CN201747530U - 垂直轴向风力发电装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型是一种垂直轴向风力发电装置,包括一支架、一叶轮及一发电机。其中的支架具有一第一板体及二第二板体而呈略呈ㄇ字形,且于该第一板体及该第二板体连接处设有至少一补强片;该叶轮轴设于所述的这些第二板体间,且该叶轮具有一轴杆及复数个叶片,使该轴杆及所述的这些叶片分别与该第一板体平行设置;该发电机设于该第二板体外侧,且与该叶轮的轴杆相连结,使该叶轮受风转动后而产生电能。据此,该叶轮的轴杆两个端部分别受到该支架的限定以防止转动时的偏摆问题,且该支架的设计能安装于各种杆体或墙面上,以提供一个更加方便、环保的用电手段。

Description

垂直轴向风力发电装置
技术领域
本实用新型涉及一种风力发电机设备的领域,尤指一种运转时不会偏摆,且便于应用安装的垂直轴向风力发电装置。
背景技术
近年来,由于国际油价的波动造成另一波的能源危机,各国科学家正积极寻找新的替代能源(绿色能源),如:太阳能、风力能、潮汐能甚至是生质能等;风力能的使用迄今已有数千年的历史,早期多应用于农业灌溉及研磨谷物,而风力能属于一种永不耗竭、无污染的自产性能源,加上目前风力发电机的研发技术日新月异,用于发电的发电量也持续提高,而使得发电成本大幅下降,且可分散设置于各地,以满足区域性供电的需求、减少输电损失,并降低供电成本。
风力发电机的原理乃是通过将风力转换成机械能,再由机械能带动发电机运转发电。故风力发电的效能会受到风速大小、风力发电机的叶片设计及叶片受风面积的影响。而风力发电机依照主轴与水平面的相对位置可分为水平轴式(Horizontal Axis Wind Turbine)与垂直轴式(Vertical Axis Wind Turbine)两种。该种垂直轴式风力发电机不需具有调向装置,其利用阻力作功或利用翼形的升力作功,可于不受风向的影响下,但发电效率较差是其缺点。
因此,请参阅图1、图2,是一般垂直轴向风力发电机的各种使用状态示意图。如图中所示,该种垂直轴向风力发电机10包括一支撑杆11,该支撑杆11顶部再轴接有一叶轮12,且该叶轮12具有多个不同翼形的叶片121。该叶轮12受风时,肇因于所述的这些叶片121的所受阻力,或所述的这些叶片121因受到升力所产生的功,利用所述的这些叶轮12受转动后的机械能带动位于该支撑杆11底部的发电机13发电而产生电能。实际上,由于所述的这些叶轮12单点轴设于该支撑杆11上,因此,当所述的这些叶片121受到风力吹动所产生的阻力,不仅带动了该叶轮12的转动,也会使该支撑杆11产生晃动,且该支撑杆11的高度越高,其晃动的幅度越大而容易发生危险;再者,所述的这些叶轮12上的各个叶片121,也会因为升力而产生变形,也会使得发电效率变差。
因此,有鉴于上述垂直轴向风力发电机10在使用上的缺失,本实用新型提供一种垂直轴向风力发电装置,其不但便于安装应用而不占空间,且其支架设计也能避免该叶轮运转时的晃动及变形等问题,大幅提高了应用时的实用性。
发明内容
本实用新型的一目的,旨在提供一种垂直轴向风力发电装置,俾便于安装应用,且不会占用空间。
本实用新型的一目的,旨在提供一种垂直轴向风力发电装置的支架结构,俾能限定该叶轮两端,而避免其运转时的晃动或变形问题。
为达上述目的,本实用新型的垂直轴向风力发电装置包括:一支架,具有一第一板体及二第二板体而呈ㄇ字形,且于该第一板体及该第二板体连接处设有至少一补强片;一叶轮,轴设于所述的这些第二板体间,且该叶轮具有一轴杆及复数个叶片,使该轴杆及所述的这些叶片分别与该第一板体平行设置;及一发电机,设于该第二板体外侧,且与该叶轮的轴杆相连结,使该叶轮受风转动后而产生电能。且该叶轮的所述的这些叶片凭借复数个支撑臂而连接设于该轴杆上。据而利用该支架由该叶轮两端分别限定其转动时的轴接处,一方面可使该叶轮的转动更加稳定,另一方面也可避免该叶轮的叶片变形情况。
在一实施例中,所述的这些补强片呈三角形,而连接于该第一板体的两个侧缘及该第二板体的两个侧缘,用以连接该第一板体及该第二板体,而增加该支架的强度,避免该叶轮受风转动时造成该支架的变形问题。
在一实施例中,该第一板体上更具有复数个固定孔,供以锁固于墙面或杆体上,或便于与其他夹具或固定器具作结合,而增加安装时的便利性,且能更广泛地被应用。
在一实施例中,所述的这些第二板体的宽度大于等于该叶片的宽度的二分之一,此一结构的设计是了加强该支架的强度,尤其是为了避免所述的这些叶片因受风时的强大阻力,造成所述的这些第二板体无法有效支撑该叶轮。
在一实施例中,本实用新型的垂直轴向风力发电装置更具有一容置箱,其设于该支架一侧,且该容置箱内部设有一电流转换模块及一蓄电池,使该电流转换模块分别与该发电机及该蓄电池电连接,不仅增加其美观性,且与该支架相结合后,而使本实用新型与该电流转换模块及该蓄电池形成一模块化设计,而更加方便应用。
在一实施例中,所述的这些第二板体供以轴设该叶轮的轴杆处,分别设有一穿孔,且于所述的这些穿孔内分别具有一轴承,以增加该叶轮转动时的润滑效果。
与现有技术相比较,采用上述技术方案的本实用新型具有的优点在于:该叶轮的轴杆两个端部分别受到该支架的限定以防止转动时的偏摆问题,且该支架的设计能安装于各种杆体或墙面上,以提供一个更加方便、环保的用电手段。
附图说明
图1是一般垂直轴向风力发电机的使用状态示意图(一);
图2是一般垂直轴向风力发电机的使用状态示意图(二);
图3是本实用新型较佳实施例的结构示意图;
图4是本实用新型较佳实施例应用于路灯上的使用示意图;
图5是本实用新型较佳实施例应用于大楼外墙的使用示意图(一);
图6是本实用新型较佳实施例应用于大楼外墙的使用示意图(二);
图7是本实用新型较佳实施例应用于道路指示牌的使用示意图。
附图标记说明
现有技术:10-垂直轴向风力发电机;11-支撑杆;12-叶轮;121-叶片;13-发电机;
本实用新型:20-垂直轴向风力发电装置;21-支架;211-第一板体;2111-固定孔;212-第二板体;2121-穿孔;2122-轴承;213-补强片;22-叶轮;221-轴杆;222-叶片;223-支撑臂;23-发电机;24-容置箱;241-电流转换模块;242-蓄电池;30-路灯;31-杆体;32-发光源;40-墙面;41-固定架;50-指示牌;51-照明装置。
具体实施方式
为使贵审查委员能清楚了解本实用新型的内容,谨以下列说明搭配图式,敬请参阅。
请参阅图3,是本实用新型较佳实施例的结构示意图。如图中所示,本实用新型的垂直轴向风力发电装置20包括一支架21、一叶轮22及一发电机23。
其中,该支架21具有一第一板体211及二第二板体212,如图中所示,所述的这些第二板体212结合于该第一板体211的两个端部,使该第一板体211及所述的这些第二板体212结合后略呈ㄇ字形(也称为门字形),且该第一板体211的端部仍凸出于所述的这些第二板体212结合处,并于该第一板体211及该第二板体212连接处设有至少一补强片213。再者,所述的这些补强片213呈三角形,而连接于该第一板体211的两个侧缘及该第二板体212的两个侧缘,用以连接该第一板体211及该第二板体212,以将该叶轮22受风转动时,所述的这些第二板体212所受的振动有效分散至该第一板体211上,以防止该支架21可能发生的变形问题。另外,该第一板体211上更具有复数个固定孔2111,以锁固于墙面或杆体上而增加安装时的便利性。
该叶轮22具有一轴杆221及复数个叶片222,且该叶轮22的所述的这些叶片222凭借复数个支撑臂223而连接设于该轴杆221上,并将该轴杆221的两个端部分别轴设于所述的这些第二板体212间,使该轴杆221及所述的这些叶片222分别与该第一板体211平行设置。应注意的是,所述的这些第二板体212的宽度大于等于该叶片222的宽度的二分之一,此一设计是了加强该第二板体212的强度,而避免所述的这些叶片222因受风时的强大阻力产生的偏摆问题,造成所述的这些第二板体212无法有效支撑该叶轮22。另外,于所述的这些第二板体212轴设该叶轮22的轴杆221处分别设有一穿孔2121,且所述的这些穿孔2121内分别具有一轴承2122,大幅提升该叶轮22转动时的润滑效果。
该发电机23设置于该第二板体212外侧,如图中所示,该发电机23设于该下方的第二板体212下方,使该发电机23与该叶轮22的轴杆221相连结,使该叶轮22受风转动后而产生电能。据而利用该支架21二侧的第二板体212,以限定该叶轮22的轴杆221两端,不仅可使该叶轮22的转动不会偏摆左右晃动而运转更加稳定,且可避免该叶轮22的叶片222在旋转过程中被上下拉扯所造成的变形情况。
另外,该垂直轴向风力发电装置20更具有一容置箱24,其设于该支架21一侧,如图中所示,该容置箱24设置于该支架21的下方,且该容置箱24内部设有一电流转换模块241及一蓄电池242,使该电流转换模块241分别与该发电机23及该蓄电池242电连接,以将该发电机23所产生的电能经过该电流转换模块241的转换后,直接提供需用电产品使用,或将经过转换的电能储放至该蓄电池242内。
请参阅图4、图5、图6、图7,是本实用新型较佳实施例应用于各种场所时的状态示意图。如图4所示,本实用新型的垂直轴向风力发电装置20得以复数形态结合使用于一路灯30上,利用所述的这些支架21通过环形夹具,而夹持固定于该路灯30的杆体31上,通过串并联等电连接方式,将所述的这些容置箱24与该路灯30的发光源32电连接,以在所述的这些叶轮22受风力转动时产生电能,直接提供该路灯30使用,或于白天不使用时对该蓄电池242(图中未显示)进行充电,以将风力发电的方式结合使用于一般路灯30上,相当地符合环保规范,也能达到节省电费的目的。再者,如图5、图6所示,本实用新型的垂直轴向风力发电装置20得以单独或复数形态固设于大楼的墙面40上,如图5所示,于墙面40的转角处设置一固定架41,该固定架41用以连接大楼的二相邻墙面40,且向外延伸一段距离,以将该垂直轴向风力发电装置20固定于该固定架41上,而成为以45度角的角度设置大楼墙面40上的型态,可同时接收由大楼二面的风力以产生电能;而图6所示,是该垂直轴向风力发电装置20直接固接于墙面40的实施例,并将该容置箱24(图中未显示)与大楼内部的公用电力设施电连接,以提供大楼内部的用电需求,且可节省许多电费的支出。另外,如图7所示,本实用新型的垂直轴向风力发电装置20以可以横向的方式,设置于一般道路或高速公路上的指示牌50上方,由于目前的指示牌50多具有照明装置51以供夜间使用,将该容置箱24(图中未显示)与所述的这些照明装置51电连接后,而能够利用风力产生的电能致动所述的这些照明装置51照亮该指示牌50上的文字,而符合环保的需求,且能有效降低电费的支出。
以上说明对本实用新型而言只是说明性的,而非限制性的,本领域普通技术人员理解,在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下,可作出许多修改、变化或等效,但都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种垂直轴向风力发电装置,其特征在于,包括:
一支架,具有一第一板体及二第二板体而呈门字形,且于该第一板体及该第二板体连接处设有至少一补强片;
一叶轮,轴设于所述的这些第二板体间,且该叶轮具有一轴杆及复数个叶片,使该轴杆及所述的这些叶片分别与该第一板体平行设置;及
一发电机,设于该第二板体外侧,且与该叶轮的轴杆相连结,使该叶轮受风转动后而产生电能。
2.根据权利要求1所述的垂直轴向风力发电装置,其特征在于:所述的这些补强片呈三角形,而连接于该第一板体的两个侧缘及该第二板体的两个侧缘。
3.根据权利要求1所述的垂直轴向风力发电装置,其特征在于:该第一板体上更具有复数个固定孔。
4.根据权利要求1所述的垂直轴向风力发电装置,其特征在于:所述的这些第二板体的宽度大于等于该叶片的宽度的二分之一。
5.根据权利要求1所述的垂直轴向风力发电装置,其特征在于:更具有一容置箱,设于该支架一侧,且该容置箱内部设有一电流转换模块及一蓄电池,使该电流转换模块分别与该发电机及该蓄电池电连接。
6.根据权利要求1所述的垂直轴向风力发电装置,其特征在于:所述的这些第二板体供以轴设该叶轮的轴杆处,分别设有一穿孔,且在所述的这些穿孔内分别具有一轴承。
7.根据权利要求1所述的垂直轴向风力发电装置,其特征在于:该叶轮的所述的这些叶片凭借复数个支撑臂而连接于该轴杆上。
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