CN201071786Y - 风车结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示一种可以承受任一角度的风力，并且轻易带动转轴旋转的风车结构，其整体风车结构主要是在一个与风向垂直的转轴上固定有至少四个呈等角度配置的翼片；其中，每一个翼片的主体由顺着转轴轴向弯弧的叶片所构成，使最少在九十度的夹角范围内即具有一个面对风向的受风凹面，以及一个低阻力凸面，以使整体风车可以承受任一角度的风力，轻易的带动转轴旋转；再者，每一个叶片的弧线两端最好落于与转轴平行的直线上，藉以降低轴向分力，使风车发挥最佳的运转效率。

Description

风车结构

技术领域

本实用新型有关于一种风车，尤指一种运用风力的高运转效率风车结构。

背景技术

在石油、煤炭等传统能源愈来愈短缺、反核声浪高涨、能源危机日益严重的将来，风力发电逐渐受到世人的重视；风力发电的原理，基本上是利用风力带动风车旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电；至于，经由风力推动而产生旋转作用的风车主要分为“水平轴式”和“垂直轴式”两种；其中，水平轴式(horizontal-axis rotor)又称为“风轴式”或“螺旋桨式”，其主要特征为风车的转轴与风向平行。

以面对风向而言，水平轴式风车又可分为“迎风型”和“逆风型”两种；若依据轮叶受力型态可以区分为“升力型”或“阻力型”；若依叶轮数分辨，可区分为“单叶型”、“双叶型”、“三叶型”或“多叶型”；但由于用以推动风车旋转的风向并非为永久不变，其风力方向时常受到气流影响而改变，因此水平轴式风车最大的缺点即在于必须使风车在风向变化时能够利用尾翼配合变换风车的方向。

至于，垂直轴式(vertical-axis rotor)又称交风轴式，目前已知的垂直轴式风车包括有“旋转轮型风车”、“Q-锥型风车”、“双翼型风车”以及“划桨翼型风车”，其共同特征为风车的转轴与风向垂直，利用叶片之间的阻力差产生旋转运动，而且具有不必随风向改变配合变换方向的优点。

再者，各种风车转动的快慢，常以“周速比”来表示，在相同的风速条件下，周速比愈大表示风车在固定风速下的转动速度愈快，当风车以一定的速度旋转时，周速比大相对所产生的动能愈大，表示风车的效能愈好；早自十七、十八世纪蒸气机发明以前，风车即已盛行于欧洲，经过一连串技术的改良与开发，近年来已陆续开发出使用玻璃纤维的高强度轻量风车叶片、风车专用的增速机，以及叶片的安装技术。

透过相关材料技术与外围装置的开发，虽然能够降低风车的故障率，以及提高风车的转速，但实际上影响风车运转效率的主要因素仍然在于如何有效运用来自任何方向的风力，以及如何经由叶片将风力完全转换成为带动转轴旋转的力量。

实用新型内容

本实用新型的主要目的即在于针对风车结构加以改良，旨在提供一种可以承受任一角度的风力，轻易带动转轴旋转，以发挥最佳运转效率的风车结构。

为达成上述目的，本实用新型一种风车结构，包括：与风向垂直配置的转轴；和至少四个翼片，以等角度并且朝向同一旋转方向配置在转轴外围，任一翼片的主体由顺着转轴轴向弯弧的叶片所构成。

藉此使最少在九十度的夹角范围内即具有一个面对风向的受风凹面，以及一个低阻力凸面，以使整体风车可以承受任一角度的风力，进而轻易带动转轴旋转；再者，每一个叶片的弧线两端最好落于与转轴平行的直线上，藉以降低轴向分力，使风车发挥最佳的运转效率。

具体而言，本实用新型的风车具有下列功效：

1、可以有效利用任何方向的风力，并且形成明显的阻力差，使风车轻易带动转轴旋转。

2、透过顺着转轴轴向弯弧的叶片设计，将风力作用在受风凹面的力量集中在叶片中心，不致于朝向叶片弧线两端(亦即转轴的轴向)分散，因此可以有效降低转轴的轴向分力，使风车发挥最佳的运转效率。

3、叶片的弧线两侧最好为开放状，可使风力在推动叶片顺着转轴旋转方向移动之后，能够经由叶片弧线两侧(亦即风车旋转路径的切线方向)通过风车，不致形成扰流，以有效提升风车的旋转速度。

附图说明

图1为本实用新型风车结构第一实施例的外观立体图。

图2为本实用新型风车结构第一实施例的旋转示意图。

图3为本实用新型风车结构第二实施例的外观立体图。

主要组件符号说明

1   风车

11  转轴

12  翼片

121 支架

122 肋条

123 叶片

具体实施方式

本实用新型的特点，可参阅图式及实施例的详细说明而获得清楚地了解。

本实用新型风车结构，旨在提供一种可以承受任一角度的风力，并且轻易带动转轴旋转的风车结构；如图1本实用新型的外观立体图所示，整体风车1基本上包括有：一个转轴11以及至少四个翼片12；其中：

转轴11与风向垂直配置；各翼片12以等角度并且朝向同一旋转方向的方式配置在转轴11的外围，任一翼片12的主体是由顺着转轴11轴向弯弧的叶片123所构成，于实施时，任一翼片12在其叶片123的弧线两端设有与转轴11固接的支架121，并且在叶片123的浮凸面上设有至少一个顺着弧线配置的肋条122，以增加叶片123的结构强度，使翼片12在风力作用下仍然可以保持完整的结构性，不致影响风车的旋转效率。

请同时参照图2本实用新型的旋转示意图所示，整体风车1于实际使用时，其在九十度的夹角范围内即具有一个面对风向的受风凹面，以及一个低阻力凸面，能够形成明显的阻力差；故不论风向来自任何角度，整体风车1皆可承受风力而旋转，并且轻易带动转轴11转动，亦即能够有效运用来自任何方向的风力。

此外，透过顺着转轴轴向弯弧的叶片123，上述用以固定叶片123的支架121是与转轴11相互垂直的方式与转轴11相固接，使叶片123弧线两端落于与转轴11平行的直线上，在叶片123受风力作用时，能够将风力作用于受风凹面的力量集中在叶片123中心，不致于朝向叶片123弧线两端(亦即转轴11的轴向)分散，因此可以有效降低轴向分力，使风车1发挥最佳的运转效率。

再者，各翼片12的叶片123透过支架121固设在转轴11的周边位置，因此可以让叶片123弧线两侧皆为开放状，俾在风力推动叶片123顺着转轴11旋转时，风力能够直接经由叶片123弧线两侧(亦即风车1旋转路径的切线方向)通过风车1，不致形成扰流，因此可以有效提升风车1的旋转速度。

当然在具体实施时，每一个叶片123的叶面除了可以采用如图1、图2所示与支架121伸展方向平行的方式配置之外，也可以如图3本实用新型的第二实施例所示，将任一叶片123采用与支架121伸展方向偏斜的方式配置，并且让叶片123形成外扩喇叭状，俾在风力推动叶片123顺着转轴11旋转时，加快风力通过风车1的速度。

藉由上述风车结构设计，确实能够在风车的任何一个受风面形成明显的阻力差，让风车能够轻易的从原本的静止状态启动旋转，尤其在风车受风力推动时，风车叶片更能够有效降低轴向分力，以及在风力推动叶片顺着转轴旋转时，让气流直接顺着风车旋转路径的切线方向通过，有效提升风车的旋转速度，进而发挥最佳的动能效率。

本实用新型的技术内容及技术特点已揭示如上，然而熟悉本项技术的人士仍可能基于本实用新型的揭示而作各种不背离本实用新型精神的替换及修饰。因此，本实用新型的保护范围应不限于实施例所揭示，而应包括各种不背离本实用新型的替换及修饰，并为申请专利范围所涵盖。

Claims (8)

1.一种风车结构，其特征在于：包括：

转轴，与风向垂直配置；

至少四个翼片，以等角度并且朝向同一旋转方向配置在转轴外围，任一翼片的主体由顺着转轴轴向弯弧的叶片所构成。

2.如权利要求1所述的风车结构，其特征在于：其中任一翼片在其叶片的弧线两端设有与转轴固接的支架。

3.如权利要求1所述的风车结构，其特征在于：其中叶片的弧线两端落于与转轴平行的直线上。

4.如权利要求1所述的风车结构，其特征在于：其中各翼片在其叶片的浮凸面上设有至少一个肋条。

5.如权利要求4所述的风车结构，其特征在于：其中肋条顺着叶片的弧线配置。

6.如权利要求3所述的风车结构，其特征在于：其中叶片的叶面与支架的伸展方向平行。

7.如权利要求3所述的风车结构，其特征在于：其中叶片的叶面与支架伸展方向偏斜。

8.如权利要求7所述的风车结构，其特征在于：其中叶片形成外扩喇叭状。

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