TWI392798B

TWI392798B - 風力發電機之心軸仰角調整構造

Info

Publication number: TWI392798B
Application number: TW098142820A
Authority: TW
Inventors: Jhen You Wei; Shin Hao Chen
Original assignee: Hiwin Mikrosystem Corp
Priority date: 2009-12-15
Filing date: 2009-12-15
Publication date: 2013-04-11
Also published as: TW201120306A

Description

風力發電機之心軸仰角調整構造

本發明係與風力發電有關，特別是關於一種風力發電機之心軸仰角調整構造。

風力發電在現今能源短缺的高度工業化環境下，乃屬可被永續利用之環保能源，惟，由於大氣氣流之流動方向，並非平行於水平面，而係呈向下之傾斜角度，因此，為了使風力發電機之葉片得以正面迎接氣流，增加葉片與氣流間之接觸面積，習用技術遂有揭露如第一圖所示般，將風力發電機組(1)設置於一傾斜之台面(2)上，據以使風力發電機之心軸(3)具有若干向上之仰角(α)，以使心軸端末所連接之葉片得以正面迎風，從而提高發電之效率，並避免葉片受到風壓之不當施壓，造成葉片傾斜而打擊到塔架間，造成損壞。

惟，由於氣流在不同地域之地理環境中有不同之流動方向，與水平面間之夾角亦有差異，因此，上開以傾斜台面提供之心軸仰遂難以適應不同地理環境所需，亦無法視季節之變換而做靈活之調整因應，使得習用技術所能達成之功效受到限制，難以有效地增加風力發電之效能並維護機組之安全。

因此，本發明之主要目的即係在提供一種風力發電機之心軸仰角調整構造，其係可視氣流方向之不同而調整心軸之仰角角度，使設於心軸端末之葉片得以正面迎風，以提高發電效率及風力發電機之安全係數。

緣是，為達成上述目的，本發明所提供風力發電機之心軸仰角調整構造乃係包含了有一基座；二墩座，係彼此分隔開來地突設於該基座之上側座面上；一心軸，橋設於各該墩座上，軸向兩端並分別自對應墩座往外相背延伸；一葉片組，固接於該心軸之軸向一端上，而可與該心軸同步轉動；一發電機，固設於該基座之上側座面上，並與該心軸之軸向另端相接，用以將該心軸自轉之動能轉換為電能；而其特徵則係在於更包含了有一仰角調整組，具有一與該心軸樞接之樞件，係滑設於一墩座上，而可於水平面之垂直方向上改變其高度位置，一調整部，用以調整該樞件於所設墩座上之高度位置，一定位部，用以將該樞件定位於所在之高度位置上；一可彎折之軸連接部，係串接於該心軸及該發電機軸芯間，用以將該心軸自轉之動能傳遞至該軸芯上。

以下，茲舉本發明一較佳實施例，並配合圖式作進一步說明，其中：

第一圖係習用技術之平面圖。

第二圖係本發明一較佳實施例之立體分解圖。

第三圖係本發明一較佳實施例之立體組合圖。

第四圖係本發明一較佳實施例沿第三圖a-a方向之剖視圖。

第五圖係本發明一較佳實施例之平面圖，係顯示該仰角調整組調整前之狀態。

第六圖係本發明一較佳實施例之平面圖，係顯示該仰角調整組調整後之狀態。

第七圖係本發明一較佳實施例沿第五圖b-b方向之剖視圖。

請參閱第二圖至第七圖所示，在本發明一較佳實施例中所提供風力發電機之心軸仰角調整構造(10)，其主要乃係由一基座(20)、一第一及一第二墩座(30)(40)、一心軸(50)、一葉片組(60)、一發電機(70)、一仰角調整組(80)以及一軸連接部(90)所組成，其中，關於各該基座(20)、第一墩座(30)、心軸(50)、葉片組(60)及發電機(70)均屬習知技術之範疇，對之僅於后為梗概之說明。

該基座(20)概呈矩形板狀，係被架設於高處並呈水平狀態。

各該墩座(30)(40)係左右並列地分別立設於該基座(20)之上側座面上，彼此間並相隔適當之距離，且使該第一墩座(30)位於該基座(20)長軸一端位置上；其中，該第二墩座(40)則係具有一座身(41)，一概呈四邊形之容室(42)係凹設於該座身(41)之右側端面上，一軸孔(43)係自該容室(42)內側室壁貫穿該座身(41)。

該心軸(50)係以軸身中段部位藉由二軸承(51)(52)分別樞設而橋接於各該墩座(30)(40)上，軸向兩端並分別自各該墩座(30)(40)相背地往外延伸，俾使該心軸(50)得受各該墩座(30)(40)之支撐而為自轉作動。

該葉片組(60)具有一輪轂(61)，係固設於該心軸(50)軸向一端上，若干葉片(62)係等距地分設於該輪轂(61)周側上。

該發電機(70)係固設於該基座(20)上，而位於該第二墩座(40)之右方，軸芯(71)並與該心軸(50)軸向之另端相對應。

該仰角調整組(80)乃係設於該第二墩座(40)上，而由一樞件(81)、一調整部(82)及一定位部(83)所構成者；其中：該樞件(81)係具有一外徑小於該容室(42)內徑之四邊形中空軸承座(811)，係滑設於該容室(42)中，並以中空內部供該心軸(50)之軸承(52)嵌設於其中，一環狀端蓋(812)係蓋設於該軸承座(811)之一端上，用以將該軸承(52)固定於該樞件(81)內部，另外，該軸承座(811)垂直於水平面之兩側端面(8111)係呈自該端蓋(812)往另端以外徑漸增之方式形成斜面，以及，該軸承座(811)平行於水平面之底側端面(8112)則係呈沿水平面方向傾斜之斜面；該調整部(82)則係具有一滑槽(821)，係介於該軸承座(811)底側端面(8112)及與之相向對應之容室(42)室壁間，一斜面朝上之楔形調整塊(822)係滑設於該滑槽(821)，並以上側斜面貼接於該軸承座(811)之底側端面(8112)上，一調整螺栓(823)係螺設於該第二墩座(40)上，並以端末與該調整塊(822)螺接，用以帶動該調整塊(822)於該滑槽(821)中往復地線性位移；該定位部(83)則係具有若干之楔形定位塊(831)，係夾設於該軸承座(811)兩側端面(8111)及與之相向之容室(42)室壁(421)間，並以螺栓予以鎖固，而由該軸承座(811)之兩側施加迫緊定位之固定力，若干定位螺栓(832)則係自該第二墩座(40)上方往下螺設，並以端末抵接於該軸承座(811)之上側端面上。

該軸連接部(90)則係選用以萬向接頭為其構成，而以兩端分別與該心軸(50)軸向另端及該發電機(70)之軸芯(71)端末相接，具體而言，其係得以一副軸(91)兩端分接一萬向接頭(92)(93)，再由各該萬向接頭(92)(93)分別與該心軸(50)及該軸芯(71)相接者。

藉由上述構件之組成，該風力發電機之心軸仰角調整構造(10)在進行調整心軸之仰角角度時，係先令該定位部(83)釋放該軸承座(811)，並移動該調整塊(822)透過斜楔作用改變該軸承座(811)所在之高度位置，待調整完成時，再以該定位部(83)將該軸承座(811)定位於調整後之高度位置上，如此一來，因該心軸(50)一端係受限於該第一墩座(30)之定位而位於固定之高度位置上，而另端則可藉由上述之調整方式改變該軸承(52)所在之高度位置，據以達到使心軸(50)具有相對於水平面之適當仰角角度，而使葉片得以正面迎風，以發揮最大之發電效率，而當該心軸(50)自轉作動時，則可藉由該軸連接部(90)使自轉之動能得以傳遞至該發電機(70)中，而被適當地轉變成為電能而供利用。

於此進一步說明者係，本發明係於使該基座(20)維持水平之狀態，進行心軸(50)仰角之調整，並使心軸仰角之角度變化不影響發電機(70)軸芯之水平，如此一來，係可使該該風力發電機之心軸仰角調整構造(10)在轉動軸上同時具備了水平之轉動軸段部位以及具仰角之轉動軸段部位，而可供其他需求水平轉動之技術內容附加於該風力發電機之心軸仰角調整構造(10)上，除提高其使用之方便性外，對於風力發電機組整體之安全性亦顯有正面之效益產生，相較於習用技術而言，本發明於功效上自有顯著之增進。

(1)．．．風力發電機組

(2)．．．台面

(3)．．．心軸

(10)．．．風力發電機之心軸仰角調整構造

(20)．．．基座

(30)．．．第一墩座

(40)．．．第二墩座

(41)．．．座身

(42)．．．容室

(421)．．．室壁

(43)．．．軸孔

(50)．．．心軸

(51)(52)．．．軸承

(60)．．．葉片組

(61)．．．輪轂

(62)．．．葉片

(70)．．．發電機

(71)．．．軸芯

(80)．．．仰角調整組

(81)．．．樞件

(811)．．．軸承座

(8111)．．．兩側端面

(8112)．．．底側端面

(812)．．．端蓋

(82)．．．調整部

(821)．．．滑槽

(822)．．．調整塊

(823)．．．調整螺栓

(83)．．．定位部

(831)．．．定位塊

(832)．．．定位螺栓

(90)．．．軸連接部

(91)．．．副軸

(92)(93)．．．萬向接頭