CN103216386A - 风力发电装置 - Google Patents

Abstract

一种风力发电装置，包含一基座、一发电单元、一集风单元，及一控制单元，该控制单元包括一能侦测该发电单元的转速的转速侦测器，及数个对应该集风单元的每一集风板设置的驱动器。所述驱动器是依该发电单元的转速以控制每一集风板在一集风位置与一非集风位置间转动，当所述集风板在该集风位置时，每一通道的出风口的断面积是小于每一进风口的断面积且面向该发电单元，当所述集风板在该非集风位置时，每一通道的出风口的断面积是不小于每一进风口的断面积且不面向该发电单元，不但能稳定发电效率，还能避免因转速过快而造成该发电机的损毁。

Description

风力发电装置

技术领域

本发明涉及一种发电装置，特别是涉及一种风力发电装置。

背景技术

近年来，由于温室效应、地球暖化，造成许多的生态问题及环境伤害，各地相继发起环保节能的行动，使得再生能源的利用与发展日渐受到各国的重视，又以太阳能发电与风力发电最受青睐。

参阅图1，现有风力发电装置1包括一端固设于地面的支撑架11、一枢设于该支撑架11另一端的风扇12、及一与该风扇12电连接的发电机组13。该风扇12具有一具有三片螺旋桨形的扇叶121。

所述扇叶121因承受风力而转动，而该发电机组13则将所述扇叶121转动时的动能转换为电能，达到以风力发电的功效。

然而，现有风力发电装置1整体的体积庞大，并不适合安装于高楼林立的都市中，而且现有风力发电装置1的风扇12无法随风场改变方向，无法随时受不同方向的风力吹拂而转动导致发电效率不稳定。

为克服上述现有风力发电装置1的缺点，发明人研发出如图2所示，中国台湾公告号第M338278号「可多向集风之发电装置」实用新型专利的技术。

该发电装置2是利用集风单元21聚集不同风向的风力，使得转动单元22的每一扇叶221皆可持续受到风力的吹袭，以稳定风力发电的效益，还能够在不影响发电效益下缩短所述扇叶221长度及缩小发电装置整体的体积。

众所周知，风力并不稳定，因此，当风力维持在一般状态时，利用该集风单元21确实能聚集不同风向的风力以顺利推动该转动单元22，但是，当台风或龙卷风发生时，若仍以该集风单元21聚集风力以推动该转动单元22，可能导致发电单元23因该转动单元22的转速过快而损毁。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发电效率稳定且能避免因转速过快而损毁的风力发电装置。

本发明风力发电装置，包含一个基座、一个设置于该基座上的发电单元、一个用于汇集风力的集风单元，及一个用于控制该集风单元的控制单元。

该发电单元包括一支枢设于该基座的转轴、至少一个设置于该转轴周缘的扇叶组，及一个能被该转轴所驱动的发电机，该扇叶组具有数片自该转轴向外延伸的扇叶。该集风单元包括数块枢设于该基座上且呈放射状相互间隔地环绕所述扇叶的集风板，及数条分别由每两相邻的集风板相配合界定出的通道，每一条通道具有相反的一个出风口与一个进风口。该控制单元包括一个能侦测该转轴的转速并产生一相对应的转速信号的转速侦测器，及数个分别对应每一集风板设置的驱动器。所述驱动器能接收该转速信号以控制每一块集风板在一个集风位置与一个非集风位置间转动，当所述集风板在该集风位置时，每一条通道的出风口的断面积是小于每一个进风口的断面积且面向该转轴方向，当所述集风板在该非集风位置时，每一条通道的出风口的断面积是不小于每一个进风口的断面积且不面向该转轴方向。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用于下技术措施进一步实现。

较佳地，前述的风力发电装置，其中每一块集风板具有一支与该转轴同轴向枢设于该基座上的心轴，及一个连设于该心轴的板体，该板体具有一个自基座外缘朝该转轴方向延伸的第一导引段，及一个由该第一导引段朝该转轴方向弯弧且渐缩延伸的第二导引段。

较佳地，前述的风力发电装置，其中该风力发电装置还包含一个罩设于发电单元与该集风单元的顶盖，而该发电单元的转轴的两端与该集风单元的每一块集风板的心轴的两端均分别枢设于该基座上与该顶盖上。

较佳地，前述的风力发电装置，其中该发电单元包括数个沿该转轴的轴线方向间隔设置于该转轴周缘的扇叶组，每一个扇叶组具有数片自该转轴向外延伸的扇叶。

本发明的另一目的，仍在提供一种发电效率稳定且能避免因转速过快而损毁的风力发电装置。

本发明风力发电装置，包含一个基座、一个设置于该基座上的发电单元、一个用于汇集风力的集风单元，及一个用于控制该集风单元的控制单元。

该发电单元包括一支枢设于该基座的转轴、至少一个设置于该转轴周缘的扇叶组，及一个能被该转轴所驱动的发电机，该扇叶组具有数片自该转轴向外延伸的扇叶。该集风单元包括数个设置于该基座上且呈放射状相互间隔地环绕所述扇叶的集风机构，每一个集风机构具有一块与该转轴同轴向枢设于该基座上的调整板，及一块对应该调整板而设置于该基座上并朝该转轴方向延伸的集风板，每两相邻的调整板相配合界定出一个进风口，每两相邻的集风板相配合界定出一个出风口。该控制单元包括一个能侦测该转轴的转速并产生一相对应的转速信号的转速侦测器，及数个分别对应每一集风机构的调整板设置的驱动器。所述驱动器能接收该转速信号以控制每一个集风机构的调整板相对集风板在一个集风位置与一个非集风位置间转动，当所述调整板在该集风位置时，每一个进风口的断面积是大于每一个出风口的断面积且面向该转轴方向，当所述调整板在该非集风位置时，每一个出风口的断面积是不小于每一个进风口的断面积且不面向该转轴方向。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

较佳地，前述的风力发电装置，其中每一块调整板具有一支与该转轴同轴向枢设于该基座上的轴杆，及一个连设于该轴杆的调整板体，每一块集风板具有一个面向相对应的调整板的轴杆的第一导引段，及一个由该第一导引段朝该转轴方向弯弧且渐缩延伸的第二导引段。

较佳地，前述的风力发电装置，其中该风力发电装置还包含一个罩设于发电单元与该集风单元的顶盖，而该发电单元的转轴的两端与该每一块调整板的轴杆的两端均分别枢设于该基座上与该顶盖上。

较佳地，前述的风力发电装置，其中该发电单元包括数个沿该转轴的轴线方向间隔设置于该转轴周缘的扇叶组，每一个扇叶组具有数片自该转轴向外延伸的扇叶。

较佳地，前述的风力发电装置，其中该集风单元还包括数个分别连接每两相邻的集风板的补强件。

本发明的有益效果在于：利用该转速侦测器侦测该转轴的转速，配合所述驱动器以该转轴的转速调整改变每一出风口的断面积，使该转轴能稳定转动，不但能够稳定发电效率，还能避免因转速过快而造成该发电机的损毁。

附图说明

图1是一立体图，说明一现有风力发电装置。

图2是中国台湾公告号第M338278号「可多向集风之发电装置」实用新型专利的一立体分解图。

图3是本发明风力发电装置的第一较佳实施例的一立体分解图。

图4是一剖视图，辅助说明该第一较佳实施例。

图5是一俯视图，说明该第一较佳实施例的所述集风板在一集风位置，其中省略部分构件。

图6是另一俯视图，说明该第一较佳实施例的所述集风板在一非集风位置，其中省略部分构件。

图7是另一俯视图，说明该第一较佳实施例的所述集风板完全封闭所述进风口的态样，其中省略部分构件。

图8是本发明风力发电装置的第二较佳实施例的一立体分解图。

图9是本发明风力发电装置的第三较佳实施例的一立体分解图。

图10是一俯视图，说明该第三较佳实施例的所述集风机构在一集风位置，其中省略部分构件。

图11是另一俯视图，说明该第三较佳实施例的所述集风机构在一非集风位置，其中省略部分构件。

图12是另一俯视图，说明该第三较佳实施例的所述集风板完全封闭所述进风口的态样，其中省略部分构件。

图13是本发明风力发电装置的第四较佳实施例的一立体分解图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。

在本发明被详细描述前，要注意的是，在以下的说明内容中，类似的组件是以相同的编号来表示。

参阅图3、4，本发明风力发电装置3的第一较佳实施例包含一中空状基座4、一设置于该基座4上的发电单元5、一用于汇集风力的集风单元6、一罩设于发电单元5与该集风单元6的顶盖7，及一用于控制该集风单元6的控制单元8。

该发电单元5包括一支两端分别枢设于该基座4与该顶盖7的转轴51、一设置于该转轴51周缘的扇叶组52，及一设置于该基座4内且能被该转轴51所驱动的发电机53，该扇叶组52具有数个自该转轴51向外延伸的扇叶521。

该集风单元6包括数块枢设于该基座4上且呈放射状相互间隔地环绕所述扇叶521的集风板61，及数条分别由每两相邻的集风板61相配合界定出的通道62。

参阅图4、5，并一并回顾图3，每一集风板61具有一与该转轴51同轴向枢设于该基座4与该顶盖7的心轴611，及一连设于该心轴611的板体612，该板体612具有一自基座4外缘朝该转轴51方向延伸的第一导引段613，及一由该第一导引段613朝该转轴51方向弯弧且渐缩延伸的第二导引段614，而每一通道62具有相反的一出风口621与一进风口622。

该控制单元8包括一能侦测该转轴51的转速并产生一相对应的转速信号的转速侦测器81，及数个分别对应每一集风板61设置的驱动器82。在本实施例中，所述驱动器82是马达，其能接收该转速信号以控制每一集风板61在一如图5所示的集风位置，与一如图6所示的非集风位置间转动。

参阅图5、6，并一并回顾图4，当所述集风板61在该集风位置时，每一通道62的出风口621的断面积是小于每一进风口622的断面积且面向该转轴51方向，而对风力产生加压集流的效果，配合该基座4与该顶盖7防止风力流散，再以朝该转轴51方向弯弧渐缩延伸的第二导引段614有效导引风力，而对所述扇叶521施予一集中且短暂滞留的持续推力，进而连动该转轴51呈一固定方向高速旋转以驱动该发电机53运转产生电力。

当所述集风板61在该非集风位置时，每一通道62的出风口621的断面积是不小于该进风口622的断面积，且不面向该转轴51方向，因此，在风力过大时，能避免产生加压集流的效果，甚至是如图7所示，完全封闭所述该进风口622，以防止该发电机53因转速过快而损毁。

参阅图8，本发明风力发电装置3的第二较佳实施例，大致是与该第一较佳实例相似，不同的地方在于：该发电单元5包括数个沿该转轴51的轴线方向间隔设置于该转轴51周缘的扇叶组52，每一扇叶组52具有数个自该转轴51向外延伸的扇叶521，且每一扇叶组52的所述扇叶521皆彼此交错而不上下重叠。

由于本实施例大致是与该第一较佳实施利相同，因此，除了能够达成与该第一较佳实例相同的功效外，利用沿该转轴51的轴线方向间隔设置于该转轴51周缘的扇叶组52，可使所述扇叶521以多角度自该转轴51向外延伸，进而构成更大面积与更为广泛的迎风面，使位于不同高度的风力皆能有效地吹袭每一扇叶521，以带动该转轴51迅速转动。

参阅图9，本发明风力发电装置3的第三较佳实施例，大致是与该第一较佳实例相似，不同的地方在于：该集风单元6包括数个设置于该基座4上且呈放射状相互间隔地环绕所述扇叶521的集风机构63，及数个补强件64。

参阅图9、10，每一集风机构63具有一与该转轴51同轴向枢设于该基座4上的调整板631，及一对应该调整板631而设置于该基座4上并朝该转轴51方向延伸的集风板634，每两相邻的调整板631相配合界定出一进风口622，每两相邻的集风板634相配合界定出一出风口621，所述补强件64延该转轴51的轴向间隔地连接于每两相邻集风板634间。

每一调整板631具有一与该转轴51同轴向且两端是分别枢设于该基座4上与该顶盖7上的轴杆632，及一连设于该轴杆632的调整板体633，每一集风板634具有一面向相对应的调整板631的轴杆632的第一导引段635，及一由该第一导引段635朝该转轴51方向弯弧且渐缩延伸以导引风力的第二导引段636。

参阅图10、11，所述驱动器82能接收来自该转速侦测器81的转速信号以控制每一集风机构63的调整板631相对集风板634在一如图10所示的集风位置与一如图11所示非集风位置间转动。

当所述调整板631在该集风位置时，每一进风口622的断面积是大于每一出风口621的断面积，当所述调整板631在该非集风位置时，每一出风口621的断面积是不小于每一进风口622的断面积。

由于本较佳实施例大致是与该第一较佳实施例相同，因此，除了能够达成于该第一较佳实施例相同的功效外，所述补强件64能有效提升所述集风板634间的强度避免发生损坏，而每一集风机构63的调整板631与集风板634的分离式设计，能够降低所述调整板631的维修或更换的成本，当然，所述调整板631也能够是如图12所示，完全封闭所述进风口622。

参阅图13，本发明风力发电装置3的第四较佳实施例，大致是与该第三较佳实例相似，不同的地方在于：该发电单元5包括数个沿该转轴51的轴线方向间隔设置于该转轴51周缘的扇叶组52，每一扇叶组52具有数个自该转轴51向外延伸的扇叶521，且每一扇叶组52的所述扇叶521皆彼此交错而不上下重叠。

由于本实施例大致是与该第三较佳实施例相同，因此，除了能够达成与该第一较佳实例相同的功效外，利用沿该转轴51的轴线方向间隔设置于该转轴51周缘的扇叶组52，可使所述扇叶521是以多角度自该转轴51向外延伸，进而构成更大面积与更为广泛的迎风面，使位于不同高度的风力皆能有效地吹袭每一扇叶521，以带动该转轴51迅速转动。

综上所述，本发明风力发电装置3，利用该转速侦测器81侦测该转轴51的转速，配合所述驱动器82以该转轴51的转速调整改变每一出风口621的断面积，使该转轴51能稳定转动，不但能够稳定发电效率，还能避免因转速过快而造成该发电机53的损毁，所以确实能达成本发明的目的。

Claims (9)

1.一种风力发电装置，包含：一个基座、一个发电单元、一个集风单元，及一个控制单元，该发电单元包括一支枢设于该基座的转轴、至少一个设置于该转轴周缘的扇叶组，及一个能被该转轴所驱动的发电机，该扇叶组具有数片自该转轴向外延伸的扇叶，其特征在于：

该集风单元包括数块枢设于该基座上且呈放射状相互间隔地环绕所述扇叶的集风板，及数条分别由每两相邻的集风板相配合界定出的通道，每一条通道具有相反的一个出风口与一个进风口，该控制单元包括一个能侦测该转轴的转速并产生一相对应的转速信号的转速侦测器，及数个分别对应每一集风板设置的驱动器，所述驱动器能接收该转速信号以控制每一块集风板在一个集风位置与一个非集风位置间转动，当所述集风板在该集风位置时，每一条通道的出风口的断面积是小于每一个进风口的断面积且面向该转轴方向，当所述集风板在该非集风位置时，每一条通道的出风口的断面积是不小于每一个进风口的断面积且不面向该转轴方向。

2.根据权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于：每一块集风板具有一支与该转轴同轴向枢设于该基座上的心轴，及一个连设于该心轴的板体，该板体具有一个自基座外缘朝该转轴方向延伸的第一导引段，及一个由该第一导引段朝该转轴方向弯弧且渐缩延伸的第二导引段。

3.根据权利要求1或2所述的风力发电装置，其特征在于：该风力发电装置还包含一个罩设于发电单元与该集风单元的顶盖，而该发电单元的转轴的两端与该集风单元的每一块集风板的心轴的两端均分别枢设于该基座上与该顶盖上。

4.根据权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于：该发电单元包括数个沿该转轴的轴线方向间隔设置于该转轴周缘的扇叶组，每一个扇叶组具有数片自该转轴向外延伸的扇叶。

5.一种风力发电装置，包含：一个基座、一个发电单元、一个集风单元，及一个控制单元，该发电单元包括一支枢设于该基座的转轴、至少一个设置于该转轴周缘的扇叶组，及一个能被该转轴所驱动的发电机，该扇叶组具有数片自该转轴向外延伸的扇叶，其特征在于：

该集风单元包括数个设置于该基座上且呈放射状相互间隔地环绕所述扇叶的集风机构，每一个集风机构具有一块与该转轴同轴向枢设于该基座上的调整板，及一块对应该调整板而设置于该基座上并朝该转轴方向延伸的集风板，每两相邻的调整板相配合界定出一个进风口，每两相邻的集风板相配合界定出一个出风口，该控制单元包括一个能侦测该转轴的转速并产生一相对应的转速信号的转速侦测器，及数个分别对应每一集风机构的调整板设置的驱动器，所述驱动器能接收该转速信号以控制每一个集风机构的调整板相对集风板在一个集风位置与一个非集风位置间转动，当所述调整板在该集风位置时，每一个进风口的断面积是大于每一个出风口的断面积且面向该转轴方向，当所述调整板在该非集风位置时，每一个出风口的断面积是不小于每一个进风口的断面积且不面向该转轴方向。

6.根据权利要求5所述的风力发电装置，其特征在于：每一块调整板具有一支与该转轴同轴向枢设于该基座上的轴杆，及一个连设于该轴杆的调整板体，每一块集风板具有一个面向相对应的调整板的轴杆的第一导引段，及一个由该第一导引段朝该转轴方向弯弧且渐缩延伸的第二导引段。

7.根据权利要求6所述的风力发电装置，其特征在于：该风力发电装置还包含一个罩设于发电单元与该集风单元的顶盖，而该发电单元的转轴的两端与该每一块调整板的轴杆的两端均分别枢设于该基座上与该顶盖上。

8.根据权利要求5所述的风力发电装置，其特征在于：该发电单元包括数个沿该转轴的轴线方向间隔设置于该转轴周缘的扇叶组，每一个扇叶组具有数片自该转轴向外延伸的扇叶。

9.根据权利要求5所述的风力发电装置，其特征在于：该集风单元还包括数个分别连接每两相邻的集风板的补强件。

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