CN107178467A - 流力叶片设备 - Google Patents

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Abstract

一种流力叶片设备，包含一个转动座，及一个叶片装置。该叶片装置包括一个转轴，及数个分别连接于该转轴两侧的叶片单元。该转轴能转动地枢接于该转动座。每一个叶片单元具有数个连接该转轴的叶片模块，每一个叶片模块具有数个分别以呈机翼状的横截面延伸的翼型栅杆，所述翼型栅杆能于流体通过时，产生使该转轴朝相反于该流动方向偏转的偏移力。通过所述翼型栅杆的形状设计，能在流体通过时产生该偏移力，以驱使该叶片装置转动至正面受风，如此一来，就能缩小用来带动该转动座转动的导流板的尺寸，以节省材料成本。

Description

流力叶片设备
技术领域
本发明涉及一种叶片设备，特别是涉及一种能受流体驱动转动，能应用于流力发电设备的流力叶片设备。
背景技术
参阅图1，一种中国台湾证书号数第M485960号专利的风力叶片装置，该风力叶片装置主要包含：一支转轴81，及数个连接该转轴81且彼此角度间隔的叶片模块82。每一叶片模块82包括一连接该转轴81的格栅821，以及数个能前后摆动地垂挂于该格栅821上的叶片822。
该风力叶片装置在使用时，会安装于一个能水平转动的转动座上，该转动座上会安装有一个导流板。当风沿一个流动方向吹来时，该导流板会受到风推动，而带动该转动座转动，以驱使该风力叶片装置转向至所述叶片模块82与该流动方向垂直的位置，让所述叶片模块82能正面受风，但该风力叶片装置却会因为风对所述叶片模块82所造成的作用力，而带动该转动座转动，反而驱使该风力叶片装置转向至所述叶片模块82与该流动方向彼此平行的位置。
由上述可知，该转动座会受到该导流板与所述叶片模块82的相反作用力推动，因此该导流板的尺寸必须对应所述叶片模块82的尺寸来进行设计，以提供适当的偏转力来迫使该风力叶片装置维持在正面受风的位置，若使用者为了提高扭力而增加所述叶片模块82的尺寸，势必也要加大该导流板的尺寸面积，而加大该导流板的尺寸，而增加该风力叶片装置的材料成本，因此现有的风力叶片装置仍有待改善。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能减少材料成本的流力叶片设备。
本发明的流力叶片设备，能受沿一个流动方向流动的流体驱动，并包含一个能绕一条垂直轴线转动的转动座，及一个安装于该转动座且能带动该转动座转动的叶片装置。该叶片装置包括一个沿一条水平轴线延伸并能沿该水平轴线转动地枢接于该转动座的转轴，及数个叶片单元。
该转轴具有一个位于中间且枢接于该转动座的支点部，及两个沿该水平轴线位于该支点部的两相反侧的安装部。所述叶片单元分别连接于该转轴的所述安装部，每一个叶片单元具有数个绕着该水平轴线且彼此角度间隔的叶片模块，每一个叶片模块具有一个连接该转轴的格栅，及数个安装于该格栅的叶片，该格栅具有至少一个沿该转轴的一个轴向方向延伸的翼型栅杆，该翼型栅杆以一个呈机翼状的横截面延伸，并能于流体通过时，产生一个使对应的安装部朝相反于该流动方向偏转的偏移力。所述叶片模块受流体驱动时，会带动该转轴朝一个运转方向转动，并产生该偏移力，来带动该转动座转动至一个使该叶片装置正面受风的受风位置。
本发明所述的流力叶片设备，所述安装部能相对于该支点部弹性弯挠，该翼型栅杆所产生的偏移力能带动对应的安装部相对于该支点部，朝相反于该流动方向弯挠。
本发明所述的流力叶片设备，该翼型栅杆的横截面具有沿该转轴的一个径向方向间隔排列的一个内侧端与一个外侧端、一个由该内侧端直线延伸至该外侧端的平直侧，及一个由该内侧端平滑地弯弧延伸至该外侧端并朝该运转方向凸出的弧凸侧。
本发明所述的流力叶片设备，该弧凸侧具有一个由该外侧端逐渐朝该运转方向弯弧延伸至一个转折点的外弧段，及一个由该转折点逐渐弯弧延伸至该内侧端的内弧段，该转折点为该弧凸侧相对于该平直侧的最远处，该内弧段沿该径向方向的延伸长度大于该外弧段。
本发明所述的流力叶片设备，还包含一个固定于该转动座的导流舵，该导流舵包括一个由该转动座水平延伸的延伸臂，及一个设置于该延伸臂远离该转动座的一端的导流板，该导流板受到流体推动时，会产生一个带动该转动座转动以驱使该叶片装置转向该受风位置的偏转力。
本发明所述的流力叶片设备，该格栅包括数个矩阵排列的叶片空间，所述叶片呈矩阵排列且分别对应所述叶片空间，每一个叶片具有一个远离该转轴并连接该格栅的连接端，以及一个邻近该转轴的摆动端，每一叶片能在一个覆盖该叶片空间并使该摆动端贴靠该格栅的关闭位置，以及一个使该摆动端远离该格栅的开启位置间移动。
本发明所述的流力叶片设备，每一叶片模块的格栅包括数个沿该径向方向间隔排列的翼型栅杆，以及数个沿该轴向方向间隔排列且皆沿该径向方向延伸的辅助栅杆，所述翼型栅杆与所述辅助栅杆共同界定所述叶片空间。
本发明的有益效果在于：通过所述翼型栅杆的形状设计，能在流体通过时，产生朝向于相反该流动方向的偏移力，以驱使该叶片装置转动至该受风位置，如此一来，就能缩小用来带动该转动座转动的导流板的尺寸，以节省该组流力叶片设备的材料成本。
附图说明
本发明的其他的特征及功效，将于参照图式的实施方式中清楚地呈现，其中：
图1是一个立体图，说明现有的风力叶片装置；
图2是一个立体图，说明本发明流力叶片设备的一个实施例；
图3是一个不完整的剖视侧视图，说明该实施例的其中一个叶片模块位于上方位置；
图4是一个剖视侧视示意图，说明该实施例受到流体推动；
图5是一个不完整的剖视侧视图，说明该实施例的其中一个叶片模块位于左下位置；
图6是一个俯视示意图，说明该实施例迎向一个流动方向；
图7是一个俯视示意图，说明该实施例迎向另一个流动方向。
具体实施方式
在本发明被详细描述前，应当注意在以下的说明内容中，类似的元件是以相同的编号来表示。
参阅图2与图3，本发明流力叶片设备的一个实施例，包含一个转动座1、一个导流舵2，及一个叶片装置3。
该转动座1能通过一个架设装置9架高。该架设装置9能固定于一地面。该转动座1枢接于架设装置9，并能相对于该架设装置9绕着一条垂直该地面的垂直轴线V转动。
该导流舵2包括一个由该转动座1水平延伸的延伸臂21，及一个设置于该延伸臂21远离该转动座1的一端的导流板22，该导流板22会受到流体推动，而产生一个带动该转动座1绕该垂直轴线V水平转动的偏转力。
该叶片装置3安装于该转动座1且能带动该转动座1转动，并能受到流体驱动而朝一个运转方向T转动，该叶片装置3包括一个沿一条水平轴线H延伸的转轴31，及两个连接于该转轴31的叶片单元32。
该转轴31能沿该水平轴线H转动地枢接于该转动座1。本实施例的转轴31为一个横向延伸的长形中空杆体，并具有一个位于中间且枢接于该转动座1的支点部311，及两个沿该水平轴线H位于该支点部311的两相反侧的安装部312。所述安装部312能相对该支点部311弹性弯挠。由于本实施例是应用于中、大型的流力发电设备，因此转轴31的长度相当长，甚至能达数十至上百米，一般能利用金属材质来制成该转轴31，在一定长度下就能使所述安装部312相对该支点部311弹性弯挠，但该转轴31的材质不以金属材质为限。
每一个叶片单元32连接于对应的安装部312，并具有数个绕着该水平轴线H且彼此角度间隔的叶片模块33。每一个叶片模块33大致朝该转轴31的一个径向方向延伸，并具有一个连接该转轴31的格栅34，及数个安装于该格栅34的叶片35。本实施例的叶片模块33的数量为三个，所述叶片模块33的格栅34彼此间呈120度角度间隔，但实施上，所述叶片模块33的数量也能为二、四或五以上。另外，所述叶片单元32的数量也能为四或六以上的偶数数量，且彼此对称地分别设置于所述安装部312，不以本实施例为限。
每一个格栅34具有数个沿该转轴31的一径向方向间隔排列且皆沿该转轴31的一轴向方向延伸的翼型栅杆36，及数个沿该轴向方向间隔排列且皆沿该径向方向延伸的辅助栅杆37，所述翼型栅杆36与所述架杆相互交织而共同界定出数个矩阵排列的叶片空间38。
每一个翼型栅杆36以一个呈机翼状的横截面361延伸。该横截面361包括沿该径向方向间隔排列的一个内侧端362与一个外侧端363、一个由该内侧端362直线延伸至该外侧端363的平直侧364，及一个由该内侧端362平滑地弯弧延伸至该外侧端363并朝该运转方向T凸出的弧凸侧365。该弧凸侧365具有一个由该外侧端363逐渐朝向该运转方向T弯弧延伸至一个转折点367的外弧段366，及一个由该转折点367逐渐弯弧延伸至该内侧端362的内弧段368。该转折点367为该弧凸侧365相对于该平直侧364的最远处。该内弧段368沿该径向方向的延伸长度L1大于该外弧段366的延伸长度L2。
所述叶片35呈矩阵排列且分别对应所述叶片空间38，每一个叶片35具有一个远离该转轴31并连接该格栅34的连接端351，以及一个邻近该转轴31的摆动端352，每一叶片35能在一个覆盖该叶片空间38并使该摆动端352贴靠该格栅34的关闭位置，以及一个使该摆动端352远离该格栅34的开启位置间移动。
参阅图2、图4与图5，本发明流力叶片设备使用时，以通过该转轴31的水平轴线H来作分界，该转轴31下方的所述两个叶片模块33则位于背风面的逆向风压侧，在此同时，该转轴31上方的该叶片模块33处于迎风面风压的顺向风压侧。上方的该叶片模块33受到沿一个流动方向F1的流体推动时，由于该叶片模块33的所述叶片35位于格栅34的迎风侧，会被吹动而贴靠在该格栅34上，且位于该关闭位置并覆盖叶片空间38，所述叶片35进而与该格栅34搭配，于该迎风侧共同构成一完整的迎风表面，而位于下方的该两个叶片模块33，则会被流体推离该格栅34，而位于该开启位置，使流体能经由所述叶片空间38通过，通过所述叶片35的启闭相配合，能产生较大的扭力旋转，使本发明能受到风力推动而连同该转轴31一起朝该运转方向T转动。
同时，每一个叶片单元32的所述翼型栅杆36，在特定位置受到流体流动通过时，会产生一个使对应的安装部312朝相反于该流动方向F1偏转的偏移力，如图5所示，该翼型栅杆36位于左下方位置时，该叶片模块33的所述叶片35会移动至该开启位置，通过该翼型栅杆36的形状设计，会使流经该翼型栅杆36的弧凸侧365的流体流速较快，流经该翼型栅杆36的平直侧364的流体流速较慢，而根据白努利定律能知，流体流速越快压力越小，因此该翼型栅杆36会产生一个朝左上方的升力，也就能形成朝向于相反该流动方向F1的偏移力P。
参阅图5与图6，当所述翼型栅杆36产生偏移力P时，会带动转轴31两侧的安装部312相对于该支点部311朝向相反于该流动方向F1弯挠，使该转轴31呈现弯弧状，通过上述形状，能使该叶片装置3稳定地维持在该受风位置。
参阅图5、图6与图7，当流体由该流动方向F1变换至流动方向F2时，该导流板22会受到流体推动，而产生一个带动该转动座1以驱使该叶片装置3转向该受风位置的偏转力R，使该叶片装置3从图7的假想线位置沿箭头A方向往图7的实线位置转向，随着该叶片装置3转向，所述叶片模块33与流体的接触面积会增加，而受到与该偏转力R相反方向的抗力，接着，该翼型栅杆36也会因为与流体的接触面积会增加，而产生朝向于相反该流动方向F2的偏移力P，而通过该偏移力P来辅助该导流板22的偏转力R，能克服流体造成的抗力，来驱使该转动座1转动，使该叶片装置3转动至如图7实线的受风位置，如此一来，通过该偏移力P的辅助，能辅助该叶片装置3转动至该受风位置。
补充说明的是，在本实施例中，每一个格栅34的翼型栅杆36的数量为三个，但实施上所述翼型栅杆36的数量也能为二、四或五以上，且每一个格栅34也能仅具有一个翼型栅杆36，不以本实施例为限。
综上所述，本发明流力叶片设备，通过所述翼型栅杆36的形状设计，能在流体通过时，产生朝向于相反该流动方向F1的偏移力P，借此，该导流板22所提供的偏转力R就能减少，并通过该偏转力R与该偏移力P的相配合，使该叶片装置3转动至该受风位置，如此一来，就能缩小该导流板22的尺寸，以节省该组流力叶片设备的材料成本。
此外，由于该翼型栅杆36原本就是该叶片模块33的格栅34，使得所述翼型栅杆36的尺寸长度会随该叶片模块33的尺寸增加而增加，因此，当使用者为了提高扭力而增加所述叶片模块33的尺寸时，所述翼型栅杆36的尺寸长度也会增加，而能提供较大的偏移力，来辅助该导流板22的偏转力，借此能降低该导流板22所需的材料从而降低成本，确实能达成本发明的目的。
以上所述者，仅为本发明的实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即凡依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明的范围。

Claims (7)

1.一种流力叶片设备，能受沿一个流动方向流动的流体驱动，并包含一个能绕一条垂直轴线转动的转动座，及一个安装于该转动座且能带动该转动座转动的叶片装置，该叶片装置包括一个沿一条水平轴线延伸并能沿该水平轴线转动地枢接于该转动座的转轴，及数个叶片单元，其特征在于：该转轴具有一个位于中间且枢接于该转动座的支点部，及两个沿该水平轴线位于该支点部的两相反侧的安装部，所述叶片单元分别连接于该转轴的所述安装部，每一个叶片单元具有数个绕着该水平轴线且彼此角度间隔的叶片模块，每一个叶片模块具有一个连接该转轴的格栅，及数个安装于该格栅的叶片，该格栅具有至少一个沿该转轴的一个轴向方向延伸的翼型栅杆，该翼型栅杆以一个呈机翼状的横截面延伸，并能于流体通过时，产生一个使对应的安装部朝相反于该流动方向偏转的偏移力，所述叶片模块受流体驱动时，会带动该转轴朝一个运转方向转动，并产生该偏移力，来带动该转动座转动至一个使该叶片装置正面受风的受风位置。
2.如权利要求1所述的流力叶片设备，其特征在于：所述安装部能相对于该支点部弹性弯挠，该翼型栅杆所产生的偏移力能带动对应的安装部相对于该支点部，朝相反于该流动方向弯挠。
3.如权利要求2所述的流力叶片设备，其特征在于：该翼型栅杆的横截面具有沿该转轴的一个径向方向间隔排列的一个内侧端与一个外侧端、一个由该内侧端直线延伸至该外侧端的平直侧，及一个由该内侧端平滑地弯弧延伸至该外侧端并朝该运转方向凸出的弧凸侧。
4.如权利要求3所述的流力叶片设备，其特征在于：该弧凸侧具有一个由该外侧端逐渐朝该运转方向弯弧延伸至一个转折点的外弧段，及一个由该转折点逐渐弯弧延伸至该内侧端的内弧段，该转折点为该弧凸侧相对于该平直侧的最远处，该内弧段沿该径向方向的延伸长度大于该外弧段。
5.如权利要求4所述的流力叶片设备，其特征在于：该流力叶片设备还包含一个固定于该转动座的导流舵，该导流舵包括一个由该转动座水平延伸的延伸臂，及一个设置于该延伸臂远离该转动座的一端的导流板，该导流板受到流体推动时，会产生一个带动该转动座转动以驱使该叶片装置转向该受风位置的偏转力。
6.如权利要求1所述的流力叶片设备，其特征在于：该格栅包括数个矩阵排列的叶片空间，所述叶片呈矩阵排列且分别对应所述叶片空间，每一个叶片具有一个远离该转轴并连接该格栅的连接端，以及一个邻近该转轴的摆动端，每一叶片能在一个覆盖该叶片空间并使该摆动端贴靠该格栅的关闭位置，以及一个使该摆动端远离该格栅的开启位置间移动。
7.如权利要求6所述的流力叶片设备，其特征在于：每一叶片模块的格栅包括数个沿该径向方向间隔排列的翼型栅杆，以及数个沿该轴向方向间隔排列且皆沿该径向方向延伸的辅助栅杆，所述翼型栅杆与所述辅助栅杆共同界定所述叶片空间。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
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Application publication date: 20170919