1329704 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種渦輪抽風裝置，尤指一兼具電動抽 風以及自發電等功能的多用途渦輪發電機設計。 【先前技術】 為改善廠房或密閉場所的通風散熱問題，人們通常會 在廠房或密閉場所的屋頂上設置通風口並裝設一涡輪抽風 機，藉以利用外界的風力推動該渦輪抽風機的渦輪葉片旋 轉’造成氣流的流通，卩改善廠房或密閉場所内的高溫及 空氣品質。 刖建渦輪抽風機係採取風 即省使用成本’然而在風力強度不足的狀態下 ra 地 θ"知.· •一 電力，而 ......，卜你、刀7¾ /又个疋的狀態下， ㈣Μ風機即無法提供必要的室内空氣對流效果，是 故紅有人進一步設計出電動式渦輪抽風機，利用馬達直接 驅動該渦輪葉片旋轉， 的目的。 進订強制抽風、以期達到氣流流通
=揭電動式渴輪抽風機雖可達成強制抽風的效果， _ μ電動式渦輪抽風機須耗費外部電 輪抽風機本身不H咖 刀且該電動式渦 非符合經濟效益之較佳可行方案。錢用成本增加，實 【發明内容】 本發明之主要目的在於提 機’希藉此設計，克服雷動：種夕用途渦輪抽風發電 之問題。 "渦動抽風機須耗費外部電力 4 1329704 為達成前揭目的，本發明所設計之多用途 電機係包括： 拘柚風發 一渦輪抽風裝置，包括一中空其 其心轴可旋轉地插設於該基座上^^ _扇以 電機功t =直流馬達發電機，係—兼具電動馬達及發 =功此之裝置，並裝設於該基座上連接該渦輪抽風扇之 -控制裝置’係包括一操作模式控制器以及 率轉換器’該雙向功率轉換器電性連接該操作模式ς制号 以及該一體式直流馬達發電機；以及 。 瓶’係電性連接該雙向功率轉換器，用 X向功率轉換H提供該—體直流馬達發 :扇旋轉所需的電能，以及儲存該-體式直流馬達發= 發電後產生的電能。 3逹發電機 主要揭多用途渴輪抽風發電機設計，其特點 要係Τ該渴輪抽風裝置的渦輪抽風 直流馬達發電機H 处裝《又體式 向功率轉換有操作模式控制器及雙 風扇二? 以及一電瓶，藉此，使該渦輪抽 風扇可除使用電動輔肋 高於該渦轉抽風扇最佳 ^ ㉟外’更能在風速 該控❹番A * 轉速度或不須進行抽風時，利用 式一體式直流馬達發電機切換至發電機模 動能渦輪抽風扇組成一部風力發電機，將風力 耶月b轉化為電能健六 用外部電力，以及卜处瓶中、’使該渴動抽風扇不需再耗 P名能源，達到可以免外加電力、體積 5 1329704 小、無污染、可自然和電動抽風互換之多功能複合式發電 系統之目的。 此外，該多用途渦輪抽風發電機尚可利用所储存的電 力提供如發光裝置照明用途’使該多用途渦輪抽風發電機 並可取代現有的緊急照明及火災煙霧抽風設備，在停電或 火災意外發生時，可在無外部電力供應下提供緊急照明及 抽風排煙之功能。 本發明之次一目的係令該多用途渦輪抽風發電機進一 步包含一太陽能發電板電性連接該電瓶，使該多用途渦輪 抽風發電機結合風力發電及太陽能發電之功能，整人成一 組複合式發電系統，用以大幅增加供電的時間。 【實施方式】 如第一至三圖所示，係揭示本發明多用途渦輪抽風發 電機之一較佳實施例及其系統方塊示意圖，由圖中可以見 及該渦輪抽風發電機主要係包括：一渦輪抽風裝置（工 0)、一組一體式直流馬達發電機（2〇)、—控制裝置 (30)以及一電瓶1 (4〇)，其中： 該滿輪抽風裝置（10)主要係包括— ，、、.《 γ空基座（1 1 )以及-渦輪抽風扇（i 2 )，該渦輪抽風扇（⑴ 包括一心軸（1 2 2 )以及複數渦輪葉片（ ,, 、1 2 1 )渦旋 排列地組設於該心軸（丄2 2 )上，並以該心 可旋轉地樞設於基座（1 1 )上。 該-體式直流馬達發電機（2 0 )係 及發電機功能之裝置，該一體式直流馬 ..... ，運發電機（2 0 ) 6 13/^704 裝成於該基座上連接該渦輪抽風扇（1 2)之心轴（1 2 2 ) ° 該控制裝置（3 〇 )包括一操作模式控制器（3丄）、 *向功率轉換器（32)，該雙向功率轉換器（3 2 )電性連接該操作模式控制器（3 1 ) ,乂及該一體式直 二馬達發電機（2〇) ’所述的雙向功率轉換器（32) '有組^^有一極體（D1KD2)及功率晶體（S1)(S2)併聯 :成的功率開關（3 3 ) ( 3 4 )，該二功率開關（33) (34)宰聯電瓶（4〇)及併聯一電容，該一體式直流 馬達發電機（2 0 )則與第二組功率開關（3 4 )併聯。 該電瓶（4 0 )係電性連接該控制裝置（3 〇 )的雙 =力：轉換器（32) ’用以透過該雙向功率轉換器（3 =提供該一體直流馬達發電機（2〇)作動所需的電能， =儲存該-體式直流馬達發錢（2Q)發電後產生的 冤能6 ^用途渦輪抽風發電機中，尚可包括一溫度檢知器 I性連接該操作模式控制器（3 1 )，用以檢知 至内溫度’提供該操作模式 切換的參考依據，或者，進行操作模式 可進一步包括一轉速檢知 寬機中尚 u之心軸（122)上Λ 輪抽風扇（1 (3 "田 ）上，並電性連接該操作模式控制器 =)’用以檢知該渴輪抽風扇（12)的轉 ㈣器（31)進行操作模式㈣的參考依f 夕用途屑輪抽風發電機尚可進—步包括一發光 7 1329704 裝置，該發光裝置可為低耗電的LED發光裝置，並透過開 關連接該電瓶，作為照明之用。 本發明多用途渴輪抽風發電機於使用時，如第四圖所 示，係令該框設有渴輪抽風扇（1 2)的基座（1 1 )裝 設於廒房（或密封場所）頂部的通風口上方處，該發光裝置 可裝設於該一體式直流馬達發電機（2 〇 )的下方處，於 使用時，可依下列數種情況切換操作模式：
L於夏季白晝風速較低時：若廠房（或密封場所）的溫 度偏高或是空氣品質不佳時，外界風速低於渦輪抽風裝置 的最大抽風量時’彳由轉速檢知器（36)或溫 度檢知器（35)對控制裝1(30)輸入訊息，並由該 役市y衮置 k d 、及艰：电稷^ 2 υ )切 換至馬達模式，由該一體々古& 式直〜馬達發電機（2 〇 )使用 電航（4 0)的電能 動該渦輪抽風扇（1 2 )旋轉，藉 以提供電動輔助動力予、片私从^ 精 藉…，、… 風扇（1 2 )進行強制抽風， 藉以控制渴輪抽風扇（1 ^ ^ ^ ^ 知作於最佳轉速狀態，提高 房至内的二氣對流，而 目的。 至β降皿及改善空氣品質的 2.於夏季夜間風 轉速高於最佳運轉速度時I抽^輪抽風扇（12)的 渦輪抽風扇（i 2 )鐘 ’、抽風置不增反減，因此，當 提供足夠的風力來遠高於最佳運轉速度，即表示外界 當渦輪抽風扇（1?渦輪抽風扇（Η)旋轉，因此， 過轉逮檢知器對控制裝2逮高於最佳運動速度時，可透 又)入轉逮訊息，並由該控制裝置 8 1329704 )·?該體式直流馬達發電機（2 〇)切換至發電 ，模式#以透過該一體式直流馬達發電機（2 〇)的調 即，而降低渴輪抽風扇（1 2 )的轉速至最佳運轉速度’ 除增加抽風量外，更將多餘的風力動能轉化電能儲存於電 '(4〇)中提供一體式直流馬達發電機（2〇)切換 至馬達模式時驅動渦輪抽風扇（1 2)或發光裝置（5 0) 照明等所需的電力來源。 φ 3.春、秋、冬季或夜間不須抽風時··當礙房室内溫度 -或二氣°°質佳，而不須進行室内強制通風換氣時，可 透過溫度檢知器（3 5 )對控制裝置輸入溫度訊息，再由 該控制裝置（3 〇)令該一體式直流馬達發電機（2㈡ ㈣至發電機模式’使閒置的渦輪抽風扇（1 2 )結合該 一體式直流馬達發電機（20)成為風力發電機，並使風 力動能轉化電能儲存於電瓶中，提供一體式直流馬達發電 機（20)切換至馬達模式時驅動漏輪抽風扇（丄2)或 •發光裝置（50)照明等所需的電力來源。 有關該控制裝置（3 〇 )令該一體式直流馬達發電機 2 0 )切換至馬達模式之作動方式，如第五圖所示該 一體式直流馬達發電機（2 〇 )切換至電動抽風的加速模 式時，該雙向功率轉換器（32)中之第一功率開關（3 3)的Si ,力率晶體導通，使該電瓶"〇)儲存的電能 供應该-體式直流馬達發電機（2 〇 )運轉，用以對該渴 輪抽風扇（12)輸出辅助動力而使其加速旋轉產生強制 抽風之作用，該-體式直流馬達發電機（2 〇 )加速時， 9 1329704 可透過脈寬調變技術（Pulse Width Modulati〇n , pwM) 可以達到高效率的轉速調整。 有關該控制裝置（3 〇 )令該一體式直流馬達發電機 (20)切換至發電機模式之作動方式，如第六、七圖所 示，此模式係透過該控制裝I ( 3 〇 )令該一體式直流馬 達發電機（2 Q ) i刀換至發電機模式，藉以利用外界風力 推動該渦輪抽風扇旋轉時進行發電及對電瓶充電，其中先 令S2功率晶體導通，使該一體式直流馬達發電機（2 〇 ) 運轉時處於強制儲能狀態，並在S2功率晶體截止時，使 儲存於該-體式馬達發電機（2Q)電樞中的電流釋放， 而通過D1二極體釋放至電瓶（4 〇 )中進行充電，該充 電電壓可透過S2功率晶體的導通時間加以控制。當反電 動勢高於電瓶（40)電壓_，此時反電動勢可經由耵 二極體直接對電瓶（4 〇 )丨電，若電瓶（4 ◦)已充飽 或充電電壓過高時’可令S2功率晶體導通，防止電瓶（4 〇)過充電。此時該控制裝置（30)的驅動電路可由定 電壓控制變為定電流控制。 如第八、九圖所示，本發 可進一步包含一太陽能發電板 〇)，所述之太陽能發電板（ 發電板，使其可捲繞成直筒狀 受光，而具有較大的受光面積 組設於該渦輪抽風裝置（1 〇 以裝設於廠房（或密封場所）頂 明多用途渦輪抽風發電機尚 (6 〇 )電性連接該電瓶（4 6〇)可使用可撓式太陽能 或圓錐筒狀，使可四面皆可 ’且該太陽能發電板（40) )之基座（1 1 )外側，用 部的通風口上方處，於白畫 10 1329704 期間，可吸收太陽能轉化為電能儲存於電瓶（4 〇 )備用， 使該多用途渦輪抽風發電機結合風力發電及太陽能發電為 一體，使風力發電工作於天候不佳或夜間進行，太陽能發 電工作於白畫，使其供電時間可以大幅增加，達到全天候 供電之目的。 由前述說明巾可以瞭解，本發明藉由該多用途渦輪抽 風發電機之設計，提供人們可選擇性對廠房或密封場所進
行強制抽風作用，並在外界風力較強或不須進行室内抽風 的時段切換至發電模式’藉以將風力轉化為電能儲存備 用，或可進一步將太陽能轉化為電能儲存備用，如此，本 發明確可達到免外加電力' 體積小、無污染、1自然和電 動抽風互換之多功能複合式發電系統之目#，且兼具低噪 音、安裝容易與不佔空間等多項優點，及可有效改善廠房 或密閉場所之溫度與空氣品質，$而達到恆溫、恆濕及照 明之效果，是故本發明料一項極具產業利用價值的多用 途渦輪抽風發電機設計。 【圖式簡單說明】 電機之一較佳實施 電機較佳實施例組 第一圖係本發明多用途渦輪抽風發 例之立體分解示意圖。 第二圖係本發明多用途渦輪抽風發 合後之立體示意圖。 第三圖係本發明多用途渦輪抽 系統方塊示意圖。 風發電機較佳實施例 之 第四圖係本發 明多用途渴輪抽風發電機較佳實施例設 11 1329704 於廠房頂部之使用狀態％ 1 第五圖係本發明多用途渦輪抽風發電機之一體式直流 馬達發電機切換至馬達模式，進行加速之示意圖。 第，、圖係本發明多用途渴輪抽風發電機之一體式直流 馬達發電機切換至發電模式，進行儲能之示意圖。 第七圖係本發明多用途渦輪抽風發電機之一體式直流 馬達發電機切換至發電模式，進行釋能之示意圖。 、第八圖係第-圖所示多用途渴輪抽風發電機較佳實施 例增設-可撓式太陽能發電板之立體分解示意圖。 第九圖係第八圖所示多用；全 用途渦輪抽風發電機較佳實施 例之系統方塊示意圖。 【主要元件符號說明】 (1 0 )渦輪抽風裝置
2 )渦輪抽風扇 2 2 )心轴 (11)基座 (1 2 1 )渦輪葉片
(2 0 ) —體式直流馬達發電機 (3 0 )控制裝置 (3 1 )操作模式控制器 (3 2 )雙向功率轉換器 (3 3 ) ( 3 4 )功率開關 (SI) 、（ S2 )功率晶體 6 )轉速檢知器 (Dl) 、（D2)二極體 (3 5 )溫度檢知器 （ (4 0 )電瓶 12 1329704 (5 Ο )發光裝置 (60)太陽能發電板
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