TWI432642B - With the structure of an automatic steering turbine - Google Patents

Description

具自動轉向渦輪之結構

本發明為提供一種自動轉向渦輪結構，尤指一種可依流體方向自動轉向，並可增快流體旋轉速度及增加其發電量的具自動轉向渦輪之結構。

按，流體(海流潮汐或風力)進口處必需處於迎向流體進行的方向，才能截取最佳的動能。而海流再生能源發電，因受漲潮、退潮時辰、方向複雜的變動，流速因而隨之變動，因此，流體進口處必需能隨時隨漲潮、退潮變動方向，才能使海流再生能源發電長期處於最佳截取動能的狀態。在自由空間裡，流體(海流潮汐或風力)先接進葉片因旋轉形成的最外層制動盤(Actuator disk)的轉動界面，再流進葉片背面面向圓心的轉軸區的流動過程，流體與自由空間的壓力處於相同的壓力狀態，但流體速度在葉片形成的最外層制動盤轉動界面，因葉片的轉動變截取能量後，會降低流動速度，而流體為保持繼續流動，必需先有限度擴散空間才能繼續流動。因為流體先有限度的擴散空間，致使流體轉變為機械能有最高的上限，固定垂直葉片發電機因固定垂直葉片尖端速度比較小，自行啟動能力低，而因啟動扭力不足，難以加速至發電的速度，除非強迫提高尖端速度比。

請參閱第十三圖及第十四圖所示，係為習用固定垂直葉片發電機之風速流向示意圖一、二，由圖中可清楚看出習用的固定垂直葉片發電機9當受風運轉時，因具有軸桿91，因此容易發生斷裂情事，且風向容易由兩側分散無法集中，若風向吹向內側時，則容易將葉片92之軸桿91吹斷，故，具有多種缺失。

是以，要如何解決上述習用之問題與缺失，即為本發明之發明人與從事此行業之相關廠商所亟欲研究改善之方向所在者。

故，本發明之發明人有鑑於上述缺失，乃蒐集相關資料，經由多方評估及考量，並以從事於此行業累積之多年經驗，經由不斷試作及修改，始設計出此種可依流體方向自動轉向，並可增快流體旋轉速度及增加其發電量的具自動轉向渦輪之結構的發明專利者。

本發明之主要目的在於降低壓力，增加流速，提高發電量。

為達到上述組構，本發明之主要結構包括一基座及一渦輪組，其渦輪組係與基座樞接，其中，該渦輪組係包含有一活動狹管罩體，該活動狹管罩體兩端分別形成有由內向外呈漸擴態樣之流體進口部及流體出口部，且於流體出口部處係具有一轉向部，另外活動狹管罩體於流體進口部及流體出口部之間係設有一發電機組，該發電機組係由一與基座耦接之底座、一與活動狹管罩體固接之外蓋及一樞設於底座及外蓋之間的多層垂直式葉片組所構成，藉此俾當動能源(尤指流體或風能)改變了其行逕方向時，透過轉向部得以將活動狹管罩體進行轉向，使流體進口部正向面對其動能源的行逕方向，使得動能源進入流體進口部內，此時動能源因流體進口部處設有可經由預先設定順時鐘方向或逆時鐘方向的漩渦流向板及由內向外漸擴設計(即為由外向內之漸縮設計)，使得加速了其行逕速度，而同時增加了對多層垂直式葉片組的衝擊力道，多層垂直式葉片組則被強力的衝擊而增快了其旋轉速度，以提供更大更多的電能；藉由上述技術，可針對習用技術所存在之固定垂直葉片發電機因固定垂直葉片尖端速度比較小，自行啟動能力低，而因啟動扭力不足，難以加速至發電的速度的問題點加以突破，達到本發明如上述優點之實用進步性。

本發明之次要目的在於完全不受自然風向、風速、地點之限制，可進一步使用工業級風力機直接置放於本發明流體進口部前端處，創造固定的最大風速流體，使發電機組產生最大預定發電量，再將發電機組產生的電流回流供給風力機，形成永續循環風力發電機組。

為達成上述目的及功效，本發明所採用之技術手段及構造，茲繪圖就本發明較佳實施例詳加說明其特徵與功能如下，俾利完全了解。

請參閱第一圖、第二圖、第三圖及第四圖所示，係為本發明較佳實施例之立體圖、剖視圖、分解圖及發電機組之剖視圖，由圖中可清楚看出本發明主要由一基座1及一渦輪組2所構成，其所述之渦輪組2係包括有：一與該基座1樞接之活動狹管罩體21，該活動狹管罩體21係具有一容置空間22，並該活動狹管罩體21一側係形成有一與該容置空間22連通且由內向外呈漸擴態樣之流體進口部23，該流體進口部23背離該活動狹管罩體21側處係設有一流體阻流擋板架231，再該活動狹管罩體21與該流體進口部23之間係設有一用於將流體引導至流體進口部23最狹窄之區域、並可經由預先設定順時鐘方向或逆時鐘方向的漩渦流向板232，而該活動狹管罩體21背對該流體進口部23側處係形成有一與該容置空間22連通且由內向外呈漸擴態樣之流體出口部24，且於流體出口部24上係具有一轉向部25，該轉向部25係呈垂直態樣設於流體出口部24之出口處，且垂直長度係大於該流體出口部24出口處之寬度；一收容於該容置空間22內之發電機組3，其發電機組3包含有：一底座31，係與該基座1耦接；一外蓋32，係與該活動狹管罩體21固接，並外蓋32供下述多層垂直式葉片組33滑設；及一多層垂直式葉片組33，其一端與外蓋32內側樞接，另一端與底座31抵觸，且該多層垂直式葉片組33係由多組葉片331以層次無軸心並排方式所組構而成，各該葉片331係呈一曲面狀(機翼型)，意謂其多層垂直式葉片組33為一種「多層無軸心機翼曲線垂直葉片」組。

請同時配合參閱第一圖～第八圖所示，係為本發明較佳實施例之立體圖、剖視圖、分解圖、發電機組之剖視圖、動作示意圖一～四，由圖中可清楚看出，俾當動能源4(尤指流體或風能)改變了其行逕方向時，係會衝擊轉向部25之側面，使得轉向部25被其轉向，進而將活動狹管罩體21進行作同步轉向，讓流體進口部23正向面對其動能源4的行逕方向，使得動能源4進入流體進口部23內，此時動能源4因流體進口部23的由內向外漸擴設計(即為由外向內之漸縮設計)，使得加速了其行逕速度(因由大空間進入小空間，進而加速其行逕速度)，並藉由可經由預先設定順時鐘方向或逆時鐘方向之漩渦流向板232將動能源4導引至多層垂直式葉片組33得以承受流體衝力以進行轉動之側處，進而產生強勁的旋轉渦流，以增加了對多層垂直式葉片組33的衝擊力道，多層垂直式葉片組33上之各葉片331則被強力的衝擊產生推動能，而增快了其旋轉速度，並多層垂直式葉片組33轉動時得以提供更大更多的發電量。

再者，當欲維修該發電機組3時，係得以置放流體阻流檔板於流體進口部23處的流體阻流擋板架231，以對流體進口部23之入口進行關閉，阻斷流體進入流體進口部，以利多層垂直式葉片組33及發電機組3取出進行維護。

請參閱第九圖所示，係為本發明第一較佳實施例之實施示意圖，由圖中可清楚看出，本發明係得以設於海洋5內，亦藉由海洋5的海水流動，且通過流體進口部23增快其流速來推動多層垂直式葉片組進行轉動，同時透過轉向部25來隨時改變渦輪組2之方向，以有效的面對海流之方向來提升發電效率。

請參閱第十圖所示，係為本發明第二較佳實施例之實施示意圖，由圖中可清楚看出，本發明係得以運用於風力6發電上，係藉由風力6的推動來使其進行發電，而主要經過流體進口部23來加強風速，以加強對多層垂直式葉片組的衝擊力，使多層垂直式葉片組增快其轉動速度，且透過轉向部25來隨時改變渦輪組2之方向，以有效的面對風向來提升發電效率。

請參閱第十一圖所示，係為本發明第三較佳實施例之實施示意圖，由圖中可清楚看出，本發明渦輪組2亦可運用於汽車7上，利用風能轉電解水之方式對汽車7產生動力，而其係可進一步設於汽車7前方面迎風處。

請參閱第十二圖所示，係為本發明第四較佳實施例之實施示意圖，由圖中可清楚看出，該流體進口部23a背離該活動狹管罩體21a側處係進一步設有一風力機8a，並該風力機8a係與該發電機組3a電性連接，藉此，當風力機8a開始運轉後，俾產生大量的固定風速風向流體進口部灌入，以增強多層垂直式葉片組33a的旋轉速度，並且發電機組3a所產生的電力可以回流供給風力機8a進行運轉，達到一種永續發電之進步性。

是以，本發明之具自動轉向渦輪之結構為可改善習用之技術關鍵在於：

一、透過呈漸擴狀之流體進口部23及流體出口部24使得有效的增加其流體或風能對葉片之331衝擊力強度，且由轉向部25可將流體進口部23導向面對其流體或風能之行程方向，有效增加多層垂直式葉片組33之運行動能，另外藉由多層垂直式葉片組33的無中心軸設計，使其增加了使用耐久度。

二、本發明之次要目的在於完全不受自然風向、風速、地點之限制，可進一步使用工業級風力機8a直接置放於本發明流體進口部23a，創造固定最大的風速流體，使發電機組3a產生最大預定發電量，再將發電機組3a產生的電流回流給風力機8a，形成永續循環風力發電機組3a。

三、其發電機組3係得以獨自垂吊，以方便保養維修。

四、本發明於容置空間22流體進口設置轉向部25，使流體進口部23永遠迎向最強的流體，再由可經由預先設定順時鐘方向或逆時鐘方向之漩渦流向板232促成流體自然形成漩渦加速旋轉以增加流體扭力，增加尖端速度比及增加多層垂直式葉片組之旋轉速度，使本發明再生能源發電機組3之發電量創造最高發電經濟成本效益。

惟，以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，非因此即拘限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所為之簡易修飾及等效結構變化，均應同理包含於本發明之專利範圍內，合予陳明。

綜上所述，本發明之具自動轉向渦輪之結構於使用時，為確實能達到其功效及目的，故本發明誠為一實用性優異之發明，為符合發明專利之申請要件，爰依法提出申請，盼　審委早日賜准本發明，以保障發明人之辛苦發明，倘若　鈞局審委有任何稽疑，請不吝來函指示，發明人定當竭力配合，實感公便。

1．．．基座

2．．．渦輪組

21、21a．．．活動狹管罩體

22．．．容置空間

23、23a．．．流體進口部

231．．．流體阻流擋板架

232．．．漩渦流向板

24．．．流體出口部

25．．．轉向部

3、3a．．．發電機組

31．．．底座

32．．．外蓋

33、33a．．．多層垂直式葉片組

331．．．葉片

4．．．動能源

5．．．海洋

6．．．風力

7．．．汽車

8a．．．風力機

9．．．固定垂直葉片發電機

91．．．軸桿

92．．．葉片

第一圖　係為本發明較佳實施例之立體圖。

第二圖　係為本發明較佳實施例之剖視圖。

第三圖　係為本發明較佳實施例之分解圖。

第四圖　係為本發明發電機組之剖視圖。

第五圖　係為本發明較佳實施例之動作示意圖一。

第六圖　係為本發明較佳實施例之動作示意圖二。

第七圖　係為本發明較佳實施例之動作示意圖三。

第八圖　係為本發明較佳實施例之動作示意圖四。

第九圖　係為本發明第一較佳實施例之實施示意圖。

第十圖　係為本發明第二較佳實施例之實施示意圖。

第十一圖　係為本發明第三較佳實施例之實施示意圖。

第十二圖　係為本發明第四較佳實施例之實施示意圖。

第十三圖　係為習用固定垂直葉片發電機之風速流向示意圖一。

第十四圖　係為習用固定垂直葉片發電機之風速流向示意圖二。

1．．．基座

2．．．渦輪組

21．．．活動狹管罩體

23．．．流體進口部

24．．．流體出口部

25．．．轉向部

Claims (7)

1. 一種具自動轉向渦輪之結構，主要由一基座及一渦輪組所構成，其所述之渦輪組係包括有：一與該基座樞接之活動狹管罩體，該活動狹管罩體係具有一容置空間，並該活動狹管罩體一側係形成有一與該容置空間連通且由內向外呈漸擴態樣之流體進口部，而該活動狹管罩體背對該導引管側處係形成有一與該容置空間連通且由內向外呈漸擴態樣之流體出口部，且於流體出口部上係具有一轉向部；一收容於該容置空間內之發電機組，其發電機組包含有：一底座，係與該基座耦接；一外蓋，係與該活動狹管罩體固接；及一多層垂直式葉片組，其一端與外蓋內側樞接，另一端與底座抵觸。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具自動轉向渦輪之結構，其中該轉向部係呈垂直態樣設於流體出口部之出口處。
3. 如申請專利範圍第2項所述之具自動轉向渦輪之結構，其中該轉向部之垂直長度係大於該流體出口部出口處之寬度。
4. 如申請專利範圍第1項所述之具自動轉向渦輪之結構，其中該多層垂直式葉片組係由數個葉片以多層次無軸心並排方式所組構而成。
5. 如申請專利範圍第4項所述之具自動轉向渦輪之結構，其中該葉片係呈一曲面狀(機翼型)。
6. 如申請專利範圍第1項所述之具自動轉向渦輪之結構，其中該活動狹管罩體與該流體進口部之間係設有一漩渦流向板。
7. 如申請專利範圍第1項所述之具自動轉向渦輪之結構，其中該流體進口部背離該活動狹管罩體側處係設有一流體阻流擋板架。