CN203463237U - 具锥状本体的风力发电装置 - Google Patents

Abstract

一种具锥状本体的风力发电装置，包含底座、下轴承组、中心轴、下板、上轴承组、锥状转动结构与数个支柱。本实用新型利用锥状转动结构所设置的翼板来承受气流风力以带动下板旋转，使下板所连接的发电机组进行发电。又，本实用新型整体转动方向为水平，在顶端所设置的器材设备皆与叶片长度无直接关联，可克服已知风机顶端无法设置的问题。

Description

具锥状本体的风力发电装置

技术领域

本实用新型是一种风力发电装置，尤指一种具锥状本体的风力发电装置。

背景技术

不论是食、衣、住、行、育、乐，人类对于电力的依赖与日俱增。目前产生电力的方式是以核能发电、火力发电为主流，然而，核能发电不但会有核废料的问题，当遭遇天然灾害时，其所可能发生的核能外泄危机，都是目前无法克服的问题。火力发电因需要藉由燃烧所产生的热能来转换，不但会消耗大量的天然资源，更随着产生大量二氧化碳的问题，会造成温室效应等现象。因此，人类不断地在寻求替代能源的使用，避免因为上述方式而导致环境破坏或污染等问题。

目前，皆以利用天然资源转换为主要设计方向，较多被考虑的替代能源包含了水力发电、太阳能发电、风力发电、地热发电等。

其中，一般风车型的风力发电装置，难以在顶端装设避雷针或是其它设备，原因在于风车型的风力发电装置所使用的叶片长度较长，其旋转时所处的最高位置远高于轴心的位置，换言之，需置放一高度长于叶片长度的避雷针，但此举不但在制造上造成成本的上升，在组装过成中更具诸多不易之处，况且长度过长的避雷针容易断裂。 另，虽然有数种设计是采用不导电的材质制造叶片，但在雨天时，叶片表面上沾满雨水，故在遭受雷击时，仍会因雨水而导电烧毁装置，造成损失。

有鉴于此，本实用新型人投入众多研发能量与精神，不断于本领域突破及创新，盼能以新颖的技术手段解决已知技术的不足，除带给社会更为良善的产品，亦促进产业发展。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对上述现有技术的不足，提供一种具锥状本体的风力发电装置，其利用一固定不转动的中心轴进行连接。并且，整体转动方向为接近水平，故避雷针或是其它装置与叶片长度无直接关联，仅与整体高度有关。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种具锥状本体的风力发电装置，其包含发电机组，其特点是，还包括：下轴承组，设置于一底座，且该下轴承组结合一垂直于该底座的中心轴；下板，其结合于该下轴承组而可相对于该中心轴转动，又，该下板连接所述发电机组，当该下板旋转时可驱动该发电机组运转，该发电机组连接于该中心轴并位于该下板的上方；上轴承组，设置于该中心轴；锥状转动结构，包含一个八面锥状本体、至少四翼板及数个支柱，该八面锥状本体连接于该上轴承组，且该八面锥状本体的各侧面分别铺设一遮板，又，定义该锥状转动结构的其中四面为连接面，另四面为非连接面；该四翼板各自分别连接凸伸于该八面锥状本体的其中一该连接面；该支柱连接于该下板与该八面锥状本体。

较佳地，于该下板开设有数个入风口，且各该入风口的边缘分别设有一叶片，且该叶片由该下板往下倾斜一角度。藉此，不仅可将行的侧向风推动及导入，亦可藉由上升风对叶片产生推力，可适用于较无侧向风(例如台风)的区域，例如赤道。

较佳地，连接面与非连接面彼此交错排列，藉以使各翼板间具有较大空间可以与气流接触。

较佳地，该翼板上结合数片太阳能板，藉以可同时进行太阳能转换电能。

较佳地，进一步于上轴承组连接一滑环碳刷模块，其与太阳能板电性连接，用以传递太阳能板所产生的电能。

较佳地，各翼板分别包括上长板与下长板，且各相邻的上长板连接有一或一个以上的固定杆，各相邻的下长板连接有一下固定板。藉以增加可承受风力的强度。

较佳地，该底座下方设有数个滑轮，藉以提升整体移动的便利性。

较佳地，该锥状转动结构的顶端装设有一避雷针组，藉以将雷击所产生的电能导入土地或是其它的储能装置。

为让相关领域技术人员能更进一步了解本实用新型的相关结构，以下将配合各图式及组件符号详加说明本实用新型的实施态样。

附图说明

图1为本实用新型实施例的立体分解图。

图2为本实用新型另一角度的立体分解示意图。

图3为本实用新型发电机组实施例的示意图。

图4为本实用新型实施例的八面锥状本体的示意图。

图5为本实用新型实施例的八面锥状本体的分解示意图。

图6为本实用新型实施例的作动示意图。

图7为本实用新型实施例的下板的示意图。

图8为本实用新型实施例的作动示意图。

图9为本实用新型实施例下板的气流流动立体示意图。

图10为本实用新型实施例的立体示意图。

图11为图10所示实施例另一角度的示意图。

图12为本实用新型实施例结合风速计、风向计、航警灯与避雷针的立体示意图。

标号说明

10底座                         101  底座支架

102底座支架                    103  底座支架

104底座支架                    110  滑轮

20下轴承组                     30中心轴

40下板                         401  入风口

402叶片                       50上轴承组

51滑环碳刷模块                60锥状转动结构

601端点                       602端点

603连接杆                     61八面锥状本体

611遮板                       6111翼板

612遮板                       613遮板

6131翼板                      614遮板

615遮板                       6151翼板

616遮板                       617遮板

6171翼板                      618遮板

620支柱                       630上长板

631固定杆                     640下长板

641下固定板                   70避雷针组

A1气流                        A2上升风

G发电机组                     G1皮带主动轮

G2夹座                        G3夹座

G4连接板件                    G5发电机

G6发电机                      G7皮带

G8皮带                        S太阳能板

W1风速计                      W2风向计

W3航警灯。

具体实施方式

参阅图1及图2，本实用新型提供了一种具锥状本体的风力发电装置，其包含底座10、下轴承组20、中心轴30、下板40、上轴承组50与锥状转动结构60。

于此先行强调，依此领域的技术人员所理解，底座10的形式除说明书所示，亦可等效包括土地或建筑物等任何可作为固定位置用途的物品，并不以图形所示为限。如图1所示的本实施例，底座10包含了数支底座支架101、102、103、104(在此以数量为四的底座支架101、102、103、104为例)，底座支架101的末端，固接至另一底座支架102的一侧，同理，底座支架102的末端，固接至另一底座支架103的一侧，底座支架103的末端固接至另一底座支架104的一侧，底座支架104的末端固接至另一底座支架101的一侧。以图中所显示的各底座支架101、102、103、104的连接方式，加强了底座10的结构强度，并且易于移动。

再者，于各底座支架101、102、103、104相互固接之处，设有一下轴承组20，且中心轴30设置于下轴承组20，并垂直于底座10。当然，若采用其它形式的底座10，则下轴承组20可配合中心轴30的位置在适当处进行设置，以维持架设于上的各机构单元的稳定。另，于此特别一提，本实施例的中心轴30是无外轴的设置，与已知技术需透过外轴与其它组件连接的结构完全不同。因此，本实施例的中心轴30的设置将较已知技艺简易。并且，本实施例的中心轴30为固定不转动，其所衍生的优点将于后配合图式再述。

下板40结合于下轴承组20，可藉由下轴承组20而相对于该中心轴30转动。又，下板40再连接一发电机组G，当该下板40旋转时可驱动该发电机组G运转，此发电机组G设于下板40之上。请一并参阅图3，一皮带主动轮G1与下板40共心地(以中心轴30为共心)设置于下板40之上，且于中心轴30上固接了数个夹座G2、G3(图中以2个夹座G2、G3为例)，夹座G2、G3分别向外突伸有数个连接板件G4，这些连接板件G4分别固接发电机G5、G6，而皮带主动轮G1与发电机G5、G6之间分别以皮带G7、G8连接。故当下板40转动时，皮带主动轮G1将会同步转动，进而透过皮带G7、G8带动发电机G5、G6进行发电。又，发电机为已知技术，故未再针对其如何被带动发电等原理进行阐述，于此先行叙明。

如图1与图5示，中心轴30的顶端连接设置该上轴承组50。锥状转动结构60连接上轴承组50，使得锥状转动结构60得以相对中心轴30转动，其中，锥状转动结构60包括一个八面锥状本体61、至少四翼板6111、 6131、6151、6171与数个支柱620。请再配合图4及图5，八面锥状本体61其上端及下端皆有一个正八边形的轮廓，上端的正八边形轮廓的面积小于下端的正八边形轮廓的面积，而每一个上端的正八边形的端点601与每一个下端的正八边形的端点602皆有一个连接杆603以互相连接，故八面锥状本体61的每一侧面都以一梯形的形状呈现。

各面系各自结合一遮板611、612、613、614、615、616、617、618。其中有四个遮板611、613、615、617被定义为连接面，用以连接翼板6111、6131、6151与6171，而剩余的遮板 612、614、616、618 被定义为非连接面，又，连接面611、613、615、617与非连接面612、614、616、618是彼此交错设置。

再者，于下板40设有数个支柱620，这些支柱620用以连接下板40与各个连接杆603，藉以使锥状转动结构60与下板40连动。

藉由上述结构，如图6所示，可将本实用新型的一种具锥状本体的风力发电装置放置于受风处，藉由气流A1所产生的风力推向翼板6111、6131、6151、6171，进而带动整个锥状转动结构60以中心轴30为中心而旋转，并再藉由皮带G7、G8而使发电机组G运作。

根据上述结构，由于中心轴30为固定不动，故可于锥状转动结构60的顶端上进一步装设一避雷针组70或是其它装置。相较于已知技术，避雷针组70位于整个结构的最上端，而能有效地防止结构的其它部位遭受雷击。再如图12所示，由于各翼板位于侧面且中心轴30为固定不动，故可在最上端进一步结合风速计W1、风向计W2或是航警灯W3等装置，不会受到锥状转动结构60旋转时的影响或遮蔽。

进者，请配合图7至图9所示，可于下板40开设数个入风口401，其中，每个入风口401可以中心轴30为轴心呈辐射状地开设，并呈现一类似扇形的形状，另外，每个入风口401处还设有一叶片402，且这些叶片402皆由下板40往下倾斜一角度。藉由入风口401和叶片402的装设，使得侧向风力气流A1或是空气中热气上升所造成的上升风A2推动叶片402，将会辅助推动下板40旋转，进而如上所述般地带动发电机组G。 另，气流经此入风口401进入后，将会向上移动，对于锥状转动结构产生一向上推力，可减少上轴承组与下轴承组所承受的重力，而使上轴承组与下轴承组的磨损降低，延长使用寿命。

请参阅图5及图10，在每一翼板6111、6131、6151、6171上还可进一步为太阳能板S(图中所示的太阳能板S的数量为两个，但不以此为限)。在本实用新型结构上所装设的太阳能板S，可随着锥状转动结构60的运作而转动，藉此，各太阳能板S可随着旋转随时进行太阳能的转换。再者，对于各太阳能板S而言，可经由风力气流的吹拂与旋转而散热，使得太阳能板的转换效率不会因过热而降低。旋转的太阳能板S可藉由风力带走表面的灰尘脏污，并且使得鸟类飞禽无法站立于上，故可减少灰尘脏污或粪便沾黏表面而阻挡阳光的问题。又，与已知的太阳能板比较，本实施例是将风力与太阳能一并作为电力转换的使用。故当气流风力往本实施例前进时，整体将会使气流所产生的力量运用于锥状转动结构60进行旋转。而已知的太阳能板是依靠架体抓持抵抗，当受到大于安全系数的风力时，将会使得太阳能板被吹毁，产生损失。

如图1与图2所示，上轴承组50结合一滑环碳刷模块51，滑环碳刷模块51与该些太阳能板电性连接，藉以可将太阳能板所产生的电力传导到滑环碳刷模块51所电性连接的另一装置，例如电池，故滑环碳刷模块51可在不影响太阳能板旋转的状态下，进行电力的传送。另，滑环碳刷模块51为已知技术组件，并且，凡具本领域一般技术的技术人员，皆可无歧异知悉其安装方式，故于此不再赘述其构造细节。

如图10所示，在每一翼板6111、6131、6151、6171上还包含有一上长板630，且每一相邻的上长板630之间，连接有一或一以上个固定杆631，藉由这些固定杆631，使得整体结构更为稳定。

再如图11所示，在每一翼板6111、6131、6151、6171下还包含有一下长板640，且每一相邻的下长板640之间，连接有一个下固定板641。藉由这些下固定板641，使得整体结构更为稳定。

又如图1及图10所示，在底座10下方设有数个滑轮110，这些滑轮110设在每个底座支架101、102、103、104之下，藉此能便于移动整个发电装置。

本实用新型将已知的缺失摒除，确实功效增进，诚符合实用新型专利要件。需陈明者，以上所述乃是本实用新型具体实施例及所运用的技术原理，若依本实用新型的构想所作的改变，其所产生功能作用仍未超出本申请案说明书、申请专利范围及图式所涵盖的精神时，均应在本实用新型的范围内，合予陈明。

Claims (8)

1.一种具锥状本体的风力发电装置，其包含发电机组，其特征在于，还包括：

下轴承组，设置于一底座，且该下轴承组结合一垂直于该底座的中心轴；

下板，其结合于该下轴承组而可相对于该中心轴转动，又，该下板连接所述发电机组，当该下板旋转时可驱动该发电机组运转，该发电机组连接于该中心轴并位于该下板的上方；

上轴承组，设置于该中心轴；

锥状转动结构，包含一个八面锥状本体、至少四翼板及数个支柱，该八面锥状本体连接于该上轴承组，且该八面锥状本体的各侧面分别铺设一遮板，又，定义该锥状转动结构的其中四面为连接面，另四面为非连接面；该四翼板各自分别连接凸伸于该八面锥状本体的其中一该连接面；该支柱连接于该下板与该八面锥状本体。

2.如权利要求1所述的具锥状本体的风力发电装置，其特征在于，所述下板开设有数个入风口，且各该入风口的边缘分别设有一叶片，且该叶片由该下板往下倾斜一角度。

3.如权利要求1所述的具锥状本体的风力发电装置，其特征在于，所述连接面与该非连接面彼此交错排列。

4.如权利要求1所述的具锥状本体的风力发电装置，其特征在于，所述翼板上进一步设有至少一太阳能板。

5.如权利要求4所述的具锥状本体的风力发电装置，其特征在于，所述上轴承组进一步连接一滑环碳刷模块，且该滑环碳刷模块与该太阳能板电性连接。

6.如权利要求1所述的具锥状本体的风力发电装置，其特征在于，所述各翼板分别包括上长板与下长板，且各相邻的上长板连接有一或一个以上的固定杆，各相邻的下长板连接有一下固定板。

7.如权利要求1所述的具锥状本体的风力发电装置，其特征在于，所述底座下方设有数个滑轮。

8.如权利要求1所述的具锥状本体的风力发电装置，其特征在于，所述锥状转动结构的顶端装设有一避雷针组。

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