CN108930634A - 交通载具的风力发电设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种风力发电设备，包含：扇叶；旋转装置，传动连接于扇叶而与扇叶共同旋转；固定环，设置于旋转装置的外围；以及发电装置，其动力输入轴传动连接于旋转装置。通过旋转装置与固定环所组成的动力辅助装置，能在交通载具停下后维持一定时间的发电功能，而更贴近交通载具使用的实际情境。

Description

交通载具的风力发电设备
技术领域
本发明涉及一种交通载具，特别是涉及一种交通载具的风力发电设备。
背景技术
为了用电的需求，交通载具上常安装有发电设备，例如在车上装设太阳能板或者是风力发电机组。装有太阳能板的交通载具在阴天或雨天时即无法发电。而装有现有风力发电机组的交通载具于停下时，因几无风力的推动，风力发电机组的扇叶随即停下而停止发电。
然而，并非在所有交通载具停下的情况下皆无电力的需求，例如等待红灯期间时。也就是，现有的风力发电机组并不适用于交通载具的实际使用情况。因此，有必要提出一种适用于交通载具的风力发电设备。
发明内容
因此，本发明的目的即在提供一种交通载具的风力发电设备，能在交通载具停下而为无风或微风的情况下，维持一段时间的发电功能。
本发明为解决现有技术的问题所采用的技术手段提供一种交通载具的风力发电设备，包含：扇叶，用以承载风力而旋转；旋转装置，包括旋转盘、多个磁力构件、多个滚珠室及多个滚珠，旋转盘具有一轴接部，轴接部与旋转盘共轴心，旋转盘通过轴接部传动连接于扇叶而使旋转盘与扇叶共轴旋转，多个该磁力构件以环状排列于该旋转盘的外周处，并且各个该磁力构件的磁矩方向以磁矩偏斜角度同向偏离于该旋转盘的径向而设置，多个该滚珠室自轴接部的外壁面向外延伸而呈环状排列，各个该滚珠室具有二侧壁面，且各个侧壁面相对于旋转盘的径向为具有一壁面偏斜角度而同向偏离于该旋转盘的径向，且各个滚珠室中设置有至少一个滚珠；固定环，相邻于该旋转盘而设置于该旋转盘的外围，该固定环包括多个磁力对应构件，各个磁力对应构件以磁力互斥于一个磁力构件的方式面向旋转盘而环状排列于该固定环的内周面，以产生与该磁力构件之间的互斥磁力；以及发电装置，具有动力输入轴，动力输入轴传动连接于该旋转盘的轴接部而与该旋转盘共同旋转。
在本发明的一实施例中提供一种风力发电设备，该多个滚珠室各别容置一个该滚珠。
在本发明的一实施例中提供一种风力发电设备，该磁矩偏斜角度为45度。
在本发明的一实施例中提供一种风力发电设备，该壁面偏斜角度为45度。
在本发明的一实施例中提供一种风力发电设备，多个该磁力构件与多个该磁力对应构件的相靠近侧为同极。
在本发明的一实施例中提供一种风力发电设备，该扇叶包括中央轴以及多个叶片，该中央轴包括轴体部以及自该轴体部向前渐缩凸伸的尖锥部，多个该叶片连接在该轴体部的周围，该尖锥部的顶角小于30度。
在本发明的一实施例中提供一种风力发电设备，多个该叶片各自具有前翼缘、后翼缘、及连接在该前翼缘与该后翼缘之间的内侧缘，该内侧缘的前端连接于该轴体部的前段部分，该内侧缘的后端连接于轴体部的后段部分，内侧缘的中间部分为中端，中端位于前端与后端之间，中端于该轴体部的径向朝外U型弧状延伸，而在该内侧缘与该轴体部之间形成有导风孔洞，而使该叶片形成自前侧向后侧U型弧状弯曲的立体构型。
在本发明的一实施例中提供一种风力发电设备，多个该叶片各自具有前翼缘与后翼缘，该前翼缘与该后翼缘为波浪状。
在本发明的一实施例中提供一种风力发电设备，多个该叶片各自的该后翼缘的曲率大于该前翼缘的曲率。
经由本发明的风力发电设备所采用的技术手段，由叶片与设有磁铁及滚珠的旋转盘组成带动发电机的结构。在交通载具前进时，由叶片推动旋转盘旋转，而连带带动发电装置发电。通过旋转盘与固定环所组成的动力辅助装置，能使得发电装置的动力输入轴的旋转运动更加平顺，而能在交通载具停下而为无风或微风的情况下，维持一定时间的发电功能，而更贴近交通载具使用的实际情境。
附图说明
图1为显示根据本发明的一实施例的风力发电设备的立体示意图；
图2为显示根据本发明的该实施例的风力发电设备的扇叶的立体示意图；
图3为显示根据本发明的该实施例的风力发电设备的扇叶的俯视示意图；
图4为显示根据本发明的该实施例的风力发电设备的旋转盘与固定环的侧视示意图。
附图标记
100 风力发电设备
1 扇叶
11 中央轴
111 轴体部
112 尖锥部
12 叶片
121 前翼缘
122 后翼缘
123 内侧缘
123a 前端
123b 后端
123c 中端
2 旋转装置
20 旋转盘
201 轴接部
202 外壁面
21 磁力构件
22 滚珠室
221 侧壁面
23 滚珠
3 固定环
31 磁力对应构件
4 发电装置
41 动力输入轴
h 导风孔洞
θ1 磁矩偏斜角度
θ2 壁面偏斜角度
θ3 顶角
具体实施方式
以下根据图1至图4，而说明本发明的实施方式。该说明并非为限制本发明的实施方式，而为本发明的实施例的一种。
如图1至图4所示，依据本发明的一实施例的风力发电设备100，包含：扇叶1，用以承载风力而旋转；旋转装置2，包括旋转盘20、多个磁力构件21、多个滚珠室22及多个滚珠23，旋转盘20具有轴接部201，轴接部201与旋转盘20共轴心，旋转盘20通过轴接部201传动连接于扇叶1而使旋转盘20与扇叶1共轴旋转，多个磁力构件21以环状排列于旋转盘20的外周处，并且各个磁力构件21的磁矩方向以磁矩偏斜角度θ1同向偏离于旋转盘20的径向而设置，多个滚珠室22自轴接部201的外壁面202向外延伸而呈环状排列，各个滚珠室22具有二侧壁面221，且各个侧壁面221相对于旋转盘20的径向为具有壁面偏斜角度θ2而同向偏离于旋转盘2的径向，且各个滚珠室22中设置有至少一个滚珠23；固定环3，相邻于旋转盘2而设置于旋转盘2的外围，固定环3包括多个磁力对应构件31，各个磁力对应构件31以磁力互斥于一个磁力构件21的方式面向旋转盘20而环状排列于固定环3的内周面，以产生与磁力构件21之间的互斥磁力；以及发电装置4，具有动力输入轴41，动力输入轴41传动连接于旋转盘20的轴接部201而与旋转盘20共同旋转。
如图1所示，依据本发明的实施例的风力发电设备100，扇叶1、旋转装置2以及发电装置4的动力输入轴41是以共同的转轴传动而旋转。而在其他实施例中，扇叶1与轴接部201之间及/或轴接部201与发电装置4的动力输入轴41之间能透过减速器、联轴器等的传动组件而传动。
如图2所示，依据本发明的实施例的风力发电设备100，扇叶1包括中央轴11以及多个叶片12，中央轴包括轴体部111以及自轴体部111向前渐缩凸伸的尖锥部112，多个叶片12连接在轴体部111的周围，尖锥部112的顶角θ3小于30度。通过尖锥部112的低阻力的流线型外型，能将空气的动能完整地引导到叶片12上，以减少能量损耗。
如图2及图3所示，多个叶片12各自具有前翼缘121、后翼缘122、及连接在前翼缘与后翼缘之间的内侧缘123。前翼缘121与后翼缘122为波浪状。其中，后翼缘122的曲率大于前翼缘121的曲率。内侧缘123的前端123a连接于轴体部111的前段部分，内侧缘123的后端123b连接于轴体部111的后段部分。内侧缘123的中间部分为一中端123c，中端123c位于前端123a与后端123b之间。中端123c于轴体部111的径向朝外U型弧状延伸，而在内侧缘123与轴体部111之间形成有导风孔洞h，而使叶片12形成自前侧向后侧U型弧状弯曲的立体构型。通过导风孔洞h与叶片12的立体构型，扇叶1具有良好的风力乘载能力。
旋转盘20的外周处设有等距间隔的沟槽以容置磁力构件21，固定环3的内缘处亦设有等距间隔的沟槽以容置磁力对应构件31。磁力构件21与磁力对应构件31皆为永久磁铁。磁力构件21的磁矩方向以磁矩偏斜角度θ1同为顺时针或同为逆时针方向而同向偏离于旋转盘2的径向而设置。在本实施例中，磁矩偏斜角度θ1为45度。当然，磁矩偏斜角度θ1也可以是其他非零且非垂直的角度。
如图4所示，在本实施例中，磁力构件21的磁矩方向与磁力构件21的长度方向平行，磁力构件21朝外的一侧皆同为S极；磁力对应构件31的磁矩方向与磁力对应构件31的长度方向平行，磁力对应构件31朝内的一侧皆同为S极。也就是，磁力构件21与磁力对应构件31的相靠近侧为同极。磁力构件21与磁力对应构件31两两之间形成的磁作用力会产生力矩。在其他实施例中，磁力构件21与磁力对应构件31的相靠近侧也可以是相反极，而在磁力构件21与磁力对应构件31两两之间产生反向的力矩。
如图4所示，滚珠室22的侧壁面221为平面，以壁面偏斜角度θ2同为顺时针或同为逆时针方向而同向偏离于旋转盘20的径向，在本实施例中，壁面偏斜角度θ2为45度。当然，壁面偏斜角度θ2也可以是其他非零且非垂直的角度。
在本实施例中，每个滚珠室22容置一个圆形的滚珠23，随着旋转盘20的旋转而在滚珠室22中循环式的位移，而使每个滚珠23随时间产生变动的力矩。
如图1所示，发电装置4为单一个独立运作的装置，透过动力输入轴41的旋转而带动其线圈发电。而在其他实施例中，发电装置4也可以是多个并联使用的发电机组。
通过上述结构，旋转装置2与固定环3所组成的动力辅助装置能使得发电装置4的动力输入轴41的旋转运动更加平顺，而能在交通载具停下而为无风或微风的情况下，维持一定时间的发电功能，而更贴近交通载具使用的实际情境。
以上的叙述以及说明仅为本发明的较佳实施例的说明，对于本领域技术人员当可依据以上权利要求书以及上述的说明而作其他的修改，只是这些修改仍应是为本发明的发明精神而在本发明的保护范围中。

Claims (9)

1.一种交通载具的风力发电设备，包含：
扇叶，用以承载风力而旋转；
一旋转装置，包括旋转盘、多个磁力构件、多个滚珠室及多个滚珠，所述的旋转盘具有一轴接部，所述的轴接部与所述的旋转盘共轴心，所述的旋转盘通过所述的轴接部传动连接于所述的扇叶而使所述的旋转盘与所述的扇叶共轴旋转，多个该磁力构件以环状排列于所述的旋转盘的外周处，并且各个该磁力构件的磁矩方向以磁矩偏斜角度同向偏离于所述的旋转盘的径向而设置，多个该滚珠室自所述的轴接部的一外壁面向外延伸而呈环状排列，各个该滚珠室具有二侧壁面，且各个侧壁面相对于所述的旋转盘的径向为具有一壁面偏斜角度而同向偏离于所述的旋转盘的径向，且各个所述的滚珠室中设置有至少一个滚珠；
固定环，相邻于所述的旋转盘而设置于所述的旋转盘的外围，所述的固定环包括多个磁力对应构件，各个所述的磁力对应构件以磁力互斥于一个所述的磁力构件的方式面向所述的旋转盘而环状排列于所述的固定环的内周面，以产生与所述的磁力构件之间的互斥磁力；以及
发电装置，具有一动力输入轴，所述的动力输入轴传动连接于所述的旋转盘的轴接部而与所述的旋转盘共同旋转。
2.根据权利要求1所述的风力发电设备，其特征在于，多个该滚珠室各别容置一个所述的滚珠。
3.根据权利要求1所述的风力发电设备，其特征在于，所述的磁力构件偏斜角度为45度。
4.根据权利要求1所述的风力发电设备，其特征在于，所述的壁面偏斜角度为45度。
5.根据权利要求1所述的风力发电设备，其特征在于，多个该磁力构件与多个该磁力对应构件的相靠近侧为同极。
6.根据权利要求1所述的风力发电设备，其特征在于，所述的扇叶包括中央轴以及多个叶片，所述的中央轴包括轴体部以及自所述的轴体部向前渐缩凸伸的尖锥部，多个该叶片连接在所述的轴体部的周围，所述的尖锥部的顶角小于30度。
7.根据权利要求6所述的风力发电设备，其特征在于，多个该叶片各自具有前翼缘、后翼缘、及连接在所述的前翼缘与所述的后翼缘之间的内侧缘，所述的内侧缘的前端连接于所述的轴体部的前段部分，所述的内侧缘的后端连接于所述的轴体部的后段部分，所述的内侧缘的中间部分为一中端，所述的中端位于所述的前端与所述的后端之间，所述的中端于所述的轴体部的径向朝外U型弧状延伸，而在所述的内侧缘与所述的轴体部之间形成有导风孔洞，而使所述的叶片形成自前侧向后侧U型弧状弯曲的立体构型。
8.根据权利要求6所述的风力发电设备，其特征在于，多个该叶片各自具有前翼缘与后翼缘，所述的前翼缘与所述的后翼缘为波浪状。
9.根据权利要求8所述的风力发电设备，其特征在于，多个该叶片各自的该后翼缘的曲率大于该前翼缘的曲率。
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