TW201443336A - 可受空氣對流轉動之葉片結構 - Google Patents

Abstract

本發明為一種可受空氣對流轉動之葉片結構，應用於風力發電機，包含：一葉片框架、兩組葉片組、兩組連動裝置以及四個消音抵止部。葉片框架係由上支架及下支架所構成。每組葉片組具有兩片葉片，兩片葉片分別設置在葉片框架的上支架及下支架之間，且葉片組設有一個偏心軸，使每一片葉片都呈偏心設置。每組連動裝置具有兩個導輪及兩條導線，兩個導輪係穿設於偏心軸的一端，兩條導線係套設於兩個導輪上，以限制二端的二葉片轉動時能分別呈水平狀態及垂直狀態作動。使葉片受風面(受風面是使葉片結構正向轉動的產生點)的面積大能提昇旋轉時的扭力，葉片迎風面(迎風面是使葉片結構逆向轉動的產生點)的面積小能降低阻力，讓風量即使很微小也能帶動葉片轉動，進而提昇風力發電機的效率。

Description

可受空氣對流轉動之葉片結構

本發明係有關一種可受空氣對流轉動之葉片結構，應用於風力發電機，尤指一種不受風向限制，且微小的空氣對流(微小的風量)即可讓葉片轉動，以提升風力發電機的實用性的可受空氣對流轉動之葉片結構。

由於現代人的生活中充滿了各種電氣用品，使得電氣能源對於現代人來說已經是不可或缺之能源，但是近幾年來國際能源價格高漲、能源危機、氣候暖化問題及環保意識抬頭，而帶動了風力發電機的發展。

風力發電機大致又分為水平軸風力發電機及垂直軸風力發電機兩種，且無論何種型式之風力發電機，皆需要於風力發電機上樞接葉片，利用風吹動葉片產生動能，進而帶動發電機產生電能，以供使用。

上述風力發電機之相關專利如台灣專利公告號第M347472號、第M343070號以及第M327416號等專利。由上述該些專利可知，習知風力發電機之結構通常具有一基軸以及樞接於該基軸頂端之複數葉片，利用葉片帶動基軸之轉動而產生電力。且葉片多半是只能相對基軸轉動，本身不能夠改變角度，所以葉片本身無法提供最佳的受風角度。相對的需要更大的風力才能夠促使葉片轉動，也就是說在微風的狀態下是無法讓葉片轉動，也因此無法發電，並且很多習知的風力發電機都需要搭配電力控制或電路控制元件。造成風力發電機成本高且容易損壞，相對的降低了風力發電機的實 用性。

因此，如何發明出一種可受空氣對流轉動之葉片結構，使微小的空氣對流都能帶動風力發電機之葉片轉動，且不受風向限制都能促使葉片轉動，讓葉片受風面的面積大能提昇轉動時的扭力，並使葉片迎風面的面積小能降低阻力，進而提昇風力發電機的實用性及效率。

本發明之目的為提供一種可受空氣對流轉動之葉片結構，能讓葉片在轉動時順應風向改變角度，並提昇扭力及轉動速度，同時能降低轉動時的阻力，即使微風也能吹動葉片轉動，且不受風向限制皆可吹動葉片，以提升風力發電機的效率。

本發明之目的為提供一種可受空氣對流轉動之葉片結構，整體結構單純，無需使用任何電子元件，且在微風下即可轉動，所以能提昇實用性。

為達上述目的，本發明係提供一種可受空氣對流轉動之葉片結構，係應用於風力發電機，包含：一葉片框架、至少兩組葉片組、至少兩組連動裝置以及至少四個消音抵止部。葉片框架係由上支架及下支架所構成，葉片框架中央連接於一轉軸，使葉片框架繞行轉軸旋轉。每組葉片組具有兩片葉片，兩片葉片分別設置在葉片框架的上支架及下支架之間的外側邊，且葉片組設有一個偏心軸，使每一片葉片都呈偏心設置。每組連動裝置具有兩個導輪、兩條導線及兩組固定架，兩個導輪係穿設於該偏心軸的一端，兩條導線係套設於兩個導輪上，並穿設於固定架，以限制二端的二葉片轉動時能分別呈水平狀態及垂直狀態作動。四個消音抵止部分別設於葉片框架的上支架及下支架之間，供葉片抵靠並消除轉動時所產生的噪音。

在一較佳實施例中，每一個固定架上設有二個固 定孔，二個固定孔分別供導線穿設。導線係由內導線及外導管所構成，內導線係設於導輪內，且內導線在導輪內設有一始點，內導線則定位於該始點並朝外延伸，內導線中段係穿設在外導管內。內導線與外導管之間設有固定螺絲及調整螺絲，該固定螺絲及調整螺絲位於該固定架上之固定孔的外側位置，供調整內導線的長度及調整內導線套設於導輪上的鬆緊度。消音抵止部係為彈性圈結構。葉片框架係為十字型葉片框架，且上支架及下支架兩端係垂直連接形成框型結構，且葉片係呈矩型。

1‧‧‧可受空氣對流轉動之葉片結構

11‧‧‧葉片框架

110‧‧‧轉軸

111‧‧‧上支架

112‧‧‧下支架

12‧‧‧葉片組

120‧‧‧偏心軸

121‧‧‧葉片

13‧‧‧連動裝置

130‧‧‧固定架

1301‧‧‧固定孔

1302‧‧‧固定螺絲

1303‧‧‧調整螺絲

131‧‧‧導輪

132‧‧‧導線

1321‧‧‧內導線

1322‧‧‧外導管

14‧‧‧消音抵止部

圖1係為本發明可受空氣對流轉動之葉片結構一較佳實施例之立體示意圖。

圖2係為本發明可受空氣對流轉動之葉片結構一較佳實施例之固定架立體示意圖。

圖3係為本發明可受空氣對流轉動之葉片結構一較佳實施例之俯視示意圖。

圖4係為本發明可受空氣對流轉動之葉片結構的連動裝置一較佳實施例之部分側視剖面圖。

圖5係為本發明可受空氣對流轉動之葉片結構一較佳實施例之動向俯視示意圖。

以下係藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟習此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點與功效。

以下參照圖式說明本發明之實施例，應注意的是，以下圖式係為簡化之示意圖式，而僅以示意方式說明本發明之基本構想，遂圖式中僅例示與本發明有關之結構而非按照實際實施時之元件數目、形狀及尺寸繪製，其實際實施 時各元件之型態、數量及比例並非以圖示為限，可依實際設計需要作變化，合先敘明。

首先，請參閱圖1、圖2、圖3及圖4所示，係為本發明可受空氣對流轉動之葉片結構一較佳實施例之立體示意圖、固定架立體示意圖、俯視示意圖及連動裝置一較佳實施例之部分側視剖面圖。如圖所示，本發明之可受空氣對流轉動之葉片結構1包含一葉片框架11、至少兩組葉片組12、至少兩組連動裝置13及至少四個消音抵止部14。本發明之可受空氣對流轉動之葉片結構1係應用於風力發電機。

葉片框架11係由上支架111及下支架112所構成，葉片框架11中央連接於一轉軸110，使葉片框架11繞行轉軸110旋轉。每組葉片組12具有兩片葉片121，兩片葉片121分別設置在葉片框架11的上支架111及下支架112之間的外側邊，且葉片組12設有一個偏心軸120，使每一片葉片121都呈偏心設置。每組連動裝置13具有兩個導輪131、兩條導線132及兩組固定架130，兩個導輪131係穿設於偏心軸120的一端，兩條導線132係套設於兩個導輪131上，並穿設於固定架板130，以限制二端的二葉片121轉動時能分別呈水平狀態及垂直狀態作動。四個消音抵止部14分別設於固定架130的一側，供葉片121抵靠並消除轉動時所產生的噪音。

在本實施例中，每組固定架130包含上、下兩個固定架130，位於上面的固定架130上朝下延伸有兩個凸片，兩個凸片上各設有一個固定孔1301，二個固定孔1301分別供導線132穿設。導線132係由內導線1321、外導管1322所構成，內導線1321係設於導輪內，且內導線1321在導輪131內設有一固定點，內導線1321則定位於該固定點並朝外延伸，內導線1321中段係穿設在外導管1322內，內導線1321與外導管1322之間設有固定螺絲1302及調整螺絲1303，固定螺絲1302及調整螺絲1303位於固定架130上之固定孔1301的外側 位置，供調整內導線1321的長度及調整內導線1321套設於導輪上的鬆緊度。

另外，在本實施例中，消音抵止部14係為彈性圈結構。葉片框架11係為十字型葉片框架11，且上支架111及下支架112兩端係垂直連接形成框型結構。並且，葉片121係設於葉片框架11內的最外側，葉片121形狀係呈矩型。

在本實施例中，風力發電機是呈順時針方向轉動，因葉片框架11係為十字型葉片框架11，葉片121分別裝設在葉片框架11的最外側，所以在四片葉片121的設置位置皆設有消音抵止部14，能吸收葉片121旋轉時所產生的噪音，讓葉片121轉動時更安靜，且能讓葉片121接觸到消音抵止部14即停止，並能限制葉片121的轉動範圍。由於葉片121係呈偏心設置，所以當葉片121受風時，因為葉片121面積不相等，而使其中一葉片121受風面積較大就可以受風力吹動來改變整體的轉動方向，即具有追風器的效果，而無需加裝追風器。

在實際使用時，葉片組12的葉片121受風力而轉動，當同一組的一側葉片12為水平狀態時，由於連動裝置13的設置，導輪131及導線132會牽動另一側的葉片121為垂直狀態，意即同一組的兩片葉片121會呈現不同狀態，同樣的另一組的葉片組12一樣會產生同樣的情況，如此就能讓葉片121在不同位置時，受風方向及受風面積不相同，而自動產生順時針或逆時針方向的轉動，即具有追風器的效果，而無需加裝追風器。

並且，如圖4所示，由於導線132係由內導線1321及外導管1322所構成，且導線132係設於固定架130上，固定架130又設有固定螺絲1302及調整螺絲1303，所以當使用一段時間後，若導線132與導輪131產生過鬆或過緊的情況，也能透過固定螺絲1302及調整螺絲1303來調整鬆緊度。

在其他不同實施例中，葉片框架11也能改變形狀，例如可變更為＊型葉片框架11，如此就可以設置三組葉片組12，就有六片葉片121，以提升葉片121的扭力，或者可以改為米型葉片框架11，即可設置四組葉片組12(即有八片121)，更能提昇葉片121的扭力及轉速，所以能依照不同需求做調整或改變，以因應不同的場合使用。

請再配合參閱圖5所示，係為本發明可受空氣對流轉動之葉片結構一較佳實施例之動向俯視示意圖，如圖所示，風力發電機是呈順時針方向轉動，葉片121在圖中A、B、C、A’位置時所受的風向為正向風(推動使風車依照順時針運轉)，而在B’、C’位置時則所受風向為逆向風(推動風車依照逆時針運轉)，A、B、C、A’正風向受風面為葉片本身的面積，而B’、C’逆風向受風面則為葉片本身厚度，因此，因為受風面積範圍的差異而使得風車會依照受風面積大的方向轉動，也就是會正向(順時針)轉動。另外，以葉片框架11作為軸心AA’，軸心AA’以右為追風方，軸心AA’以左為受風方，追風方葉面會受風而指向風向來處，又因連動裝置13的作用而使得葉片121追風而改變角度的同時帶動受風方的葉片121面向風向承受風力而產生推動力，進而帶動風力發電機。因此發電機不受風向或風力的限制皆可轉動。再者，整體結構單純，無需搭配精密的電子儀器或設備，所以不僅造價低，又能延長使用壽命及提昇整體的實用性。

雖然前述的描述及圖式已揭示本發明之較佳實施例，必須瞭解到各種增添、許多修改和取代可能使用於本發明較佳實施例，而不會脫離如所附申請專利範圍所界定的本發明原理之精神及範圍。熟悉本發明所屬技術領域之一般技藝者將可體會，本發明可使用於許多形式、結構、佈置、比例、材料、元件和組件的修改。因此，本文於此所揭示的實施例應被視為用以說明本發明，而非用以限制本發明。本 發明的範圍應由後附申請專利範圍所界定，並涵蓋其合法均等物，並不限於先前的描述。

1‧‧‧可受空氣對流轉動之葉片結構

11‧‧‧葉片框架

110‧‧‧轉軸

111‧‧‧上支架

112‧‧‧下支架

12‧‧‧葉片組

120‧‧‧偏心軸

121‧‧‧葉片

13‧‧‧連動裝置

130‧‧‧固定架

131‧‧‧導輪

132‧‧‧導線

1321‧‧‧內導線

1322‧‧‧外導管

14‧‧‧消音抵止部

Claims (8)

1. 一種可受空氣對流轉動之葉片結構，係應用於風力發電機，包含：一葉片框架，係由上支架及下支架所構成，該葉片框架中央連接於一轉軸，使該葉片框架繞行該轉軸旋轉；至少兩組葉片組，每組葉片組具有兩片葉片，兩片葉片分別設置在葉片框架的上支架及下支架之間的外側邊，且葉片組設有一個偏心軸，使每一片葉片都呈偏心設置；至少兩組連動裝置，每組連動裝置具有兩個導輪、兩條導線及兩組固定架，該兩個導輪係穿設於該偏心軸的一端，該兩條導線係套設於該兩個導輪上，並穿設於該固定架，以限制二端的二葉片轉動時能分別呈水平狀態及垂直狀態作動；以及至少四個消音抵止部，分別設於該兩組連動裝置的四個固定架上，供葉片抵靠並消除轉動時所產生的噪音。
2. 如請求項1所述之可受空氣對流轉動之葉片結構，其中每一個固定架上設有二個固定孔，二個固定孔分別供導線穿設。
3. 如請求項1所述之可受空氣對流轉動之葉片結構，其中該導線係由內導線及外導管所構成，該內導線係設於該導輪內，且該內導線在該導輪內設有一始點，該內導線則定位於該始點並朝外延伸，該內導線中段係穿設在該外導管內部。
4. 如請求項2、3所述之可受空氣對流轉動之葉片結構，其中該內導線與外導管之間設有固定螺絲及調整螺絲，該固定螺絲及調整螺絲位於該固定架上之固定孔的外側位置，供調整內導線的長度及調整內導線套設於導輪上的鬆緊度。
5. 如請求項1所述之可受空氣對流轉動之葉片結構，其中該消音抵止部係為彈性圈結構。
6. 如請求項1所述之可受空氣對流轉動之葉片結構，其中該葉片框架係為十字型葉片框架，且上支架及下支架兩端係垂直連接形成框型結構。
7. 如請求項6所述之可受空氣對流轉動之葉片結構，其中該葉片係設於葉片框架內的最外側。
8. 如請求項1所述之可受空氣對流轉動之葉片結構，其中該葉片的形狀係呈矩型。