TW201028538A - A wind power generator with two blades one integrated braking system and a gear box - Google Patents

Description

201028538 ' 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種雙葉片整合齒輪箱制動系統 風力發電機’特別係為一種風力發電機，其主要係於該 裝置對於齒輪箱及制動系統做整合，並擁有兩個葉片輸 入0 【先前技術】 按，習知之風力發電機構造，請參考第五圖所示， 其主要係包含有葉片（A)、齒輪箱（B)及發電機（C)，其工 :乍原理係為利用風力推動葉片(A)，再帶動齒輪箱⑻進 行加速，接著將動能傳遞到發電機（C)進行發電。 惟’該習知風力發電機具有以下之缺點： 1.風力發電機内部包含齒輪箱及發電機兩大機 構’因此整體體積較大》 2·由於風力發電機制係為葉片帶動齒輪箱進行加 ❹速，再傳遞到發電機進行發電，故能量傳輸路徑較長。 3·單一葉片輸入，當風速過快造成葉片失速或特殊 狀況下’則必須停止發電。 4·單葉片輸入使輸入轉矩無法抵消，故振動較大。 、’示上所述，以上所提及關於習知之風力發電機雖能 達成發電需求，但傳統笨重之風力發電機已無法符合短 小輕薄之現代需求；再者，能量傳遞路徑越長，也會增 加不必要的能量損失，使發電效率降低；而單葉片輸入， -若遇到風力過強，則無法負荷，必須停機無法發電，因 3 201028538 此無法全時發電；此 :發:::r會減少風力發電機 輪箱本：::善】：風力發電機體積大的缺點，將齒 積。動糸統、與發電機整合成-裝置，進而減小體 之外，將齒輪箱與發電機整合成—裝置，缩短 此：路經，減少整體能量損失，進而增加發電： 荦片盥·雙^輸人，有效提高風能利用，透過單一 提車?r合，有效抑止葉片失速 過拚味a、美间發電時間，增加發電能量（當風速 、、，透過制動器作動，適時停止其 一葉片㈣運轉，進行發電，進而達到全時=)/一另 第-與第二葉片同軸運動但轉向相反，造矩 衡，因此能有效抑制振動，提高效率。 敫人：：達成上述目的及功能’本發明係為-種雙葉片 :口齒輪箱制動系統風力發電機，其主要係設有機架； 嬙：#片，其設置於機架上；第二葉片，其係設置於 >、上，發電單7〇，其係設置於機架上，並與第一葉片 連動而產生電流；制動器’其係設置於機架上，並與發 電早⑽步旋轉’又該制動器係與第二 供第二葉片一制動停止之力量。 並徒 上述該第一葉片係設有第一轉軸，該第一轉軸上則 設有第-齒輪，而第二葉片則設有第二轉軸，該第二轉 201028538 轴上則,又有第二齒輪，又發電單元係由 成，並設有第三轉轴及第 轉子及疋子所組 齒塊，且該齒塊係與第一葉片：第：：：之：緣環設有 器設有第五轉轴，該第五轉対 2 ’另制動 第二齒輪响合。 亥第二齒輪則與第二葉片之 參 =該機架上係設有第一固定 二固定部及第四固定部。 u疋。卩、第 上述該第一固定部係為單一 固定部上設有第一透孔，”’並於該第一 之第L 該第—固定部上，該第-荦片 之第一轉軸則穿伸過該第部上之第-軸承。 固係為單-之支揮桿，並於該第二 承，又笛接 該第一透孔内則設入有第二軸 參 之第設置於該第二固定部上，該第二葉片 第-轉軸則穿伸過該第一固定部上之第二軸承。 :固=該第―固疋部係為二相對設立之支#桿，該第 ;口 =上分別設置有第三透孔及第四透孔，並於第三 2第四透孔内分別設入有第三軸承及第四軸承又 早凡則設置於該第三固定部上，且其轉子設呈為柱 而疋子設呈為中空環狀，其中該轉子係穿伸於定子 内且第二轉軸及第四轉轴則設於轉子之二端，並分別 穿伸過第三固定部之第三軸承及第四轴承内。 上述該第四固定部則為Μ型之支撐桿，其頂端凹設 201028538 有容置槽，以供制動器設置於其中。 上述該第一葉片係與第二葉片反向設置。 故本發明具有下列優點： 1. 體積較小。 2. 縮短能量傳遞路徑，減少能量損失。 3. 雙葉片輸入’有效提高風能利用’透過單一葉片 與制動糸統（煞車）做整合，可以有效抑止葉片失速狀兄 的發生’進而提高發電時間，增加發電能量。 4. 雙葉片同軸運動但轉向相反，造成轉矩平衡，因 此能有效抑制振動，提高效率。 【實施方式】 請參閱第一圖、第二圖及第三圖所示，本創作係包 括有機架（1)、第一葉片（2)、第二葉片（3)、發電單元（4) • 及制動器（5)，其中： 機架（1)，其係凸設有第一固定部（11)、第二固定 參部（12)、第三固定部（13)及第四固定部（14)，其中第一 固定部（11)及第二固定部（12)均為單一之支撐桿，並於 該第一固定部（11)及第二固定部（12)上分別相對設有第 一透孔（111)及第二透孔（121)，又該第一透孔〇11)及第 二透孔（121)内則分別設入有第一軸承（1 5)及第二轴承 (16)，又第三固定部（13)則為二相對設立之支撐桿，該 第二固定部（13)上則分別設置有第三透孔（131)及第四 透孔（132) ’並於第三透孔（131)及第四透孔（132)内分別 設入有第三軸承（17)及第四軸承（18)，另外該第四固定 201028538 部（14)則為Μ型之支撐桿，其頂端則凹設有容置槽 (141)。 第一葉片（2)，其係設置於機架（丨）之第一固定部 (11)上，該第一葉片（2)則凸伸設有第一轉轴（21)，該第 一轉軸（21)係穿伸過第一固定部（丨丨）上之第一軸承 (15)，又該第一轉軸（21)之另一端則設有第一齒輪（22)。 第二葉片（3)，其係設置於機架（丨）之第二固定部 (12) 上，該第一葉片（3)係與第一葉片（2)呈反向設置， ❿其係凸伸没有第二轉軸（31 )，該第二轉軸（31)係穿伸過 第二固定部（12)上之第二軸承〇6)，又該第二轉軸（31) 之另一端則設有第二齒輪（32)。 發電單元（4)，其係設置於機架（1)之第三固定部 (13) 上，該發電單元（4)係由一柱狀之轉子（41)及中空環 .狀之定子（42)所組成，其中該轉子（41)係穿伸於定子（42) 内，又轉子（41)二端分別設有第三轉軸（43)及第四轉軸 ❹（44)且該第一轉軸（43)及第四轉軸（44)則分別穿伸過 第三固定部（13)之第三軸承（17)及第四軸承（18)内，另 定子（42)之周緣環設有若干之齒塊（45)，且該等齒塊⑽ 係與第一葉片（2)之第一齒輪（22)嚙合，而可反向旋轉。 制動器（5) ’其係設置於機架（1)之第四固定部（14) 的容置槽（141)中，該制動器⑸凸伸設有第五轉軸 (51)，該第五轉軸（51)之一端係設有第三齒輪（52)，該 該第三齒輪（52)之另端則與發電單元（4)轉子（41)之^ 四轉軸(44)連結而可同向旋轉，又該第三齒輪⑽則與 7 201028538 '、片（3)之第二齒輪（32)喃合’而可反向旋轉。 使用時’如第三圖及第四圖所示，係將機架（1)置 放於至外適當之迎風位置處，當風吹來時，則第一葉片 係可正向旋轉，而第二葉片（3)則為反向旋轉，又第 葉(2)透過第二轉軸（31)之第二齒輪（32)嚙合帶動 發電單7〇(4)定子（42)之齒塊（45)，使該定子（42)可反向 轉而反向旋轉之第二葉片（3)則透過第二轉軸（31) 赢^第二齒輪（32)’嚙合帶動制動器（5)第五轉軸（51)之第 二齒輪（52)使其正向旋轉’又該第二轉轴（31)則可同向 帶動發電單元⑷轉子⑷）之第四轉軸（44)，使該轉子 (41)正向旋轉，因此藉由發電單元（4)之定子（42)反向旋 *轉而轉子（41)係為正向旋轉，因此利用轉子⑷）與定 • :(42)係呈相對轉動之狀態，而能造成磁力線切割二產 生電流，藉以供作發電使用。 風力過強’造成第一葉片⑵及第二葉片（3)g ❹、'衡而失速時，《者有其他特殊狀況而欲降低ΐ :、、二可經由自動控制或人工控制方式，以啟動制動著 ：制動器⑸啟動後可使其第五轉軸⑽停止勒 ⑸二互ί:制動之力量，而與第五轉轴(51)第三㈣ =互唾合的第二葉片(3)其第二轉軸⑻之第二谨 輪C 3 2 ) »則同樣產；^也丨命^ > 轉，同睥笛；“， 作使第二葉片⑻停止孩 H時第五轉軸⑻另端所帶動發電單元⑷之 :也連帶使轉子⑷）停止旋轉，僅剩下第-葉片 )繼續正向旋轉’以降低轉逮，則第-葉片⑵其仍舊 201028538 透過第二轉軸⑻之第二齒輪（32)唾合帶動發電單元⑷ 定子⑽之齒塊（45)’使該定子（42)可反向旋轉因此， :子⑼停止轉動而定子(42)持續轉動則二者之間仍 子在有相對運動’故能造成磁力線切割以產生電流，而 能繼續維持發電使用。 【圖式簡單說明】 第一圖：係為本發明之立體分解圖。

第二圖：係為本發明發電單元之構造示意圖 第三圖：係為本發明之組合示意〔俯視〕圖 第四圖.係為本發明之組合示意〔正視〕圖 第五圖：係為習用風力發電機之簡單示意圖 【主要元件符號說明】 (1) 機架 (111) 第一透孔 (12) 第二固定部 (131) 第三透孔 (14) 第四固定部 (15) 第一軸承 (17) 第三轴承 (2) 第一葉片 (22) 第一齒輪 (31) 第二轉軸 (4) 發電單元 (42) 定子 (11) 第一固定部 (121) 第二透孔 (13) 第三固定部 (132) 第四透孔 (141) 容置槽 (16) 第二轴承 (18) 第四軸承 (21) 第一轉軸 (3) 第二葉片 (32) 第二齒輪 (41) 轉子 (43) 第三轉轴

201028538 (44) 第四轉軸 (45) 齒塊 (5) 制動器 (51) 第五轉軸 (52) 第三齒輪 (A) 葉片 (B) 齒輪箱 (C) 發電機

Claims (1)

1. 201028538 七、申請專利範圍： 統風力發電機， 包 L一種雙葉片整合齒輪箱制動系 括有： 機架； 其係設置於機架上 其係設置於機架上 其係設置於機架上 ，並與第一葉片連動 第一葉片， 第二葉片， 發電單元， 而產生電流； ❹ 制動器’其係設置於機架上’並與發電單元同步旋 :，又該制動器係與第二葉片連動，並提供第一 制動停止之力量。 、 2.如申請專利範圍第w所述雙葉片整 ' :動系統風力發電機，其中該第一葉片係設有第 該第一轉轴上則設有第一齒輪，而第二葉片則設有 :二轉軸，該第二轉軸上則設有第二齒輪，又發電= ⑩2轉子及定子所組成，並設有第三轉軸及第四轉轴， 二定子之周緣環設有齒塊，且該齒塊係與第一葉片之第 ::輪嚙合，另制動器設有第五轉軸，該第五轉軸上設 ，第三齒輪，且與發電單元之第四轉軸連結，又該 齒輪則與第二葉片之第二齒輪嚙合。 3. 如申請專利範圍第2項所述雙葉片整合齒輪箱 動系統風力發電機，其中該機架上係設有第—固定 。、第二固定部、第三固定部及第四固定部。 4. 如申請專利範圍第3項所述雙葉片‘整合齒輪箱 11 201028538 *制動系統風力發電機，其中該第一固定部係為單一之支 撐桿，並於該第一固定部上設有第一透孔，該第—透孔 内則設入有第一軸承，又第一葉片則設置於該第—固定 部上，該第一葉片之第一轉轴則穿伸過該第一固定部上 之第一軸承。 5.如申請專利範圍第3項所述雙葉片整合齒輪箱 制動系統風力發電機，其中該第二固定部係為單—之支 撐桿’並於該第二固定部上設有第二透孔，該第二透孔 ⑩内則設入有第二軸承，又第二葉片則設置於該第二固定 部上，該第二葉片之第二轉軸則穿伸過該第一固定部上 之第二轴承。 • 6·如申請專利範圍第3項所述雙葉片整合齒輪箱 制動系統風力發電機，其中該第三固定部係為二相對設 立之支撐桿，該第三固定部上分別設置有第三透孔及第 四透孔，並於第三透孔及第四透孔内分別設入有第三轴 ❹承及第四軸承，又發電單元則設置於該第三固定部上， 且其轉子設呈為柱狀，而定子設呈為中空環狀，其中該 轉子係穿伸於定子内’且第三轉轴及第四轉軸則設於轉 子之二端，並分別穿伸過第三固定部之第三軸承及第四 轴承内。 7·如申請專利範圍第3項所述雙葉片整合齒輪箱 制動系統風力發電機，其中該第四固定部則為q型之支 撐桿，其頂端凹設有容置槽，以供制動器設置於其中。 ， 8.如申請專利範圍第1項所述雙葉片整合齒輪箱 12 201028538 。 制動系統風力發電機，其中該第一葉片係與第二葉片反 向設置。

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