CN103835883B - 风洞型风力发电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风洞型风力发电机，其包含有一基座、一发电模块、一转动模块及一扇叶模块，该发电模块设于该基座上，该转动模块包含有间隔设置的一内转磁环及一外转环，以及包含有位于内转磁环与外转环之间的多个传动组件，所述传动组件设于该固定环架且能够带动地连接内转磁环与外转环，以及内转磁环上设有多个相异磁极交替排列的磁铁，该扇叶模块设在该外转环上且包含有多个间隔且环状排列的叶片，所述叶片设有多向迎风面，且扇叶模块中央形成一风道，可提供飞禽通过且改善风切声噪音，以及叶片的多向迎风面可有效提高风力有效利用率。

Description

风洞型风力发电机

技术领域

本发明涉及一种风洞型风力发电机，尤指一种可高效率地利用风场发电，并可让飞禽可由中心穿越的风洞型风力发电机。

背景技术

现有风力发电机包含有一架体、一叶片组件及一发电组件，该叶片组件包含叶片单元，叶片单元连接中心转子且通过中心转子设于该架体上，其中，风力带动风力发电机的叶片单元转动并促使发电组件运转发电。

然而在上述结构中，只有迎风向吹来的风力可施加推动力于风力发电机的叶片单元，而侧向吹来的风力无法对风力发电机的叶片单元施加推动力，所以无法提高风力的有效利用率。此外，风通过风力发电机的中心转子处会打散风场，使风的能量减少、效率降低并会产生风切声的噪音，以及风力过大时，风力发电机内的轴承承受叶片单元的转动而容易故障损坏。

另外，风力发电机的叶片单元转动所形成的作业面积呈圆形，所以飞禽无法穿越风力发电机的中心，且飞禽穿越风力发电机的中心会受到撞击而受伤，因此风力发电机会危害飞禽的生命。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种风洞型风力发电机，希望由此设计，改善风力发电机无法妥善利用侧向风力的问题，和风切声噪音大与轴承损坏的问题，以及无法让飞禽穿越中心而危害飞禽生命的问题。

为达到前述目的，本发明所设计的一风洞型风力发电机，包含有：

一基座；

一发电模块，其包含有一固设于该基座的固定环架，该固定环架的内侧环设有一感应线圈组件；

一转动模块，其包含有间隔设置的一内转磁环及一外转环，以及包含有位于内转磁环与外转环之间的多传动组件，所述传动组件设于该固定环架且都具有一转动套，且转动套能够带动地连接内转磁环与外转环，以及内转磁环上设有多个磁铁，这些磁铁面向感应线圈组件且相异磁极交替排列；以及

一扇叶模块，其设于该外转环上且包含有多个间隔且环状排列的叶片，所述叶片设有多向迎风面，且扇叶模块中央形成一风道。

为达到前述目的，本发明所设计的另一风洞型风力发电机，包含有：

一基座；

一发电模块，其包含有一固设于该基座的固定环架，该固定环架的内侧环设有一感应线圈组件；

一转动模块，其包含多个传动组件及一内转磁环，这些传动组件设于该固定环架且都具有一转动套，该内转磁环与固定环架间隔设置并邻接这些传动组件的转动套，该内转磁环上设有多个磁铁，这些磁铁面向感应线圈组件且相异磁极交替排列；以及

一扇叶模块，其设在该内转磁环上且包含有多个间隔且环状排列的叶片，所述叶片设有多向迎风面，且扇叶模块中央形成一风道。

上述中，风洞型风力发电机的叶片设有多向迎风面，可妥善利用正向与侧向的风以推动叶片，使扇叶模块转动，达到提高风力有效利用率的目的，以及扇叶模块中央形成风道，并配合中空的内转磁环、固定环架，让飞禽可自由穿越风道，且改善风切声噪音，以及风洞型风力发电机的扇叶模块与转动模块之间不需要设置轴承，可避免轴承损坏的问题。

附图说明

图1为本发明风洞型风力发电机的一较佳实施例的立体分解示意图。

图2为本发明风洞型风力发电机的一较佳实施例的组合前视示意图。

图3为本发明风洞型风力发电机的一较佳实施例的组合侧视示意图。

图4为本发明风洞型风力发电机的一较佳实施例的局部前视示意图。

图5为本发明风洞型风力发电机的一较佳实施例的局部剖面示意图。

图6为本发明风洞型风力发电机的一较佳实施例的一组接组件的使用状态示意图。

图7为本发明风洞型风力发电机的一较佳实施例的另一组接组件的使用状态示意图。

图8为本发明风洞型风力发电机的另一较佳实施例的感应线圈组件的示意图。

图9为本发明风洞型风力发电机的一较佳实施例的组接轴偏心状态示意图。

图10为本发明风洞型风力发电机的又一较佳实施例的立体组合示意图。

图11为本发明风洞型风力发电机的又一较佳实施例的立体分解示意图。

图12为本发明风洞型风力发电机的又一较佳实施例的组合侧视示意图。

图13为本发明风洞型风力发电机的又一较佳实施例的局部剖面示意图。

图14为本发明风洞型风力发电机的次一较佳实施例的立体组合示意图。

图15为本发明风洞型风力发电机的次一较佳实施例的立体分解示意图。

图16为本发明风洞型风力发电机的次一较佳实施例的组合侧视示意图。

图17为本发明风洞型风力发电机的次一较佳实施例的组接轴偏心状态示意图。

具体实施方式

请参阅图1至图3，为本发明风洞型风力发电机的一较佳实施例，其包含有一基座10、一发电模块20、一转动模块30及一扇叶模块40。

该基座10包含有一座体11，该座体11上枢设一连接架12，在本发明较佳实施例中，该座体11可为一拱形构件。

该发电模块20包含有一固设于该基座10的连接架12的固定环架，该固定环架的内侧环设有一感应线圈组件，在本发明较佳实施例中，该固定环架包含有一中空状的固定板21，该固定板21固设于该基座10的连接架12，以及该固定板21上设有组接框22，且组接框22位于该感应线圈组件外围。

该转动模块30包含有间隔设置的一内转磁环31及一环绕于内转磁环31外围的外转环32，以及包含有位于内转磁环31与外转环32之间的多个传动组件33，所述传动组件33设于该固定环架的组接框22且都具有一转动套37，且转动套37可带动地连接内转磁环31与外转环32，请参阅图5所示，内转磁环31上设有多个磁铁34，这些磁铁34面向感应线圈组件，其中，这些磁铁34为相异磁极交替排列，即内转磁环31的同一侧面上的这些磁铁34，呈现N极、S极、N极、S极的相异磁极交错排列方式。在本发明较佳实施例中，所述传动组件33都包含有一插组于组接框22的组接轴38，转动套37套设于组接轴38上，以及转动套37与组接轴38之间设有一第一轴承381及一第二轴承382。

该扇叶模块40设于该外转环32上，且包含有多个间隔且环状排列的叶片41，所述叶片41设有多向迎风面411，且扇叶模块40中央形成有一风道48。在本发明较佳实施例中，所述叶片41都设有一弯折伸入感应线圈组件内侧的导流部412。

请参阅图1所示，该感应线圈组件包含有多个间隔且环状排列的感应线圈单元23，其中，这些感应线圈单元23可以串联或并联方式连接到一外部的负载或蓄电池，由外部的负载与蓄电池接收这些感应线圈单元23产生的感应电流。

请参阅图8所示，该感应线圈组件包含有一环状外壳24，该环状外壳24外绕设包覆式感应线圈26并设有多个对应传动组件33的缺口25，所述内转磁环31设于该环状外壳24内且经由缺口25连接传动组件33。

请参阅图1、图3、图4，该外转环32的外侧面上设有多个间隔排列的缩口组接槽35与多间隔排列的组接孔36，该扇叶模块40包含有一对应外转环32的连动环42及多个组接组件43，该连动环42上设有多个间隔排列的定位槽421，以及多个间隔排列且连通对应的组接孔36的穿槽422，这些组接组件43设于连动环42的穿槽422处并伸入外转环32中对应的组接孔36，所述叶片41设有一定位杆413及一组接杆414，该定位杆413伸入连动环42中对应的定位槽421，该组接杆414邻接连动环42且卡组于外转环32中对应的缩口组接槽35。

请参阅图6所示，所述组接组件43包含有一滑动套管44及一组接件45，该滑动套管44包含有一较小径段441及一较大径段442，该较小径段441伸入穿槽422，该较大径段442位于连动环42与外转环32之间，该组接件45通过较小径段441并伸入外转环32中对应的组接孔36，其中，该连动环42与外转环32之间的间距大小可通过滑动套管44的较大径段442控制。

或者，部分的组接组件43包含有一滑动套管44及一组接件45，该滑动套管44包含有一较小径段441及一较大径段442，该较小径段441伸入穿槽422，该较大径段442位于连动环42与外转环32之间，该组接件45通过较小径段441并伸入外转环32中对应的组接孔36，其余的组接组件43如图7所示，包含有一缓冲件46及一连接件47，该缓冲件46位于对应的穿槽422中，且一端抵接连动环42，另一端连接该连接件47，该连接件47通过对应的穿槽422并伸入外转环32中对应的组接孔36，所述缓冲件46可以为弹簧，设置为当旋转惯量大于弹簧压力，连动环42开始转动，导致叶片41改变角度。

上述结构中，该扇叶模块40的叶片41具有多向迎风面411，正向、侧向而来的风都可推动叶片41，使扇叶模块40转动且带动该外转环32，外转环32的转动会带动传动组件33的转动套37，通过转动套37的转动而带动内转磁环31转动，内转磁环31转动时，对于每一感应线圈单元23或包覆式感应线圈26而言，因相异磁极交替通过，使感应线圈单元23、包覆式感应线圈26根据感应到的磁场变化而产生感应电流，且感应电流可被外部的负载与蓄电池接收，达到风力发电的目的。

其中，该扇叶模块40的这些叶片41通过连动环42可达到同动的目的，使叶片41可依据风向、风力大小而适当调整角度以获取良好的风力有效利用率。另外，该基座10的连接架12可相对座体11转动，且连接架12的转动可带动整组发电模块20、转动模块30与扇叶模块40，随着不同风向让连接架12适当相对于该座体11转动，进一步提高风力有效利用率。此外，这些叶片41的导流部412，可导引风并聚压至风道48处，使扇叶模块40的运转速度提高。

在上述结构中，外转环32的缩口组接槽35与叶片41的组接杆414的配合，可提高外转环32与叶片41的组合强度与稳固性，防止叶片41脱落。

请参阅图5所示，所述传动组件33都包含有一插组于固定环架的组接轴38，转动套37套设于组接轴38上，以及转动套37与组接轴38之间设有一第一轴承381及一第二轴承382，请参阅图9所示，至少一传动组件33的组接轴38与转动套37呈偏心组设，预留公差余量以提高转动模块30转动的顺畅性。

请参阅图10至图12，为本发明风洞型风力发电机的一较佳实施例，其包含有一基座10、一发电模块20、一转动模块30及一扇叶模块40，该发电模块20包含有一可固设于该基座10的固定环架，该固定环架的内侧环设有一感应线圈组件。在本发明较佳实施例中，该固定环架包含有一中空状的固定板21，该固定板21可固设于该基座10的连接架12，以及该固定板21上设有组接框22，且组接框22位于该感应线圈组件外围，该转动模块30包含多个传动组件33及一内转磁环31，这些传动组件33设于该固定环架且都具有一转动套37，该内转磁环31与固定环架间隔设置并邻接这些传动组件33的转动套37，该内转磁环31上设有多个磁铁34，这些磁铁34面向感应线圈组件且相异磁极交替排列，该扇叶模块40设于该内转磁环31上，且包含有多个间隔且环状排列的叶片41，所述叶片41设有多向迎风面411，且扇叶模块40中央形成一风道48，其中，该内转磁环31上设有锁孔311，该扇叶模块40的叶片41经由螺丝锁入锁孔311而组固于该内转磁环31上，且叶片41与内转磁环31之间设有垫片312。

在上述结构中，该扇叶模块40的叶片41具有多向迎风面411而可被正向、侧向而来的风推动，进而推动内转磁环31。在内转磁环31转动时，对于每一感应线圈单元23而言，因相异磁极交替通过，使感应线圈单元23根据感应到的磁场变化而产生感应电流，且感应电流可被外部的负载与蓄电池接收，达到风力发电的目的。其中，该扇叶模块40中央形成的风道48，使风通过风洞型风力发电机的风场不会被打散，避免风的能量减少，进而提高效率并降低风切声的噪音。

请参阅图13所示，所述传动组件33都包含有一插组于固定环架的组接轴38，转动套37套设于组接轴38上，以及转动套37与组接轴38之间设有一第一轴承381及一第二轴承382。

进一步参阅图14至图16所示，该转动模块30包含有一组接环39，该组接环39设有枢接孔与组接孔，该组接环39间隔地固设于该内转磁环31上，且组接环39与内转磁环31之间设有垫片313并以衔接杆314组接，以及该扇叶模块40包含有一对应组接环39的连接环49、一对应连接环49的连动环42及多个组接组件43，该连动环42上设有多个间隔排列的定位槽421，以及多个间隔排列且连通对应的组接孔的穿槽422，这些组接组件43设于连动环42的穿槽422处并伸入组接环39中对应的组接孔，所述叶片41设有一定位杆413及一枢接杆415，该定位杆413伸入连动环42中对应的定位槽421，该枢接杆415伸入连接环49。

在上述结构中，该扇叶模块40的这些叶片41通过连动环42可达到同动的目的，使叶片41被正向、侧向而来的风推动时，叶片41可依据风向、风力大小而适当调整角度以获取良好的风力有效利用率。

请参阅图17所示，至少一传动组件33的组接轴38与转动套37呈偏心组设，预留公差余量以提高转动模块30转动的顺畅性。

综上所述，该风洞型风力发电机于扇叶模块40中央形成风道48，可改善风切声噪音，且风洞型风力发电机的扇叶模块40与转动模块30之间设置传动组件33，可分散轴承负载以提高使用寿命，另外该风洞型风力发电机的扇叶模块40中央形成风道48并配合中空的内转磁环31、固定环架，让飞禽可自由穿越，在中央处无阻碍下，可产生风洞效应，以及叶片41设有多向迎风面411，可妥善利用正向与侧向的风以推动叶片41，使扇叶模块40转动，以及叶片41的导流部412可导引风并聚压至风道48处，且风道48处无阻碍，因此可提高推动叶片41的风压，达到提高风力有效利用率的目的，另外，该扇叶模块40的这些叶片41环状间隔排列，让空间利用能够更灵活，使该风洞型风力发电机的设置受到地形的限制降低并提高适用性。

Claims (10)

1.一种风洞型风力发电机，其包含：

一基座；

一发电模块，其包含有一固设于该基座的固定环架，该固定环架的内侧环设有一感应线圈组件；

一转动模块，其包含间隔设置的一内转磁环及一外转环，以及包含有位于内转磁环与外转环之间的多个传动组件，所述传动组件设于该固定环架且都具有一转动套，且转动套能够带动地连接内转磁环与外转环，内转磁环上设有多个磁铁，这些磁铁面向感应线圈组件且相异磁极交替排列；以及

一扇叶模块，其设于该外转环上且包含有多个间隔且环状排列的叶片，所述叶片设有多向迎风面，且扇叶模块中央形成一风道。

2.根据权利要求1所述的风洞型风力发电机，其中，该感应线圈组件包含有多个间隔且环状排列的感应线圈单元。

3.根据权利要求1所述的风洞型风力发电机，其中，该感应线圈组件包含有一环状外壳，该环状外壳外绕设包覆式感应线圈并设有多个对应转动套的缺口，所述内转磁环设于该环状外壳内且经由缺口连接转动套。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的风洞型风力发电机，其中，该外转环的外侧面上设有多个间隔排列的缩口组接槽与多个间隔排列的组接孔，该扇叶模块包含有一对应外转环的连动环及多个组接组件，该连动环上设有多个间隔排列的定位槽，以及多个间隔排列且连通对应的组接孔的穿槽，这些组接组件设于连动环的穿槽处并伸入外转环中对应的组接孔，所述叶片设有一定位杆及一组接杆，该定位杆伸入连动环中对应的定位槽，该组接杆邻接连动环且卡组于外转环中对应的缩口组接槽。

5.根据权利要求4所述的风洞型风力发电机，其中，所述组接组件包含有一滑动套管及一组接件，该滑动套管包含有一较小径段及一较大径段，该较小径段伸入穿槽，该较大径段位于连动环与外转环之间，该组接件通过较小径段并伸入外转环中对应的组接孔。

6.根据权利要求4所述的风洞型风力发电机，其中，部分的组接组件包含有一滑动套管及一组接件，该滑动套管包含有一较小径段及一较大径段，该较小径段伸入穿槽，该较大径段位于连动环与外转环之间，该组接件通过较小径段并伸入外转环中对应的组接孔，其余的组接组件包含有一缓冲件及一连接件，该缓冲件位于对应的穿槽中，且一端抵接连动环，另一端连接该连接件，该连接件通过对应的穿槽并伸入外转环中对应的组接孔。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的风洞型风力发电机，其中，所述叶片都设有一弯折伸入感应线圈组件内侧的导流部。

8.根据权利要求4所述的风洞型风力发电机，其中，所述叶片都设有一弯折伸入感应线圈组件内侧的导流部。

9.根据权利要求5所述的风洞型风力发电机，其中，所述叶片都设有一弯折伸入感应线圈组件内侧的导流部。

10.根据权利要求5所述的风洞型风力发电机，其中，所述传动组件都包含有一插组于固定环架的组接轴，转动套套设于组接轴上，以及转动套与组接轴之间设有一第一轴承及一第二轴承，其中至少一传动组件的组接轴与转动套呈偏心组设。