CN2786307Y - 热对流及风力发电装置 - Google Patents

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Abstract

一种热对流及风力发电装置，是运用热对流及风力动能以将能量再利用而转换为电能的发电装置，其在发电器(2)上结合如球状风扇(1)的风力旋转装置而形成热气流发电装置，或发电器(2)下结合如导流助转器(3)的风力旋转装置，或发电器(2)下结合如聚风装置(4)的风力旋转装置，或发电器(2)结合如导流助转器(3)、聚风装置(4)的风力旋转装置；其中，发电器(2)是在风力旋转装置旋转下使内部磁铁与相对应的线圈间产生能量并转换成电能，并将电能储存在蓄电装置内。据此，达到低成本，节省能源发电的目的。

Description

热对流及风力发电装置
技术领域
本实用新型是关于一种热对流及风力发电装置，为一种利用热对流或风力进行节省能源的低成本发电的装置。
背景技术
为了应对未来的能源危机，现在已有多种利用自然界力量来发电的装置，如太阳能发电、水力发电、潮汐发电、风力发电等等，其中如中国台湾专利公告第M242587号“涡轮式风力发电装置之构造改良”，是一种包含有涡轮通风器、传动系统、变速箱、发电机、及塔座的组合构造，其特征在于：涡轮通风器是将架体中心设置一直立的固定轴，该架体为圆管状且设置有数根补强肋，于固定轴的顶端与架体的上方设置有扇叶座，该扇叶座为圆形，于其中心设有轴承，而轴承是与固定轴固定，下方扇叶座中央下方迭合固定有一齿轮，该齿轮可与下方扇叶座同步旋转，在上、下扇叶座侧面固定有螺旋式的扇叶，于上扇叶座之上方固定轴的顶端设置有避雷装置，整个涡轮通风器是靠架体固定于塔座的上端，于塔座下方装设有控制箱，控制箱内装置有变速箱及发电机。
上述专利所示的发电装置系通过扇叶座旋转时，将动能经由齿轮先传至变速箱，再传至发电机内转换成电能，由于过程是透过齿轮衔接传动，所以动能必定受到某些程度的损耗、衰减，因此如何克服此一问题，乃为本实用新型的诉求重点之一。
其次，上述专利主要是列举三种不同的涡轮通风器与发电机连系，但除了涡轮通风器之外，还能以其它的方式及构造取代涡轮通风器；此外，上述专利的控制箱内须设置变速箱来变速，然而如能避免使用变速箱，将能减化构造及降低制造成本，因此如何取代，亦是本实用新型的诉求重点之一。
新型内容
本实用新型的目的在于，提供一种运用热对流及风力动能以将能量再利用而转换为电能且低成本，以达到节省能源的热对流及风力发电装置。
为实现上述目的，本实用新型一种热对流及风力发电装置，其特征在于，包括：
一具有旋转作用的风力旋转装置；及
一发电器，连接在风力旋转装置之下，其内部包括有通过风力旋转装置的旋转带动与线圈产生对应动作而发电的磁铁。
根据上述的热对流及风力发电装置，其特征在于：所述风力旋转装置为球状风扇。
根据上述的热对流及风力发电装置，其特征在于：所述风力旋转装置是一导流助转器，为中空导风罩，管壁具有多个开槽而开槽侧边延伸出导风板，又导风罩内设置一涡轮扇叶。
根据上述的热对流及风力发电装置，其特征在于：所述风力旋转装置为一聚风装置，为集风箱上端呈收敛管体，其箱壁设有开槽及开槽侧壁设有导风板，内部更设有由数片弧形向上的弧板，又集风箱内部上端设置一导风扇。
根据上述的热对流及风力发电装置，其特征在于：发电器下设置一导流助转器，为导风罩上端与发电器管体下端衔接，又管壁具有多个开槽而开槽侧边延伸出导风板，又导风罩内设置一与发电器轴心连接的涡轮扇叶。
根据上述的热对流及风力发电装置，其特征在于：导流助转器下设置一聚风装置，为集风箱上端呈收敛管体与导流助转器下端衔接，而箱壁设有开槽及开槽侧壁设有导风板，内部更设有由数片弧形向上的弧板，又集风箱内部上端设置一与涡轮扇叶轴心连接的导风扇。
根据上述的热对流及风力发电装置，其特征在于：发电器下设置一聚风装置，为集风箱上端呈收敛管体并与发电器管体下端衔接，集风箱之箱壁设有开槽及开槽侧壁设有导风板，内部更设有由数片弧形向上的弧板，又集风箱内部上端设置一与发电器轴心连接的导风扇。
根据上述的热对流及风力发电装置，其特征在于：所述发电器，为中空管体；中空管体内部上端设置一具有轴承之轴承座；至少一组设于中空管体内的线圈座；包覆在线圈座两侧的线圈；一连接在球状风扇之轴心下并贯穿线圈座与轴承座的轴心；及固设于轴心并与线圈座等量且对应于线圈座圆孔内的磁石所组成。
根据上述的热对流及风力发电装置，其特征在于：所述发电器，为中空管体；中空管体内部上端设置一具有轴承之轴承座；一连接在球状风扇轴心下并贯穿轴承座的轴心；至少一固定在前述轴心下的偏心轮及与偏心轮配合的移动环；以及至少一固定在移动环的磁铁及与磁铁配合并供其穿梭的线圈所组成。
通过本实用新型的实施可获至下列优点：
所述的热对流及风力发电装置，当球状风扇1受热对流及风力影响而带动发电器2的轴心与磁石同步旋转时，磁石能与线圈产生作用，并将其能量通过电路板上电子组件将其磁力先分割后，转为正负两极电能而储存，又设置在屋顶上的球状风扇能同时具有通风、排气功效。
所述的热对流及风力发电装置，当球状风扇1受热对流及风力影响而带动发电器2的轴心与偏心轮同步旋转，而使位在移动环上的磁石与线圈产生往复穿梭动作，进而产生直流电源而储存在蓄电装置内，又设置在屋顶上的球状风扇能同时具有通风、排气效果。
所述的热对流暨风力发电装置，发电器2下设置一导流助转器3，该导流助转器3之导风罩能有效让大自然风力带动其涡轮扇叶旋转，使气流通过涡轮扇叶1的旋转而向上流动并由球状风扇排出，同时也能使发电器2的轴心旋转来产生电能，并由球状风扇1排出气流。
所述的热对流及风力发电装置，发电器2下设置一聚风装置4，该聚风装置4之集风箱内的四片弧形向上的弧板能使大自然风力自集风箱开槽进入后向上窜升，使集风箱上端的导风扇转动，进而带动发电器2的轴心旋转而产生电能，并由球状风扇1排出气流。
所述的热对流及风力发电装置，聚风装置4之集风箱内的四片弧形向上的弧板能使大自然风力自集风箱开槽进入后向上窜升，使集风箱上端的导风扇转动，进而带动发电器2的轴心旋转而产生电能；此时导流助转器3的涡轮扇叶也跟着同步转动，以迅速的将气流导引向上，并由球状风扇1排出。
所述的热对流及风力发电装置，发电器2结合导流助转器3后，该导流助转器3之导风罩能有效让大自然风力带动其涡轮扇叶旋转，使气流通过涡轮扇叶1的旋转，而使发电器2的轴心旋转来产生电能。
所述的热对流及风力发电装置，发电器2结合导流助转器3、聚风装置4后，该聚风装置4之集风箱内的四片弧形向上的弧板能使大自然风力自集风箱开槽进入后向上窜升，使集风箱上端的导风扇转动，进而带动导流助转器3、及发电器2的轴心旋转而产生电能。
所述的热对流及风力发电装置，发电器2结合聚风装置4后，该聚风装置4之集风箱内的四片弧形向上的弧板能使大自然风力自集风箱开槽进入后向上窜升，使集风箱上端的导风扇转动，进而带动发电器2的轴心旋转而产生电能。
所述的热对流暨风力发电装置，发电器之中空管体内部上端设置具有轴承221的轴承座22，则轴心25b贯穿过该轴承座，遂使轴心在旋转时能保持稳固不异位。
附图说明
图1：本实用新型第一实施形态的立体分解图。
图2：本实用新型第一实施形态的立体组合图。
图3：本实用新型第一实施形态的侧剖视图。
图4：本实用新型第二实施形态的立体剖面图。
图5：本实用新型第二实施形态的全剖视图。
图6：本实用新型第三实施形态的立体分解图。
图7：本实用新型第三实施形态的立体组合图。
图8：本实用新型第三实施形态的导流助转器横断面图。
图9：本实用新型第四实施形态的立体分解图。
图10：本实用新型第四实施形态的立体组合图。
图11：本实用新型第四实施形态的集风箱全剖视图。
图12：本实用新型第五实施形态的立体组合图。
图13：本实用新型第六实施形态的立体组合图。
图14：本实用新型第七实施形态的立体组合图。
具体实施方式
以下依据图面所示之实施例详细说明如后：
第一实施形态
如图1所示，为本实用新型第一实施形态的立体分解图，图中揭示出一热对流发电装置10是包括一风力旋转装置(如球状风扇1)、及一发电器2，组合后的立体外观有如图2所示。
上述球状风扇1由多片弧形叶片11以上、下端配合圆板或圆框相互铆接而成，而弧形叶片11是层层相互重迭，其间并保有间距12以作为通风之用，此为现行涡轮散热风扇的技艺构造，于此不予赘述。
上述发电器2是由中空之管体21、设在管体21内部上端又中央装置一只轴承221的轴承座22、至少一组设于管体21内且中央具有圆孔231的线圈座23、包覆在线圈座23两侧的线圈24、贯穿线圈座圆孔231与轴承221且上端更与球状风扇1螺固结合的轴心25、及固设于轴心25且数量与线圈座23相等并对应在线圈座圆孔231内的磁铁26所组成；此外，各组线圈24透过二导线241穿出于管体21外并与蓄电装置(如蓄电池，未揭示)连接。再者，轴心25是由上节的球状风扇轴心25a与下节的发电装置轴心25b螺接组合或为一体制造成型。
如图3所示，为本实用新型第一实施形态的全剖视图，由图中可知热气流发电装置10以管体21的上缘锁设在屋顶5下方，而球状风扇1是露出在屋顶5上方，由于能同时兼具通风排气与发电功能，故非常适合安装在厂房顶端。其实施方式为，当球状风扇1受热对流、或风力影响下会带动轴心25及固设在轴心25上的磁石26同步旋转，使磁铁26与包设在线圈座23上的线圈24产生磁能充电，其将磁力先行分割后，转为正、负两极电能，再储存于蓄电装置上，此时蓄电装置为直流电源，亦可透过电子装置转换为高压交流电，据此以供给任何需交流电源的电子产品使用。
其次，可视需求于管体21内串接增加线圈座23与磁铁26的数量，如此即能提升发电效能；再者，球状风扇1是直接带动轴心25旋转，并未经过任何齿轮或变速机构，因此动能的损耗可降至最低，以符合经济效益。
第二实施形态
如图4及图5所示，为本实用新型第二实施形态的立体剖视图及全剖视图，本实施例与前述第一实施形态不同处在于发电器2，该发电器2为中空管体；中空管体内部上端设置一具有轴承221之轴承座22；一与球状风扇1的轴心25a连接的轴心25b；一固定在前述轴心25b下的偏心轮27；一与偏心轮27配合的移动环(板)28；至少一固定在移动环28的磁铁26(为永久磁铁)；与磁铁26配合并供其穿过的线圈29所组成。
上述偏心轮27及移动环28可为多组，相对地将使配合的磁铁26及线圈29也为多组；又，发电器2所导出的电力则以导线241输入至蓄电装置20，并通过蓄电装置20储存电力。
其实施方式为：球状风扇1旋转时，轴心25及轴心下的偏心轮27一同旋转，而偏心轮27带动移动环28产生往复动作，使设置在移动环28端部的磁铁26往复穿梭于线圈29中，而产生直流电源且通过二导线241输入至蓄电装置20内。
第三实施形态
如图6所示，为本实用新型第三实施形态的立体分解示意图，由图中可知，在上述第一或第二实施形态之球状风扇1的发电器2下方可续接一另一风力旋转装置(如导流助转器3)，而组合成一热对流及风力发电装置10，有如图7所示。
上述导流助转器3是由导风罩31与涡轮扇叶32组成，其中，导风罩31上端与发电器2的管体21下端衔接(如为螺接、铆接或焊接等方式)，该导风罩31是管壁具有多个开槽311的中空管体，在开槽311的一侧边向外延伸出导风板312，而且在导风板312的外侧壁更开凿出小开槽311a，于小开槽311a的侧边再增设导风扇313，但导风板312的长度远较导风板313为长，又导风板312的末端更制成“3”字形的导流弧板312a；利用前述导风板312能导引顺时针来的气流(如图8白箭头所指)自开槽311入于导风罩31内，又逆时针来的气流(如图6黑箭头所指)则经导风板312、313引导后自小开槽311a入于导风罩31内。由于导风罩31内设有一与发电装置轴心25底端连接的涡轮扇叶32，所以在导风罩31让大自然风力或热气流进入后带动内部涡轮扇叶32旋转，使热气流通过涡轮扇叶32的旋转而迅速向上流动并由球状风扇1排出，同时也能使发电器的轴心25旋转而使磁铁26与线圈24产生电能。
第四实施形态
如图9所示，为本实用新型第四实施形态的立体分解图，由第三实施形态之图7的导流助转器3下方更可续接另一风力旋转装置(如聚风装置4)，而组合成一热对流及风力发电装置10，有如图10所示。
上述聚风装置4，包括一上端具有收敛管42的中空箱形集风箱41、及收敛管42上端的圆管43以一体组合而成，集风箱41的四个面至少都设有一开槽411及导风板412，以图7为例，集风箱41每面设有三个开槽411、411a、411b，其中，两侧开槽411a、411b的内侧边向外延伸出导风板412，导风板412的末端更制成「3」字形的导流弧板412a，透过每面的左、右两个导风板412能使顺时针或逆时针的气流自开槽411a或411b导入于集风箱41内，又与集风箱41各面垂直的气流则藉由左右两导风板412的收束而自中央开槽411导入集风箱41内。
再如图11所示，在集风箱41的内部设置四片弧形向上的三角弧板413，此三角弧板413是面对着前述开口411、411a、411b；其次，在集风箱41内部上端设置一与导流助转器3之涡轮扇叶32底端固接的导风扇44，前述三角弧板413可将由开口导入的水平气流转折成垂直上升气流，进而使集风箱41上端的导风扇44产生旋动，同时也使导流助转器3的涡轮扇叶32也同步转动以加快气流上升速度，也因此能使发电器2的轴心25同步旋转并产生电能，而气流最后并由球状风扇1排出。
第五实施形态
如图12所示，基于上述，本实用新型也能以发电器2与风力旋转装置中的导流助转器3共同组成一风力发电装置10，换言之，是在无球状风扇1的状态下，由发电器2与导流助转器3共组为一风力发电装置10。
第六实施形态
如图13所示，前述第四实施形态的风力发电装置10的导流助转器3下更可结合另一风力旋转装置中的聚风装置4，换言之，是在无球状风扇1的状态下，由发电器2、导流助转器3及聚风装置4共组为一风力发电装置10。
第七实施形态
如图14所示，同理，本实用新型也能以发电器2及聚风装置4共同组成一风力发电装置10，换言之，是在无球状风扇1的状态下，由发电器2、及聚风装置4共组为一风力发电装置10。
以上，是依据图面所示的实施例详细说明了本实用新型的构造、特征及作用效果，符合新颖及进步性要素，遂依法提出新型专利申请。

Claims (9)

1.一种热对流及风力发电装置，其特征在于，包括：
一具有旋转作用的风力旋转装置；及
一发电器，连接在风力旋转装置之下，其内部包括有通过风力旋转装置的旋转带动与线圈产生对应动作而发电的磁铁。
2.如权利要求1所述的热对流及风力发电装置，其特征在于：所述风力旋转装置为球状风扇。
3.如权利要求1所述的热对流及风力发电装置，其特征在于：所述风力旋转装置包括一导流助转器，其包括管壁具有多个开槽的中空导风罩，开槽侧边延伸出有导风板，导风罩内具有一涡轮扇叶。
4.如权利要求1所述的热对流及风力发电装置，其特征在于：所述风力旋转装置包括一聚风装置，其包括上端为收敛管体的集风箱，其箱壁具有开槽，开槽侧壁具有导风板，内部还具有数片弧形向上的弧板，集风箱内部上端具有一导风扇。
5.如权利要求1所述的热对流及风力发电装置，其特征在于：发电器下具有一导流助转器，其包括上端与发电器管体下端相连接的导风罩，管壁具有多个开槽，开槽侧边延伸出有导风板，导风罩内具有一与发电器轴心连接的涡轮扇叶。
6.如权利要求5所述的热对流及风力发电装置，其特征在于：导流助转器下具有一聚风装置，其包括上端呈收敛管体的集风箱，与导流助转器下端相连接，而箱壁具有开槽，开槽侧壁具有导风板，内部还具有数片弧形向上的弧板，集风箱内部上端具有一与涡轮扇叶轴心连接的导风扇。
7.如权利要求1所述的热对流及风力发电装置，其特征在于：发电器下具有一聚风装置，其包括上端呈收敛管体并与发电器管体下端相连接的集风箱，集风箱箱壁具有开槽，开槽侧壁具有导风板，内部还具有数片弧形向上的弧板，集风箱内部上端具有一与发电器轴心连接的导风扇。
8.如权利要求1所述的热对流及风力发电装置，其特征在于：所述发电器，为中空管体；中空管体内部上端具有一包括轴承的轴承座；一组或多组位于中空管体内的线圈座；线圈座两侧包覆有线圈；一连接在球状风扇轴心下并贯穿线圈座与轴承座的轴心上，固定有与线圈座等量且配合在线圈座圆孔内的磁铁。
9.如权利要求1所述的热对流及风力发电装置，其特征在于：所述发电器，为中空管体；中空管体内部上端具有一包括轴承的轴承座；一连接在球状风扇轴心下并贯穿轴承座的轴心下，固定有一或多个偏心轮及与偏心轮配合的移动环；以及，还包括一或多个固定在移动环的磁铁及与磁铁配合并使其穿过的线圈。
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