所提供可自动收合叶片的垂直式风力发电机10，主要是由一外转式发电机20、一盘座30、一连杆装置40、一升力型叶片组50、一阻力型叶片组60及一驱动装置70所组成，其中：
该外转式发电机20是由一定子（图中未示）及一旋转部21所组成，其中，该定子是位于该发电机20内部，而该旋转部21设于该定子外，转轴垂直于水平面，但此等发电机的构造乃属一般现有的技术且非属本发明的技术特征，于此即不对之再作赘述。
该盘座30是呈圆形，对应地设于该发电机20的一端面而连接该旋转部21，并得与该旋转部21同轴旋转。
该连杆装置40是设于该盘座30的预定部位上。
该升力型叶片组50是具有若干长形升力型叶片51，若干支架52，桥接于一对应的升力型叶片51与该旋转部21间。
该阻力型叶片组60是具有二呈半圆筒状的阻力型叶片61，彼此对称地设于该旋转部21的转轴两侧，而与该连杆装置40相连接。
该驱动装置70是用以提供动力驱动该连杆装置40，具有一本体71，设于该盘座30上，一致动器72，设于该本体71上，一出力轴73，能被该致动器72驱动而于一第一位置与一第二位置间往复位移；当该出力轴73位于该第一位置上时，是带动该连杆装置40，而使该二阻力型叶片61彼此对称地位于该旋转部21转轴两侧的一展开位置上，当位于该第二位置上时，则经由该连杆装置40，带动各该阻力型叶片61位移至该旋转部21转轴轴向上的一收合位置上。
更进一步而言，该连杆装置40乃是具有一基部41，是设于该致动器72的出力轴73轴端上，二连动杆42，分别以杆轴一端枢设于该基部41的两侧面，而各自以杆轴另一端与一对应的阻力型叶片61枢接。
通过上述构件的组成，该致动器72可提供一动力使该出力轴73于该第一及该第二位置间位移，而带动该连杆装置40，使该二阻力型叶片61位于该展开或是该收合位置。详言之，请参阅图1和图3，当该出力轴73位于该第一位置时，该二阻力型叶片61是位于该展开位置，此时，该二阻力型叶片61可受到风力推动而持续旋转；请参阅图4和图5，当该致动器72提供一动力，使该出力轴73由该第一位置移至该第二位置，同时带动该基部41位移，连动该二连动杆42，使该二阻力型叶片61位于该收合位置，此时，该二阻力型叶片61则无法被风推动旋转。
由于在高转速时，倘若阻力型叶片61持续被风推动旋转，对于整体系统会造成阻力，反而不利于发电效率。因此，本发明所提供可自动收合叶片的垂直式风力发电机10可依据转速的大小，决定是否启动该驱动装置70，据此，使该出力轴73于该第一位置与该第二位置位移，而带动该连杆装置40，使该二阻力型叶片61展开或是收合。换言之，倘若转速高于预定数值时，即可启动该驱动装置70，使该二阻力型叶片61位于该收合位置，而不再被风力推动旋转，可有效地降低其对于系统的阻力，增加发电效率；倘若转速低于预定数值时，该驱动装置70则不会被启动，该二阻力型叶片61是位于该展开装置，仍可被风力所推动旋转，使其保有较佳的启动能力。
于此特别说明的是，前述实施例中是以外转式发电机为其组成元件之一，但并不以外转式发电机为限，亦即利用内转式发电机亦可达成相同的功效。
以上仅是通过若干较佳实施例详细说明本发明，对于各该实施例所做的任何简单修改或是变化，例如所述叶片的数量或是外型的改变等，均应为本专利申请权利要求保护范围之内。

Claims (6)

1.一种可自动收合叶片的垂直式风力发电机，它包含：
一发电机，具有一定子，一旋转部，转轴垂直于水平面；
一升力型叶片组，具有若干升力型叶片，若干支架，该些支架分别桥接于一对应的所述升力型叶片与所述旋转部间；
一阻力型叶片组，具有二阻力型叶片，是对称地位于所述旋转部的转轴两侧；
其特征在于，其更包含有：
一连杆装置，是桥接于各该阻力型叶片与该旋转部间；
一驱动装置，是用以提供动力驱动该连杆装置，具有一出力轴，是于一第一及一第二位置间往复位移，当位于该第一位置上时，是带动该连杆装置，而使该二阻力型叶片彼此对称地位于该旋转部转轴两侧的一展开位置上，当位于该第二位置上时，则经由该连杆装置，带动各该阻力型叶片位移至该旋转部转轴轴向上的一收合位置上。
2.如权利要求1所述的可自动收合叶片的垂直式风力发电机，其特征在于，其更包含有一盘座，该盘座对应地设于所述发电机的一端面而连接所述旋转部，并与该旋转部同轴旋转。
3.如权利要求2项所述的可自动收合叶片的垂直式风力发电机，其特征在于，所述驱动装置具有一本体，设于该盘座上，一致动器，设于该本体上，用以提供动力驱动该出力轴于该第一及该第二位置间往复位移。
4.如权利要求3所述的可自动收合叶片的垂直式风力发电机，其特征在于，所述连杆装置系具有一基部，设于该致动器之出力轴一端，二连动杆，分别相对地以杆轴一端枢设于该基部两侧面，并分别以杆轴另端枢接各该阻力型叶片。
5.如权利要求1所述的可自动收合叶片的垂直式风力发电机，其特征在于，所述发电机为外转式。
6.如权利要求1所述的可自动收合叶片的垂直式风力发电机，其特征在于，所述发电机为内转式。
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