TWI402426B - 組合式扇輪裝置 - Google Patents

Description

組合式扇輪裝置

本發明是有關於一種扇輪裝置，特別是指一種組合式扇輪裝置。

現有固定式扇輪裝置通常無法再進行細部拆卸，因此當現有固定式扇輪的葉片或輪轂有部分損壞時，就必須將整個現有固定式扇輪裝置拆下並進行更換，因此維修成本較高。

有鑑於以上的缺點，而有業者提出美國公告第US6,383,042 B1「組合式扇輪裝置」專利案。現有組合式扇輪裝置包含多數相互套設的套管，以及一套設於所述套管上的扇葉。該扇葉為一體成型的設計，並是藉由形成於該扇葉、套管上的多數凸肋與凹槽相對應以在組合時達到相互卡制的效果。

然而，由於該扇葉為一體成型的設計，因此在該扇葉上部分葉片破損或故障時，還是必須將整個扇葉汰換掉，因此維修成本仍然偏高。另外，由於所述凸肋與凹槽的輪廓並非單純圓形，而是具有多變曲率的曲線，尤其是套管內表面所形成的曲形凹槽，顯然會大幅提高加工難度與製造成本。上述的設計仍然有許多缺點，因此如何改善上述缺點一直是本技術領域者持續努力的重要目標。

因此，本發明之目的，即在提供一種易於維修且組合穩固的組合式扇輪裝置。

於是，本發明組合式扇輪裝置，用以連接於一轉動裝置上，該組合式扇輪裝置包含：一芯軸單元，能連動地接設於該轉動裝置上；一輪轂單元，包括一套設於該芯軸單元上並能與該芯軸單元相互連動而轉動的套管、一由該套管向外延伸的環形後固定座、多數形成於該後固定座上的後穿孔、一能脫離地套設於該套管上並與該後固定座相間隔的環形前固定座、多數形成於該前固定座上的前穿孔，以及一環繞形成於該後固定座上的補強環肋；一扇葉單元，包括多數彼此能夠組合而套設於該套管外側的連接塊、多數由相對應連接塊向外延伸的葉片，以及多數分別形成於每一連接塊上並用以與該補強環肋相配合的補強凹槽；以及一接合單元，與該輪轂單元的前穿孔、後穿孔相配合以將該扇葉單元的連接塊設置於該套管上，並將所述連接塊夾設於該前固定座與後固定座之間。

本發明的功效在於：藉由組合式的扇葉單元、輪轂單元以利於後續拆卸、維修作業。並配合所述前穿孔、後穿孔、接合單元以將該扇葉單元穩固地夾制於該前固定座與後固定座之間，在組合使用時整體強度較強也較為穩固。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之二個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

在本發明被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1，為本發明組合式扇輪裝置3的第一較佳實施例，用以連接於一轉動裝置2上。在本較佳實施例中，該轉動裝置2為洋流發電機，並是藉由洋流驅使本發明組合式扇輪裝置3轉動進而連動該轉動裝置2轉動發電，當然本發明組合式扇輪裝置3也能應用於風力發電系統。另外，如果該轉動裝置2是水中渦輪機，也可以藉此驅動本發明組合式扇輪裝置3旋轉進而產生推進力。因此本發明組合式扇輪裝置3的應用範圍廣泛，不以本實施例所揭露為限。

參閱圖2與圖3，本發明組合式扇輪裝置3包含一輪轂單元31、一扇葉單元32、一接設於該轉動裝置2的芯軸單元33，以及一接合單元34。

該輪轂單元31包括一套設於該芯軸單元33上並能與該芯軸單元33相互連動而轉動的套管311、一由該套管311向外延伸的環形後固定座312、多數形成於該後固定座312上的後穿孔313、一能脫離地套設於該套管311上並與該後固定座312相間隔的環形前固定座314、多數形成於該前固定座314上的前穿孔315、一環繞形成於該後固定座312上並位於所述後穿孔313外側的補強環肋319、一形成於該套管311內壁面的內鍵槽317，以及一設置於該芯軸單元33前端的流線型罩體318。特別說明的是，在本較佳實施例中，該補強環肋319為圓弧形凸肋的態樣，但不以該補強環肋319的形狀為限。

該扇葉單元32包括多數彼此能夠組合而套設於該套管311外側的連接塊321、多數分別形成於每一連接塊321後側並用以與該補強環肋319相配合的補強凹槽325，以及多數由相對應連接塊321向外延伸的葉片323。在本較佳實施例中，該扇葉單元32還包括多數形成於每一連接塊321上的中穿孔324。在本較佳實施例中，該補強凹槽325為圓弧形凹槽的態樣。

特別說明的是，當然該補強環肋319也可以形成於該前固定座314上，並是在所述連接塊321前側形成能夠與該補強環肋319相配合的補強凹槽325，並不以本較佳實施例所揭露為限。

該芯軸單元33包括一能脫離地由後向前穿設於該套管311內的後軸管331、一能脫離地由前向後穿設於該後軸管331並連接於該轉動裝置2上的前芯軸332、一由該前芯軸332向外延伸以擋制該套管311前端的前擋板333、一由該後軸管331向外延伸以擋制該套管311後端的後擋板334、一形成於該後軸管331外壁面的外鍵槽335、一設置於該外鍵槽335與該內鍵槽317之間的卡塊336、一形成於該後軸管331內壁面的第二卡制槽337，以及一由該前芯軸332向外延伸並與該第二卡制槽337相對應的第二卡制肋338。

特別說明的是，在本較佳實施例中是以該卡塊336嵌設於內鍵槽317與外鍵槽335之間，以使該後軸管331與前芯軸332能卡制相連動，當然該內鍵槽317、外鍵槽335、卡塊336也能以凹槽、肋條等組合取代，不以此為限。但是該內鍵槽317、外鍵槽335、卡塊336的設計較容易生產製造，因此能有效降低製造難度與生產成本。

在本較佳實施例中，該接合單元34包括多數能依序穿過相對應後穿孔313、中穿孔324、前穿孔315的第一固定件341，以及多數與所述第一固定件341相配合以將所述連接塊321鎖合迫緊於該前固定座314與該後固定座312之間的第二固定件342。

在本較佳實施例中，所述第一固定件341是以螺栓，而所述第二固定件342是以螺帽作說明，當然也可以直接在該前固定座314的前穿孔315內形成與所述第一固定件341相配合的螺紋，如此就算不使用所述第二固定件342也能達成螺合的目的。另外，也能使用插銷、卡合等方式進行組裝固定，並不以本較佳實施例所揭露為限。

在組裝時，先將所述連接塊321組合套設於該套管311上，再將前固定座314套設於該套管311上並朝該後固定座312方向移動以夾制所述連接塊321，接著將所述第一固定件341依序穿過所述後穿孔313、中穿孔324、前穿孔315，並與所述第二固定件342相配合以使該後固定座312、前固定座314與所述連接塊321接合為一體。該套管311再配合該卡塊336向後套設於該後軸管331上，並將該前芯軸332由前方向後穿設於該後軸管331內進而連接於該轉動裝置2上，藉此能使該前擋板333與後擋板334進一步夾設固定該輪轂單元31，最後再將該罩體318設置於該前芯軸332前端以完成整體組合。另外，更進一步藉由形成於該後固定座312上的補強環肋319與形成於所述連接塊321上的補強凹槽325相配合，以提升組裝時的整體結構強度。並能避免該後固定座312、連接塊321在運轉時因為承受過大的扭力而破裂，而能提升元件使用壽命。

在更換葉片323時，只需要將該罩體318拆下，並將相對應連接塊321上的第一固定件341與第二固定件342拆下，就能由側面取下相對應連接塊321與葉片323。並不需要將整體拆開，也不需要將該芯軸單元33由該轉動裝置2拆下，因此更換葉片323較為迅速便利。

另外，本發明組合式扇輪裝置3的動力傳遞方式是按照如下所述之內容進行(以該轉動裝置2是受外力驅動而能發電的洋流發電機為例進行說明)：先將本發明組合式扇輪裝置3連接於該轉動裝置2並設置於水中，當水中的洋流、水流推送該扇葉單元32的所述連接塊321與葉片323時，藉由該補強環肋319、補強凹槽325相配合以使所述連接塊321能穩固地連動該套管311轉動，由於該套管311是利用該內鍵槽317、卡塊336、外鍵槽335卡制於該後軸管331上，且該後軸管331與該前芯軸332是藉由該第二卡制肋338與第二卡制槽337相互卡制，因此該套管311能同時連動該後軸管331與前芯軸332轉動，如此該前芯軸332就能連動該轉動裝置2(見圖1)轉動，進而使該轉動裝置2藉由洋流的力量發電。特別說明的是，如果該轉動裝置2是能產生動力的水中渦輪機時，以上所述的動力連動關係會以相反的順序傳遞，並藉此產生水中推進力。在本較佳實施例中是以組合式的扇葉單元32、輪轂單元31而達到易於拆卸、維修的目的。

參閱圖4，為本發明組合式扇輪裝置3的第二較佳實施例，本較佳實施例大致類似於該第一較佳實施例，不同的地方在於：該接合單元34包括多數由相對應連接塊321向後延伸並能插入相對應後穿孔313且形成有螺紋的後螺桿344、多數由相對應連接塊321向前延伸並能插入相對應前穿孔315且形成有螺紋的前螺桿343，以及多數由該前固定座314與該後固定座312相反兩側螺合於所述前螺桿343與所述後螺桿344的第二固定件342。藉由固設於所述連接塊321的後螺桿344與前螺桿343，能進一步加強組合時的整體強度。

藉由以上所述的設計，本發明組合式扇輪裝置3於實際使用時具有以下所述優點：

(1)能更換單片葉片：

由於所述連接塊321是以組合的方式而套設於該套管311外側，因此如果其中一片葉片323破損故障，只要更換該破損葉片323與連接塊321就可以，因此可以大幅降低維修成本。

(2)易於拆卸：

所述連接塊321能夠組合而套設於該套管311外側，並藉由該輪轂單元31的前固定座314與後固定座312由前後兩側夾制所述連接塊321，拆卸時只要將該接合單元34拆下，並使該前固定座314脫離該套管311，就能輕易地將該扇葉單元32拆下。

(3)低製造成本：

承上所述，本發明組合式扇輪裝置3藉由簡單的結構達到易於拆卸、組合穩固的效果，因此製造成本較低，後續維修也較為容易，因此產品相當具有商業價值。

(4)降低阻力：

藉由該罩體318的設置，使整體前端概呈流線型，當使用在水中時可以降低水阻，當然如果使用於風力發電可以降低風阻。另外，該罩體318還能遮蔽所述第二固定件342，進而能避免第二固定件342因為長期使用而鬆脫。

綜上所述，本發明組合式扇輪裝置3藉由組合式的扇葉單元32、輪轂單元31以利於後續拆卸、維修作業。並配合所述前穿孔315、後穿孔313、接合單元34以將該扇葉單元32穩固地夾制於該前固定座314與後固定座312之間，在組合使用時整體強度較強也較為穩固，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

2．．．轉動裝置

3．．．組合式扇輪裝置

31．．．輪轂單元

311．．．套管

312．．．後固定座

313．．．後穿孔

314．．．前固定座

315．．．前穿孔

317．．．內鍵槽

318．．．罩體

319．．．補強環肋

32．．．扇葉單元

321．．．連接塊

323．．．葉片

324．．．中穿孔

325．．．補強凹槽

33．．．芯軸單元

331．．．後軸管

332．．．前芯軸

333．．．前擋板

334．．．後擋板

335．．．外鍵槽

336．．．卡塊

337．．．第二卡制槽

338．．．第二卡制肋

34．．．接合單元

341．．．第一固定件

342．．．第二固定件

343．．．前螺桿

344．．．後螺桿

圖1是一立體分解圖，說明本發明組合式扇輪裝置的第一較佳實施例；

圖2是一立體分解圖，說明該第一較佳實施例的各部構件；

圖3是一剖視圖，說明該第一較佳實施例組合時的態樣；以及

圖4是一立體分解圖，說明本發明組合式扇輪裝置的第二較佳實施例。

3．．．組合式扇輪裝置

31．．．輪轂單元

311．．．套管

312．．．後固定座

313．．．後穿孔

314．．．前固定座

315．．．前穿孔

317．．．內鍵槽

318．．．罩體

319．．．補強環肋

32．．．扇葉單元

321．．．連接塊

323．．．葉片

324．．．中穿孔

325．．．補強凹槽

33．．．芯軸單元

331．．．後軸管

332．．．前芯軸

333．．．前擋板

334．．．後擋板

335．．．外鍵槽

336．．．卡塊

337．．．第二卡制槽

338．．．第二卡制肋

34．．．接合單元

341．．．第一固定件

342．．．第二固定件

Claims (9)

1. 一種組合式扇輪裝置，用以連接於一轉動裝置上，該組合式扇輪裝置包含：一芯軸單元，能連動地接設於該轉動裝置上；一輪轂單元，包括一套設於該芯軸單元上並能與該芯軸單元相互連動而轉動的套管、一由該套管向外延伸的環形後固定座、多數形成於該後固定座上的後穿孔、一能脫離地套設於該套管上並與該後固定座相間隔的環形前固定座、多數形成於該前固定座上的前穿孔，以及一環繞形成於該後固定座上的補強環肋；一扇葉單元，包括多數彼此能夠組合而套設於該套管外側的連接塊、多數由相對應連接塊向外延伸的葉片，以及多數分別形成於每一連接塊並用以與該補強環肋相配合的補強凹槽；以及一接合單元，與該輪轂單元的前穿孔、後穿孔相配合以將該扇葉單元的連接塊設置於該套管上，並將所述連接塊夾設於該前固定座與後固定座之間。
2. 根據申請專利範圍第1項所述組合式扇輪裝置，其中，該輪轂單元的補強環肋是形成於所述後穿孔外側，且該補強環肋為圓弧形凸肋的態樣，該扇葉單元的補強凹槽與該補強環肋相對應並形成圓弧形凹槽的態樣。
3. 根據申請專利範圍第2項所述組合式扇輪裝置，其中，該芯軸單元包括一能脫離地由後向前穿設於該套管內的後軸管、一能脫離地由前向後穿設於該後軸管中並連接於該轉動裝置上的前芯軸、一由該前芯軸向外延伸以擋制該前固定座的前擋板，以及一由該後軸管向外延伸以擋制該套管的後擋板。
4. 根據申請專利範圍第3項所述組合式扇輪裝置，其中，該輪轂單元還包括一形成於該套管內壁面的內鍵槽，該芯軸單元還包括一形成於該後軸管外壁面的外鍵槽，以及一能夠設置於該外鍵槽與該內鍵槽之間的卡塊。
5. 根據申請專利範圍第4項所述組合式扇輪裝置，其中，該芯軸單元還包括一形成於該後軸管內壁面的第二卡制槽，以及一由該前芯軸向外延伸並與該第二卡制槽相對應的第二卡制肋。
6. 根據申請專利範圍第5項所述組合式扇輪裝置，其中，該扇葉單元還包括多數形成於每一連接塊上的中穿孔，該接合單元包括多數能依序穿過相對應後穿孔、中穿孔、前穿孔的第一固定件，以及多數與所述第一固定件相配合以將所述連接塊鎖合迫緊於該前固定座與該後固定座之間的第二固定件。
7. 根據申請專利範圍第5項所述組合式扇輪裝置，其中，該接合單元包括多數由相對應連接塊向後延伸並能插入相對應後穿孔且形成有螺紋的後螺桿、多數由相對應連接塊向前延伸並能插入相對應前穿孔且形成有螺紋的前螺桿，以及多數由該前固定座與該後固定座相反兩側螺合於所述前螺桿與所述後螺桿的第二固定件。
8. 根據申請專利範圍第6或7項所述組合式扇輪裝置，其中，該輪轂單元還包括一設置於該前芯軸前端的流線型罩體。
9. 根據申請專利範圍第5項所述組合式扇輪裝置，其中，該接合單元包括多數能依序穿過相對應後穿孔、中穿孔、前穿孔的第一固定件，所述前穿孔內形成有與所述第一固定件相配合的螺紋。