CN110953120A - 涡轮导流风力驱动叶片 - Google Patents

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Abstract

一种涡轮导流风力驱动叶片，叶片呈弧形状包括有相反方向的内导弧面与外排弧面，叶片设有贯穿内导弧面与外排弧面的第一泄风口与第二泄风口，且数个第一泄风口与数个第二泄风口由该内侧端朝向外侧端间隔错位排列，另具有数个排风罩设置于外排弧面并分别连通第一泄风口与第二泄风口，且排风罩各具有导风孔并分别连通第一泄风口与第二泄风口，通过叶片错位排列的泄风口与叶片内导弧面，以及对应于泄风口的排风罩彼此的相互配合作用下，可以提高叶片转动速度。

Description

涡轮导流风力驱动叶片
技术领域
本发明是关于一种叶片，特别是应用在垂直轴风力发电机的扇叶。
背景技术
近年来各国积极开发替代能源政策，包括有风能、太阳能、海洋能(海洋潮汐发电)等，试图逐渐取代长期以来由核能与火力发电所供电力比例，特别是减少火力发电所带来的空气污染。又加上石化燃料价格波动，长期与大量抽取导致储存量下降，有非常大的可能导致地壳变动，以及各国环境与环保相关法规的严谨制定，更促使绿色能源的发展。
目前常见世界各国于沿海区域(陆域型与离岸型)所架设的大型风力发电机属于水平轴(螺旋桨式)发电机，螺旋桨的转动轴线大致与地面(海平面)平行。安装前述大型风力发电机需要有详细与充足的风场规划，包括有调查当地地形、地质、规律的气候、稳定的风向、充沛风力(运转风速最少需达每秒4公尺以上)以及架设间隔距离等，由于巨大螺旋桨运转时所发出的噪音声响，更要考虑当地生态冲击，而且转动的螺旋桨有如裸露刀片一般对于鸟类动物是一种生命威胁，不论是本地留鸟或外来栖息候鸟。
水平轴发电机需要在地面架构一定宽度与深度地桩，再将高塔安装在地桩上，在使用上螺旋桨需面向风，通过风力驱动螺旋桨转动内部机构而带动发电机。事实上，自然界风速常变化，更容易随季节交替改变方向，水平轴风力发电机并无法因应风向改变其迎风的方向，而且风速过高与过低水平轴发电机也无法运作，一旦风速超过每秒25公尺则必须停机不发电以免损坏内部运转机构，而无风或风速低于运转最低标准时也无法正常运转发电。
根据上述各种因素，水平轴风力发电机使用无法因应风向改变位置，也必须在风速过低与过高情况下停机，因此在使用发电效率上有其缺陷。
发明内容
本发明所要解决的主要技术问题在于，克服现有技术存在的上述缺陷，而提供一种涡轮导流风力驱动叶片，其是垂直轴风力发电机所使用的叶片，通过叶片错位排列的泄风口与叶片内导弧面，以及对应于该泄风口的排风罩彼此的相互配合作用下，可以提高叶片转动速度。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种涡轮导流风力驱动叶片，其中：该叶片呈弧形状，包括有相反方向的一内导弧面与一外排弧面，位于周侧的相对一内侧端与一外侧端，以及位于周侧另一相对用以安装的一上组端与一下组端；该叶片设有贯穿该内导弧面与该外排弧面的数个第一泄风口与数个第二泄风口，且该数个第一泄风口与该数个第二泄风口由该内侧端朝向外侧端间隔错位排列，另具有数个排风罩设置于该外排弧面并分别连通该数个第一泄风口与该数个第二泄风口，且该数个排风罩各具有一导风孔并分别连通该数个第一泄风口与该数个第二泄风口。
本发明的有益效果是，其是垂直轴风力发电机所使用的叶片，通过叶片错位排列的泄风口与叶片内导弧面，以及对应于该泄风口的排风罩彼此的相互配合作用下，可以提高叶片转动速度。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明立体示意图。
图2是本发明另一视角立体示意图。
图3是图1所示侧视示意图。
图4是图3所示IV-IV线段剖面示意图，并模拟风进入第一泄风口并进入排风罩向外排出。
图5是图3所示V-V线段剖面示意图，并模拟风进入第二泄风口并进入排风罩向外排出。
图6是本发明安装于垂直轴风力发电机立体示意图。
图7是图6所示侧视示意图。
图8是图7所示VIII-VIII线段剖面示意图。
图9是本发明应用于移动载具示意图。
图中标号说明：
1 叶片
101 内导弧面
102 外排弧面
103 内侧端
104 外侧端
105 上组端
106 下组端
11 第一泄风口
12 第二泄风口
13 排风罩
131 导风孔
14 结构肋
2 垂直轴风力发电机
21 上框架
22 下框架
23 外轴管
24 连接肋
25 外框架
26 基座
3 车辆
31 冷冻机组
具体实施方式
请参阅图1至图5所示，图中显示本发明的涡轮导流风力驱动叶片，该叶片1呈弧形状，包括有相反方向的一内导弧面101与一外排弧面102，位于周侧的相对一内侧端103与一外侧端104，以及位于周侧另一相对用以安装的一上组端105与一下组端106；该叶片1设有贯穿该内导弧面101与该外排弧面102的数个第一泄风口11与数个第二泄风口12，且该数个第一泄风口11与该数个第二泄风口12由该内侧端103朝向外侧端104间隔错位排列，另具有数个排风罩13设置于该外排弧面102并分别连通该数个第一泄风口11与该数个第二泄风口12，且该数个排风罩13各具有一导风孔131并分别连通该数个第一泄风口11与该数个第二泄风口12。
如图4与图5所示，当风吹向叶片1过程时，风不仅沿内导弧面101推抵叶片1使其转动外，有部分风沿内导弧面101由内侧端103朝向外侧端104方向持续推抵叶片1后才由外侧端104排出，尚有部分风分别进入数个第一泄风口11与数个第二泄风口12，并推抵排风罩13的内表面最后由导风孔131排出，据此形成叶片1有多段受风推抵运转的型态，而不会有风过度集中推抵内导弧面101形成扰流，更能有效排出先前进入叶片1作用的风，以致后续风能持续进入推抵叶片1，在此如此情况下可以有效提高叶片1转动速度。
进一步说明叶片1上第一泄风口11、第二泄风口12间隔排列的技术特征，以及叶片1其余细部结构特征。其中，该数个第一泄风口11于该上组端105与该下组端106之间的方向排列间隔是两倍以上该数个第一泄风口11的最小口径尺寸；该数个第二泄风口12于该上组端105与该下组端106之间的方向排列间隔是两倍以上该数个第二泄风口12的最小口径尺寸。尚有该数个第一泄风口11于该内侧端103与该外侧端104之间的方向排列间隔是四倍以上该数个第一泄风口11的最小口径尺寸；该数个第二泄风口12于该内侧端103与该外侧端104之间的方向排列间隔是四倍以上该数个第二泄风口12的最小口径尺寸。以及相邻的该数个第一泄风口11与该数个第二泄风口12的排列间隔是大于两倍该数个第一泄风口11的最小口径尺寸或该数个第二泄风口12的最小口径尺寸。通过前述第一泄风口11、第二泄风口12在交错与间隔排列情况下，可以避免过度密集排列，仅有部分风由排风罩13向外排出，有效控制大部分风是在推抵叶片1的内导弧面101情况。
另外，该数个第一泄风口11中最靠近下组端106其中一个其距离该下组端106的最短距离小于该数个第二泄风口12中最靠近下组端106其中一个其距离下组端106最短距离；该数个第二泄风口12中最靠近上组端105其中一个其距离该上组端105的最短距离小于该数个第一泄风口11中最靠近上组端105其中一个其距离上组端105最短距离。
该内导弧面101设有沿该内侧端103至该外侧端104的片状一结构肋14，且该结构肋14位于该上组端105与该下组端106之间。该上组端105与该下组端106呈弯折的片状结构，且该上组端105与该下组端106两者呈相对平行排列型态。
请参阅图6至图8所示，其为本发明叶片1安装于垂直轴风力发电机2，并采用四个叶片1平均间隔配至型态。该上组端105与下组端106安装于一上框架21与一下框架22之间，该上框架21与该下框架22中央位置组接一外轴管23，且该叶片1未与该外轴管23直接接触，又该叶片1相对该外轴管23呈放射状间隔列，并以该内侧端103朝向该外轴管23周侧位置，另于该上框架21与该下框架22之间组配有数个连接肋24并靠近该外侧端104位置。该叶片1部分外露于该上框架21与下框架22外。该外轴管23穿设一外框架25的中央位置，以致该外框架25围绕该上框架21与下框架22的外侧位置，又该外框架25底部固定于一基座26的上端。
本发明叶片1结合于垂直轴风力发电机2除了可以建构于固定位置型态外，亦可加装在移动式载具，例如图9所示具有冷冻机组31的运输车辆3，此种车辆3行驶过程需持续保持一定低温环境运送货物，相较于其他一般运输车辆需要耗费较多的耗油量，以及更多的污染废气排放，因此加装前述垂直轴风力发电机2的车辆3，在车辆3行驶过程气流得以不断推送叶片1转动而持续发电，并提供冷冻机组31运作能源，如此可以降低车辆的耗油量更能减少污染废气的排放。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种涡轮导流风力驱动叶片，其特征在于，
该叶片呈弧形状，包括有相反方向的一内导弧面与一外排弧面，位于周侧的相对一内侧端与一外侧端，以及位于周侧另一相对用以安装的一上组端与一下组端；
该叶片设有贯穿该内导弧面与该外排弧面的数个第一泄风口与数个第二泄风口，且该数个第一泄风口与该数个第二泄风口由该内侧端朝向外侧端间隔错位排列，另具有数个排风罩设置于该外排弧面并分别连通该数个第一泄风口与该数个第二泄风口，且该数个排风罩各具有一导风孔并分别连通该数个第一泄风口与该数个第二泄风口。
2.根据权利要求1所述的涡轮导流风力驱动叶片，其特征在于，所述数个第一泄风口于该上组端与该下组端之间的方向排列间隔是两倍以上该数个第一泄风口的最小口径尺寸；
该数个第二泄风口于该上组端与该下组端之间的方向排列间隔是两倍以上该数个第二泄风口的最小口径尺寸。
3.根据权利要求2所述的涡轮导流风力驱动叶片，其特征在于，所述数个第一泄风口于该内侧端与该外侧端之间的方向排列间隔是四倍以上该数个第一泄风口的最小口径尺寸；
该数个第二泄风口于该内侧端与该外侧端之间的方向排列间隔是四倍以上该数个第二泄风口的最小口径尺寸。
4.根据权利要求3所述的涡轮导流风力驱动叶片，其特征在于，所述相邻的该数个第一泄风口与该数个第二泄风口的排列间隔大于两倍该数个第一泄风口的最小口径尺寸或该数个第二泄风口的最小口径尺寸。
5.根据权利要求1至4项中任一项所述的涡轮导流风力驱动叶片，其特征在于，所述内导弧面设有沿该内侧端至该外侧端的片状一结构肋，且该结构肋位于该上组端与该下组端之间。
6.根据权利要求5所述的涡轮导流风力驱动叶片，其特征在于，所述上组端与该下组端呈弯折的片状结构，且该上组端与该下组端两者呈相对平行排列型态。
7.根据权利要求6所述的涡轮导流风力驱动叶片，其特征在于，所述数个第一泄风口中最靠近下组端其中一个其距离该下组端的最短距离小于该数个第二泄风口中最靠近下组端其中一个其距离下组端最短距离；该数个第二泄风口中最靠近上组端其中一者其距离该上组端的最短距离小于该数个第一泄风口中最靠近上组端其中一个其距离上组端最短距离。
8.根据权利要求7所述的涡轮导流风力驱动叶片，其特征在于，所述上组端与下组端安装于一上框架与一下框架之间，该上框架与该下框架中央位置组接一外轴管，且该叶片未与该外轴管直接接触，又该叶片相对该外轴管呈放射状间隔列，并以该内侧端朝向该外轴管周侧位置，另于该上框架与该下框架之间组配有数个连接肋并靠近该外侧端位置。
9.根据权利要求8所述的涡轮导流风力驱动叶片，其特征在于，所述叶片部分外露于该上框架与下框架外。
10.根据权利要求9所述的涡轮导流风力驱动叶片，其特征在于，所述外轴管穿设一外框架的中央位置，以致该外框架围绕该上框架与下框架的外侧位置，又该外框架底部固定于一基座的上端。
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