TW201910634A - 一種低耗能電動風扇風力發電裝置 - Google Patents

Abstract

一種低耗能電動風扇風力發電裝置，係在外殼內設置有電動機連接第一風扇，以及發電機連接小於第一風扇之第二風扇，第一風扇與第二風扇彼此反向相對接近，且為相對偏心狀態，電源裝置以充電電池供應電動機，以額定轉速帶動第一風扇旋轉產生強制風能，使強制風力於機殼內近距離帶動相對第二風扇旋轉，讓空氣於外殼內四處擾動進行入風與出風，以提高電動機通電後旋轉及發電機發電時所產生熱之散熱效果，而且第二風扇帶動發電機之第二轉子旋轉，使發電機產生電力透過充電控制器供應至充電電池，讓充電電池回收電力，再供應電動機額定轉速運轉時所產生強制風能，並利用風能帶動發電機繼續發電，使本發明能夠在任何場所與時段直接操作使用，並延長充電電池之電力使用時間。

Description

一種低耗能電動風扇風力發電裝置

本發明係有關於發電裝置，尤指一種低耗能電動風扇風力發電裝置。

按，一般常見之各類風扇，其普遍皆是利用市電供應馬達做為動力源，藉由馬達帶動風扇葉片轉動，以將風扇葉片後方的空氣強制往前帶動吹送，達到吹送風力讓空氣流動。

然而這些風扇用馬達必須使用市電供應電源，因此無法在各種場所及時段任意使用。而且風扇用馬達所設計的機械能量或轉速小，由於目前並沒有針對這些機械能量作回收再利用，因此這些機械能量都是直接做功耗損，在日積月累的過程之中，所產生不必要的能源浪費其實相當可觀。因此要如何解決上述問題，即為此行業相關業者所亟欲研究之課題所在。

本發明之主要目的在於提供一種低耗能電動風扇風力發電裝置，係利用電動機設計之額定轉速帶動第一風扇旋轉產生強制風能，使強制風力於機殼內近距離帶動相對小於第一風扇相對偏心之第二風扇旋轉，讓空氣於外殼內四處擾動進行入風與出風，以提高電動機通電後旋轉與發電機發電時所產生熱之散熱效 果，而且第二風扇帶動發電機進行發電，以產生電力供應至電源裝置之充電電池，讓充電電池回收電力，再供應電動機額定運轉產生風能，並且利用風能帶動發電機繼續發電，能夠在任何場所與時段直接操作使用，並延長充電電池之電力使用時間。

本發明之另一目的在於，電動機可選擇傳動第一風扇加快額定轉速提高風力，亦可選擇傳動第一風扇減速旋轉以提高扭力。

本發明之又一目的在於，電源裝置及充電電池可依需要選擇市面上現有之電子產品設備，置入發電機後段中作輸入控制電源供電池儲電用與輸出電源供應給外部電器使用。

為達上揭目的，本發明之一種低耗能電動風扇風力發電裝置包含有：一外殼，包括有第一側壁、相對第二側壁及相連之外周壁，且外殼設有複數通風口；一電動機，係設置於外殼內，電動機包括有相同中心內外套設之一第一定子及一第一轉子，在第一轉子中心貫穿結合一第一轉軸；一第一風扇，係接受電動機之第一轉子及第一轉軸帶動旋轉；一發電機，係設置於外殼內，發電機包括有相同中心內外套設之一第二定子及一第二轉子；一小於第一風扇之第二風扇，係帶動發電機之第二轉子旋轉，且第一風扇與第二風扇彼此反向相對接近；一電源裝置，係設置於外殼，電源裝置包括有一充電電池連接一啟動開關，且充電電池連接於充電控制器或橋式整流後至超級電容再連接於發電機，而連接於電動機之啟動開關亦連接於充電控制器或橋式整流後之超級電容連接充電電池頭上；當充電電池經啟動開關通電供應電動機電力時，電動機之第一轉軸帶動第一風扇旋轉產生強制風能， 利用風能於外殼內近距離帶動小於第一風扇之第二風扇相對轉動，且第二風扇帶動發電機之第二轉子旋轉，使發電機產生電力經電源裝置中之電子組件供應至充電電池；其特徵在於：該第一風扇中心與第二風扇中心彼此為偏心狀態，以在第一風扇之中心線與第二風扇之中心線之間構成徑向間隔距離，使空氣於外殼內四處擾動進行入風與出風。

前述之一種低耗能電動風扇風力發電裝置，其中該外殼於第一側壁、第二側壁之間相隔設有一支架，電動機外周具有機殼固設於支架接近第一側壁之一側，第一轉軸一端伸出於支架相對另一側，發電機固設於第二側壁，第一風扇位於支架、第二風扇之間，而第二風扇位於第一風扇、第二側壁之間。

前述之一種低耗能電動風扇風力發電裝置，其中該外殼之複數通風口分佈於第一側壁、第二側壁、外周壁及支架上，而電動機之第一轉軸另一端固接一散熱風扇。

前述之一種低耗能電動風扇風力發電裝置，其中該發電機具有機座固定於第二側壁，在機座中心樞接一伸出於發電機之第二轉軸，第二風扇中心固接於第二轉軸，發電機之第二轉子相隔套置於第二定子外周，且第二轉子套置固設一轉子座，轉子座一側固接於第二風扇中心。

前述之一種低耗能電動風扇風力發電裝置，其中該第一風扇中心固接於電動機之第一轉軸一端。

前述之一種低耗能電動風扇風力發電裝置，其中該電動機之第一轉軸一端固接一傳動輪，支架另一側設有一支軸，第一風扇樞接於支軸，且第一風扇一側中心固接一被動輪，而傳動 輪帶動被動輪及第一風扇加速或減速旋轉。

前述之一種低耗能電動風扇風力發電裝置，其中該電動機外周具有機殼固設於外殼內，第一轉軸一端伸出通過第二風扇中心，且第一轉軸一端固接一傳動輪，外殼之第一側壁設有一支軸，第一風扇樞接於支軸，且第一風扇一側中心固接一被動輪，而傳動輪帶動被動輪及第一風扇加速旋轉以提高風力，發電機同心相隔套設於電動機外周，第二轉子套置設一轉子座，轉子座一側固接於第二風扇中心，且第二風扇中心樞接於電動機機殼。

前述之一種低耗能電動風扇風力發電裝置，其中該電源裝置包括有一充電控制器(或橋式整流至超級電容內)、一充電電池及一升壓電路，該電源裝置分別電性連接於電動機啟動開關上、發電機、充電電池，該充電電池分別電性連接於電動機、升壓電路，該升壓電路電性連接於外部電器。

1‧‧‧外殼

11‧‧‧第一側壁

12‧‧‧第二側壁

13‧‧‧外周壁

14‧‧‧支架

111、121、131、141‧‧‧通風口

2‧‧‧電動機

21‧‧‧機殼

211‧‧‧螺栓

22‧‧‧第一定子

23‧‧‧第一轉子

24‧‧‧第一轉軸

241、242‧‧‧軸承

25‧‧‧碳刷

26‧‧‧散熱風扇

27‧‧‧傳動輪

28‧‧‧傳動帶

3‧‧‧第一風扇

31‧‧‧扇葉

32‧‧‧中心線

33‧‧‧支軸

34‧‧‧被動輪

4‧‧‧發電機

41‧‧‧機座

42‧‧‧第二定子

43‧‧‧第二轉子

44‧‧‧第二轉軸

441‧‧‧軸承

45‧‧‧轉子座

5‧‧‧第二風扇

51‧‧‧扇葉

52‧‧‧中心線

6‧‧‧電源裝置

61‧‧‧充電電池

62‧‧‧充電控制器(橋式整流至超級電容)

63‧‧‧啟動開關

64‧‧‧正弦波逆變器

65‧‧‧外部電器

L‧‧‧徑向間隔距離

第一圖係本發明第一實施例一種低耗能電動風扇風力發電裝置之結構圖；第二圖係第一圖之局部放大圖；第三圖係第一圖之方塊圖；第四圖係本發明第二實施例一種低耗能電動風扇風力發電裝置之結構圖；第五圖係第四圖之局部放大圖；第六圖係本發明第三實施例一種低耗能電動風扇風力發電裝置之結構圖；第七圖係第六圖之局部放大圖； 第八圖係本發明第四實施例一種低耗能電動風扇風力發電裝置之結構圖；第九圖係第八圖之局部放大圖；

本發明為達成上述目的，所採用之技術手段及其功效，茲舉出可行實施例，並且配合圖式說明如下：首先，請參閱第一圖至第三圖所示，由圖中可清楚看出，本發明之一種低耗能電動風扇風力發電裝置包含有：一外殼1包括有一第一側壁11、相對第二側壁12及相連之外周壁13，外殼1於第一側壁11、第二側壁12之間平行相隔設有一支架14，並且第一側壁11、第二側壁12、外周壁13及支架14上各設有通風口111、121、131、141。

一電動機2設置於外殼1內，電動機2包括有相同中心內外套設之一第一定子22及一第一轉子23，並且電性連接有碳刷25，在第一轉子23中心貫穿結合一第一轉軸24；電動機2外周具有機殼21固設於支架14接近第一側壁11之一側，第一轉軸24一端經由軸承241伸出於支架14相對另一側，而第一轉軸24另一端固接一散熱風扇26。

一第一風扇3外周設有複數扇葉31，而第一風扇3中心一固接於電動機2之第一轉軸24一端，以接受電動機2之第一轉子23及第一轉軸24帶動旋轉。

一發電機4包括有相同中心內外套設之一第二定子42及一第二轉子43，發電機4具有機座41固定於外殼1內之第二側壁12，在機座41中心樞接一伸出於發電機4及軸承441之第 二轉軸44，發電機4之第二轉子43相隔套置於第二定子42外周，且第二轉子43套置固設一轉子座45。

一第二風扇5外周設有複數扇葉51，而第二風扇5中心固接於第二轉軸44及轉子座45一側，以帶動發電機4之第二轉子43旋轉，且第一風扇3位於支架14、第二風扇5之間，而第二風扇5位於第一風扇3、第二側壁12之間，使第一風扇3與第二風扇5彼此反向相對接近。

一電源裝置6係設置於外殼1內，電源裝置6包括有一充電電池61連接一啟動開關63，且充電電池61連接於發電機4，而啟動開關63連接於電動機2，在充電電池61、發電機4之間串連一充電控制器62(或橋式整流器連接超級電容)，且充電電池61連接一正弦波逆變器64，而可依需要選擇輸出電力供應給外部電器65。

本發明之主要特徵在於，第一風扇3中心與第二風扇5中心彼此為相對偏心狀態配置，以在第一風扇3之中心線32與第二風扇5之中心線52之間構成徑向間隔距離L，而可帶動空氣於外殼1內四處擾動，以經由通風口111、121、131、141進行入風與出風。當本發明之充電電池61經由啟動開關63以供應電動機2電力時，電動機2之第一轉軸24帶動第一風扇3旋轉產生強制風能，利用風能於外殼1內近距離帶動相對偏心之第二風扇5相對轉動，且第二風扇5帶動發電機4之第二轉子43旋轉，使發電機4產生電力供應至充電電池61，讓充電電池61回收電力，再供應電動機2運轉產生風能，且利用風能帶動發電機4繼續發電，且第一風扇3中心與第二風扇5中心彼此為相對偏心狀態配 置，讓空氣於外殼1內四處擾動進行入風與出風，以提高電動機2與發電機4之散熱效果，並確保使用效率。從而本發明能夠在任何場所與時段直接操作使用，並延長充電電池61之電力使用時間。除此之外，電源裝置6及充電電池61可依需求選擇輸出電源，以經由正弦波逆變器64供應給外部電器65使用。

請參閱第四圖及第五圖所示，此第二實施例與第一實施例之對應構件採用相同代號，而第二時施例與第一實施例之差異，在於電動機2之第一轉軸24一端固接一傳動輪27，而支架14另一側設有一支軸33，第一風扇3樞接於支軸33，且第一風扇3一側中心固接一被動輪34，而傳動輪27以齒接嚙合方式帶動被動輪34及第一風扇3加速旋轉以提高風力，或者可設計為傳動第一風扇3減速旋轉以提高扭力。

請參閱第六圖及第七圖所示，此第三實施例與第二實施利之對應構件採用相同代號，而第三實施例與第二實施力之差異，在於傳動輪27與被動輪34係設為皮帶輪形式，並且連接有傳動帶28進行連動。

請參閱第八圖與第九圖所示，此第四實施例與第二實施例之對應構件採用相同代號，而第四實施例與第二實施例之差異，在於電動機2外周之機殼21以螺栓211固設於支架14，第一轉軸24一端伸出通過第二風扇5之中心，且第一轉軸24一端固接一傳動輪27，外殼1之第一側壁11設有一支軸33，第一風扇3樞接於支軸33，且第一風扇3一側中心固接一被動輪34，使傳動輪27帶動被動輪34及第一風扇3加速旋轉以提高風力，而發電機4之第二定子42、第二轉子43同心相隔套設於電動機2 外周，第二轉子43套置固設一轉子座45，轉子座45一側固接於第二風扇5中心，且第二風扇5中心樞接於電動機2之機殼21相對端軸承242。當啟動電動機2時，電動機2之第一轉軸24帶動第一風扇3旋轉產生強制風能，利用風能於外殼1內近距離帶動相對偏心之第二風扇3旋轉產生風能，利用風能於外殼1內近距離帶動相對偏心之第二風扇5相對旋轉，且第二風扇5帶動發電機4之第二轉子43旋轉，使發電機4產生電力輸出。

以上所舉實施例僅用為方便說明本發明，而並非加以限制，再不離本發明精神範疇，熟悉此一行業技藝人士所可作之各種簡易變化與修飾，均仍應含括於以下申請專利範圍中。

Claims (8)

1. 一種低耗能電動風扇風力發電裝置，包含有：一外殼，包括有第一側壁、相對第二側壁及相連之外周壁，且外殼設有複數通風口；一電動機，係設置於外殼內，電動機包括有相同中心內外套設之一第一定子及一第一轉子，在第一轉子中心貫穿結合一第一轉軸；一第一風扇，係接電動機之第一轉子及第一轉軸帶動旋轉；一發電機，係設置於外殼內，發電機包括有相同中心內外套設之一第二定子及一第二轉子；一第二風扇，小於第一風扇係帶動發電機之第二轉子旋轉，且第一風扇與第二風扇彼此反向相對接近；一電源裝置，係設置於外殼，電源裝置包括有一充電電池連接一啟動開關，且發電機連接於充電控制器(或橋式整流至超級電容)再連接充電電池，而充電電池連接啟動開關再連接於電動機；當充電電池供應電動機起動電力時，電動機之第一轉軸帶動第一風扇旋轉強制產生風能，利用風力於外殼內近距離帶動第二風扇相對轉動，且第二風扇帶動發電機之第二轉子旋轉，使發電機產生電力，透過充電控制器(或橋式整流至超級電容)供應至充電電池；其特徵在於：該第一風扇中心與第二風扇中心彼此為偏心狀態，以在第一風扇之中心線與第二風扇之中心線之間構成徑向間隔距離，使空氣於外殼內四處擾動進行入風與出風。
2. 如申請專利範圍第1項所述之一種低耗能電動風扇風力發電裝置，其中該外殼於第一側壁、第二側壁之間相隔設有一支架，電動機外周具有機殼固設於支架接近第一側壁之一側，第一轉軸一端伸出於支架相對另一側，發電機固設於第二側壁，第一風扇位於支架、第二風扇之間，第二風扇位於第一風扇、第二側壁之間。
3. 如申請專利範圍第2項所述之一種低耗能電動風扇風力發電裝置，其中該外殼之複數通風口分佈於第一側壁、第二側壁、外周壁及支架上，而電動機之第一轉軸另一端固接一散熱風扇。
4. 如申請專利範圍第2項所述之一種低耗能電動風扇風力發電裝置，其中該發電機具有機座固定於第二側壁，在機座中心樞接一伸出於發電機之第二轉軸，第二風扇中心固接於第二轉軸，發電機之第二轉子相隔套置於第二定子外周，且第二轉子套置固設一轉子座，轉子座一側固接於第二風扇中心。
5. 如申請專利範圍第2項所述之一種低耗能電動風扇風力發電裝置，其中該第一風扇中心固接於電動機之第一轉軸一端。
6. 如申請專利範圍第2項所述之一種低耗能電動風扇風力發電裝置，其中該電動機之第一轉軸一端固接一傳動輪，支架另一側設有一支軸，第一風扇樞接於支軸，且第一風扇一側中心固接一被動輪，而傳動輪帶動被動輪及第一風扇加速或減速旋轉。
7. 如申請專利範圍第1項所述之一種低耗能電動風扇風力發電裝置，其中該電動機外周具有機殼固設於外殼內，第一轉軸一端伸出通過第二風扇中心，且第一轉軸一端固接一傳動輪，外殼之第一側壁設有一支軸，第一風扇樞接於支軸，且第一風扇一側中心固接一被動輪，而傳動輪帶動被動輪及第一風扇加速旋轉以提高風 力，發電機同心相隔套設於電動機外周，第二轉子套置固設一轉子座，轉子座一側固接於第二風扇中心，且第二風扇中心樞接於電動機之機殼。
8. 如申請專利範圍第1項所述之低耗能電動風扇發電裝置，其中該電源裝置之充電電池、發電機之間串連一充電控制器(或橋式整流及超級電容)，且充電電池連接一正弦波逆變器以輸出電力。