TWI645108B - 具有免動力自動追向功能之風力發電機 - Google Patents

Abstract

本發明係提供一種具有免動力自動追向功能之風力發電機，其基本包括一旋轉塔架及橫軸向設於旋轉塔架上端之葉輪軸座及葉輪組，並具一立向傳動軸設於旋轉塔架的中空腔內；一轉向傳動裝置用以連接傳動該橫向輪軸與立向傳動軸；一發電機設於旋轉塔架下端，發電機之轉子組具一受動軸，發電機之機殼設有輸電線，該輸電線透過旋轉式電性接頭導出，且立向傳動軸下端與轉子組的受動軸相連接傳動，發電機的機殼與旋轉塔架下端相連接傳動。

Description

具有免動力自動追向功能之風力發電機

本發明係涉及一種風力發電機；特別是指一種具有免動力自動追向功能之創新風力發電機結構型態揭示者。

按，風力發電機結構設計上，為了隨時順應自然風向，讓葉面保持在迎風面以達到最佳取風發電效能，因此需要設置有所謂的自動追向機構。

對於一般家用小型風力發電機而言，其自動追向機構的實現較為簡單，僅需採用後端延伸尾翼的方式，搭配葉輪組可轉向型態設計，就能夠輕易達到免動力自動追向的功能，但此種習知自動追向機構型態於實際應用上發現其仍舊存在追向狀態相當不穩定之問題點，因其葉輪組受風過程中本身所產生的反作用力會導致其搖擺不定的現象。

無論對於大、小型風力發電機結構而言，其葉輪運轉之後，隨著風力的大小不同，會對塔柱產生大小程度不同的反作用力，此時塔柱底端若被固定，則塔柱的上下端就會因為受力方向不同而產生扭轉變形的問題。

接著，對於大型風力發電機而言，由於其葉輪組機構龐大，若要直接沿用前述延伸尾翼型態的自動追向機構，相對需要體積、長度相當龐大的延伸尾翼架構才能達成，因此並非一可行的實施型態；而目前習知大型風力 發電機的自動追向機構，通常係於塔柱頂部設置齒排、齒輪等傳動結構搭配感應控制器而構成一種動力驅動式的自動追向機構，然而，此種習知結構於實際應用上仍舊發現，由於其齒輪傳動速度相當緩慢、反應風向之靈敏度差，因此當遭遇亂流(如小型龍捲風)時，其葉面的轉向往往反應不及，以致葉面無法即時順應風向，造成其齒排、齒輪傳動結構會承受巨大壓力而容易造成塔柱倒塌之嚴重問題；尤其，對於經常面臨颱風侵襲的臺灣海島環境而言，此種塔柱倒塌的情事更是屢見不鮮，每當颱風過境，造價昂貴的風力發電機倒塌的事件總會成為各媒體新聞重要焦點。

當然，對於習知大型風力發電機架構而言，縱使不論究其自動追向機構型態為何，由於其發電機組及齒輪變速箱等裝置均設置在塔柱上端，以致塔柱本身須承受相當沉重的負荷，再者，人員欲檢修該等裝置時也相當困難與費時(註：因設置高度過高)，加上其體積龐大的葉輪組轉動時所相對產生的反作用力，均容易致使塔柱結構產生變形破壞，而業者為了避免塔柱輕易變形損壞，並且考量避免受震災損壞之因素，又必須加強塔柱的結構剛性(如增加構件壁厚、粗度、補強肋等等)，如此又造成風力發電機製造成本、維修成本大幅提高而不符產業經濟效益之問題點。

是以，針對上述習知風力發電機的自動追向技術所存在之問題點，如何研發出一種能夠更具理想實用性之創新構造，實有待相關業界再加以思索突破之目標及方向者。

有鑑於此，發明人本於多年從事相關產品之製造開發與設計經驗，針對上述之目標，詳加設計與審慎評估後，終得一確具實用性之本發明。

本發明之主要目的，係在提供一種具有免動力自動追向功能之風力發電機，其所欲解決之技術問題，係針對如何研發出一種更具理想實用性之新式風力發電機結構型態為目標加以思索創新突破。

本發明解決問題之技術特點，主要在於所述風力發電機係包括：一旋轉塔架，呈具有中空腔之立向架體型態，該旋轉塔架下段部係用以供旋設於一基地所設筒座；一葉輪軸座，呈橫軸向連設於旋轉塔架上端，該葉輪軸座內設有一軸孔及容置部，容置部並與旋轉塔架之中空腔連通；一葉輪組，包括橫向輪軸、輪轂及葉片，其中輪轂設於橫向輪軸後端，葉片則成輻射狀設置於輪轂，又橫向輪軸之軸身旋設於葉輪軸座所設軸孔；一立向傳動軸，呈立軸向延伸並限位轉動狀設置於旋轉塔架的中空腔內，該立向傳動軸上端延伸至葉輪軸座容置部中，立向傳動軸下端延伸至中空腔下端處；一轉向傳動裝置，設於葉輪組的橫向輪軸與立向傳動軸上端相對應位置處，以透過轉向傳動裝置連接傳動該橫向輪軸與立向傳動軸；一發電機，設置於旋轉塔架下端，發電機包括一機殼及轉子組，該轉子組具一受動軸，機殼設有輸電線，該輸電線透過旋轉式電性接頭導出；且該立向傳動軸下端與發電機轉子組的受動軸相連接傳動；又發電機的機殼係與旋轉塔架下端相連接同動。

本發明解決問題之另一技術特點，在於該發電機係藉由一機架設置於旋轉塔架下端，該發電機包括一機殼以及旋設於該機殼內部之一轉子組，該轉子組具有一受動軸，該受動軸呈橫軸向狀態，機殼則設有輸電線，並於機架底部設一旋轉式電性接頭，用以將該輸電線導出；而該立向傳動軸下端係藉由一第二轉向傳動裝置與發電機轉子組的受動軸相連接傳動；又該設置發電機的機架係與旋 轉塔架下端相連接同動。

本發明之主要效果與優點，大致包括下述：一、能夠達到免動力自動追向功能；二、讓發電機之安裝、檢修更方便快速，維護成本可大幅降低而更符合較佳產業經濟效益；三、具有自動穩定葉輪組受風朝向之優點與功效；四、具有效防止塔架結構產生扭力現象而變形損壞之優點與功效。

本發明之另一目的，係更藉由該旋轉塔架外周至少一側更增設有整流罩之技術特徵，以使旋轉塔架受強風吹襲時的推力大幅下降達5至20倍，俾可大幅提昇風力發電機之使用安全性，有效防止旋轉塔架被強風推倒而特具實用進步性。

A‧‧‧風力發電機

10‧‧‧旋轉塔架

11‧‧‧中空腔

12、12B‧‧‧整流罩

121‧‧‧導流側

122‧‧‧尾端

123‧‧‧迎風端

20‧‧‧基地

21‧‧‧筒座

30‧‧‧葉輪軸座

30B‧‧‧副葉輪軸座

31‧‧‧軸孔

32‧‧‧容置部

40‧‧‧葉輪組

40B‧‧‧副葉輪組

41‧‧‧橫向輪軸

42‧‧‧輪轂

43‧‧‧葉片

50‧‧‧立向傳動軸

51‧‧‧增速齒輪箱

60‧‧‧轉向傳動裝置

60B‧‧‧第二轉向傳動裝置

61、61B‧‧‧橫向傘齒輪

62、62B‧‧‧立向傘齒輪

70‧‧‧發電機

71‧‧‧機殼

72‧‧‧轉子組

73‧‧‧受動軸

74‧‧‧輸電線

75‧‧‧旋轉式電性接頭

80‧‧‧機架

90‧‧‧延伸架

91‧‧‧同動構件

第1圖係本發明風力發電機較佳實施例之立向剖面圖。

第2圖係本發明風力發電機另一較佳實施例之立向剖面圖。

第3圖係本發明之立向傳動軸與發電機轉子組的受動軸之間設有增速齒輪箱之實施例圖。

第4圖係本發明結構型態之另一變化實施例圖。

第5圖係本發明之旋轉塔架外周增設有導流外筒之實施例圖一。

第6圖係本發明之旋轉塔架外周增設有導流外筒之實施例圖二。

請參閱第1圖所示，係本發明具有免動力自動追向功能之風力發電機之較佳實施例，惟此等實施例僅供 說明之用，在專利申請上並不受此結構之限制；所述風力發電機A係包括下述構成：一旋轉塔架10，呈具有中空腔11之立向架體型態，該旋轉塔架10下段部係用以供旋設於一基地20所設之一筒座21；一葉輪軸座30，呈橫軸向連設於旋轉塔架10上端，該葉輪軸座30內部設有軸孔31及容置部32，該容置部32並與旋轉塔架10之中空腔11連通；一葉輪組40，包括一橫向輪軸41、一輪轂42以及至少二個葉片43，其中該輪轂42設於橫向輪軸41後端，該等葉片43則成輻射狀設置於輪轂42，又該橫向輪軸41之軸身係旋設於葉輪軸座30所設軸孔31；一立向傳動軸50，呈立軸向延伸並且可限位轉動狀態設置於旋轉塔架10的中空腔11內，該立向傳動軸50上端延伸至葉輪軸座30容置部32中，立向傳動軸50下端則延伸至中空腔11下端處；一轉向傳動裝置60，設於葉輪組40的橫向輪軸41與立向傳動軸50上端相對應位置處，以透過該轉向傳動裝置60連接傳動該橫向輪軸41與立向傳動軸50；一發電機70，設置於旋轉塔架10下端，該發電機70包括一機殼71以及旋設於該機殼71內部之一轉子組72，該轉子組72具有一受動軸73，機殼71設有輸電線74，該輸電線74係透過一旋轉式電性接頭75導出，又機殼71下端係旋設於基地20底壁；且其中，該立向傳動軸50下端係與發電機70轉子組72的受動軸73相連接傳動；又其中，該發電機70的機殼71係與旋轉塔架10下端相連接同動。

藉由上述結構組成型態與技術特徵，本發明所揭風力發電機A，由於其旋轉塔架10下段部係旋設於基地20所設筒座21，構成旋轉塔架10呈可立軸向自由轉動狀態；另一方面，因本發明係將頗具重量與體積的發電機70下移改設在旋轉塔架10下端位置處，此技術特徵的好處，一方面可大幅減輕旋轉塔架10上端葉輪軸座30部位的結構體積與荷重，如此一來，葉輪組40受風時所產生的作用力(註：其受風方向請參第1圖中之箭號L1所示)就能輕易地 推動該葉輪軸座30連同旋轉塔架10產生轉動，達到免動力自動追向的功能；另一方面，藉由發電機70(或發電機70加上齒輪箱)下移至旋轉塔架10下端位置之結構型態，因其臨近地面，故人員欲進行安裝、檢修時更加方便快速，維護成本自可大幅降低，對使用管理者來說勢必是一重大優點；再就本發明的受風傳動結構部份而言，當該葉輪組40的葉片43受風轉動而致橫向輪軸41轉動時，得透過轉向傳動裝置60帶動立向傳動軸50旋轉，進而帶動發電機70的轉子組72運轉發電，此過程中，並能夠利用被帶動的發電機70機殼71產生扭矩完全相同之一反向作用力，該反向作用力得通過旋轉塔架10向上傳導回饋至葉輪軸座30，以穩定該葉輪軸座30的朝向，從而達到穩定追向狀態的效果；再者，由於本發明中的立向傳動軸50及旋轉塔架10是兩個可以各自旋轉的構件，故立向傳動軸50在旋轉傳動過程中，因為旋轉塔架10本身亦是可旋轉狀態，所以旋轉塔架10與立向傳動軸50兩者之間不會對彼此產生扭力，其產生變形損壞的機率也就能相對降至最低，使用壽命自可因此延長而更符合風力發電機A使用者之期待。

另如第2圖所示，係所述風力發電機A結構型態之另一實施例，本例中，其旋轉塔架10、葉輪軸座30、葉輪組40、立向傳動軸50、轉向傳動裝置60等構件之組配連結關係均相同於前述第1圖所揭實施例，故此部份即不重複贅述，本例差異之處僅在於該發電機70係藉由一機架80設置於旋轉塔架10下端，該發電機70包括一機殼71以及旋設於該機殼71內部之一轉子組72，該轉子組72具有一受動軸73，該受動軸73呈橫軸向狀態，機殼71則設有輸電線74，並於機架80底部設一旋轉式電性接頭75，用以將該輸電線74導出；而該立向傳動軸50下端係藉由一第二轉向傳動裝置60B與發電機70轉子組72的受動軸73相連接傳動；又該設置發電機70的機架80係與旋轉塔架10下端相連接同 動。

上述第1圖所揭實施例中，該轉向傳動裝置60係包括一相互嚙合傳動之一橫向傘齒輪61及一立向傘齒輪62，其中該橫向傘齒輪61係設於立向傳動軸50上端，立向傘齒輪62則設於葉輪組40的橫向輪軸41。

上述第1圖所揭實施例中，其結構變化型態可如第3圖所示，令該立向傳動軸50下端與發電機70轉子組72的受動軸73之間係更同軸設有一增速齒輪箱51，以使立向傳動軸50之轉速得以倍增後傳至發電機70轉子組72的受動軸73。(註：所述增速齒輪箱51於第2圖所揭實施例同樣適用)

又如第4圖所揭，該葉輪軸座30上方更可再組設有至少一副葉輪組40B及一副葉輪軸座30B(註：本圖中僅以增設一組的實施型態表示)，所述副葉輪組40B之構件與葉輪組40相同，副葉輪軸座30B之構件與葉輪軸座30相同；該副葉輪軸座30B係可藉由一延伸架90組設定位於葉輪軸座30上端，又該副葉輪組40B與葉輪組40之間係透過一同動構件91(如傘形齒輪搭配軸桿之傳動機構者)相互連結傳動。

另外，上述第2圖所揭實施例中，該第二轉向傳動裝置60B係包括相互嚙合傳動之一橫向傘齒輪61B及一立向傘齒輪62B，其中該橫向傘齒輪61B係設於立向傳動軸50下端，立向傘齒輪62B則設於發電機70轉子組72的受動軸73端部。

又如第5圖所示，其中該旋轉塔架10外周的至少一側更可設有一整流罩12，該整流罩12至少包括二導流側121及一尾端122，本例所揭整流罩12係為僅設在旋轉塔架10外周尾側之實施型態；另外如第6圖所示之整流罩12B，則為包設於旋轉塔架10外周全周區域之實施型態，本例之整流罩12B則包括二導流側121、一尾端122以及 呈凸弧面狀之一迎風端123；藉由所揭整流罩12、12B之技術特徵，其功效主要是能夠使旋轉塔架10在受到強風吹襲時的推力大幅下降(即利用其扁狀側整流而減緩強風推力)，若以具體數字而論，第5圖所示呈尾罩式之整流罩12，其可減降之強風推力可達到5倍左右，至於第6圖所揭具有凸弧面狀迎風端123之整流罩12B型態而言，可減降之強風推力更可達到20倍左右；必須強調說明的一點是，本發明之旋轉塔架10外周之所以能夠組設所述整流罩12、12B，是因為該旋轉塔架10能夠靈敏反應風向自由旋轉，所以整流罩12、12B才能發揮其整流作用，這一點對於習知風力發電機採用齒輪傳動之低靈敏度結構型態而言，本段所揭整流罩12、12B其實是無法發揮其作用的，而且反而容易產生較大的風推力。

承續上揭技術特徵，茲進一步就本發明之應用實施型態詳述如下：首先就大架構而言，假設葉輪設於上風處時，風力對葉輪的推力無法加入轉向力，而本發明之旋轉塔架10為可旋轉式，並可設整流罩於其結構上，所述整流罩本身具有尾舵追向功能，且該整流罩實際可採用特長設計，本例相關運作數據，對於該整流罩追向導正力數值先暫不予計入，僅採該特長設計之整流罩做追向能力計算說明，以簡化機件的計算方式來說明，也更能在後文進一步加計整流罩追向導正力後，可更加突顯本發明之作功游刃有餘之處；自動追蹤轉向所須推動力數據說明：風向轉軸的靜磨擦力=轉軸上方重量*靜磨擦係數；以習知阿根廷製1000KW機型而言，其上方重量為127至130噸；又以習知阿根廷製2000KW機型而言，其上方重量約250噸左右(此重量包含座艙完整系統及上塔柱)；而本發明若設為2000KW機型規格，其上方重量約僅45噸，若採80米葉輪型式，則每葉片=1 0.5T*3+輪墎13.5T；故本發明此實施例重量僅習知結構的大約1/5.55倍(即18%)。

假設習知結構改設為本發明免動力追向型態之後，其塔柱=4米D，故須裝設直徑4米的止推球承軸，其靜磨擦係數=0.001，則轉向所須扭矩為250000KG*0.001=250KG* 2M/半徑=500KG-M；而本發明塔柱=2M.D.止推球承軸直徑2米，其靜磨擦係數=0.001，則轉向所須扭矩為45000KG*0.001=45KG*1/半徑=45KG-M；追風向轉動時，對應整體上方重量加減速度所須之扭力，若以90度轉向設定在10秒為例，習知結構之重量=250T左右，4米直徑=12.566M/周長等於3.1416M/90度周長*10秒，故將250T重量加速到達3.1416M/10秒=0.31416M/S*2=0.62832M/S2/9.81=0.06405G作用力，*250000KG=16012KG*2M半徑=32024.5KG-M扭矩。而本發明為：45T*直徑2米，其90度周長=1.5708M*10秒，故將45T重量加速到達1.5708M/10秒=0.15708M/S * 2=0.31416M/S2/9.81=0.032G作用力，*45T=1441.1KG*1M半徑=1441.1KG-M扭矩。以上之實際旋轉質量，因形狀質量分佈資訊不全，故暫以其為1：1計算，本發明之塔柱管徑雖比習知結構減半，然因重量僅為習知結構的18%，不但支撐力更充足，其風阻係數更因整流罩的設置，能從0.47降為0.094至0.022(降幅為1/5至1/20)；若再乘以1/2管徑，本發明暴風側推力僅習知結構的1/10至1/40；亦即，習知結構在72M/S風速時，塔架承受約1/2＊(4M＊60M)240M2＊1.225KG/M3＊72M/S＊72M/S/9.81=77680.7KG(約77.7噸)；而對80米高塔架根部之剪折力則更高達＊80/4＊0.785=25.48倍再＊77.7T=1980T的可怕剪折力(其共振晃動之剪力與屈折力，瞬間更可達約3至5倍等同近於6000公噸，故遇風災時當然容易倒塌)；反觀本發明不但72M/S暴風側推力僅1.9425至7.77噸，因上方頭部重量極輕，不易引起共振晃動，故無論是地震或風災，比起習知結構更無倒塌之虞，且成本更可大幅降低。

又，當低風速而致追向難度達到最大時，其整流罩(或尾舵)轉向扭力相對最小，以3M/S風速為例，因 抵抗(追向慣性)的加減速扭力須求降低，故其轉向扭力需求約可降為1/5，即旋轉加減速度可降為90度角/50秒，故習知結構所須總扭矩=500+32024.5/5=6904.9KG-M，則風吹側壓須達到6904.9/40=172.6KG，才足以追控風向；而本發明所須總扭矩=45+1441.1/5=333.22KG-M，則風吹側壓僅須333KG，假設若長流罩係立於立柱轉軸心往後40M(即施力半徑)處，則風吹側壓須達到333.22/40=8.33KG；假設若該長流罩追向採最大5度偏角設計，面積=10M/L*20M/W=200M2側風面，200M2*SIN5度=200*0.087156=17.43M2迎風面，1/2*17，43M2*1.225KG，M3*3M/S*3M/S/9.81=9.7944KG導正推力，但側90度時則有：200M2*SIN90度=200M2迎風面，則會有112.38KG側推力。

從上述計算式中可看出，習知風電機塔架其實連90度側推力112.38KG，都尚未能達到其所須的至少的172.6KG推力，故完全無法穩定追控風向(晃動嚴重)，而本發明所須8.33KG側推力則可輕鬆被9.7944KG側推力所推動，並穩定追控在5度偏角以內。

本發明之優點說明：本發明所揭「具有免動力自動追向功能之風力發電機」主要藉由所述旋轉塔架、葉輪軸座、葉輪組、立向傳動軸、轉向傳動裝置、發電機等所構成之創新獨特結構組成型態與技術特徵，使本發明對照〔先前技術〕所提習知結構而言，係可達到下列優點、功效與實用進步性：

一、藉由該旋轉塔架可立軸向自由轉動，且將發電機設在旋轉塔架下端位置處之技術特徵，俾可大幅減輕旋轉塔架上端葉輪軸座部位的結構體積與荷重，如此葉輪組受風時產生的作用力就能輕易推動葉輪軸座連同旋轉塔架產生轉動，進而達到免動力自動追向之功能；

二、藉由將發電機下移至旋轉塔架下端位置之結構型態， 因其臨近地面，故人員欲進行安裝、檢修時更加方便、安全與快速，維護成本自可大幅降低讓發電機之安裝、檢修更方便快速，維護成本可大幅降低而更符合較佳產業經濟效益；

三、該立向傳動軸旋轉帶動發電機轉子組運轉發電過程中，能利用被帶動的發電機機殼產生反向作用力，該反向作用力得通過旋轉塔架向上傳導回饋至葉輪軸座，以穩定葉輪軸座的朝向，從而達到自動穩定葉輪組受風朝向之優點與功效。

四、由於該立向傳動軸及旋轉塔架是兩個可以各自旋轉的構件，故立向傳動軸旋轉傳動過程中，因旋轉塔架本身亦是可旋轉狀態，所以旋轉塔架與立向傳動軸兩者之間不會對彼此產生扭力，其產生變形損壞的機率相對可降至最低，俾可有效防止塔架結構產生扭力現象而變形損壞，達到延長使用壽命之優點與功效。

另一方面，藉由該旋轉塔架外周至少一側更增設有整流罩之技術特徵，以使旋轉塔架受強風吹襲時的推力大幅下降達5至20倍，俾可大幅提昇風力發電機之使用安全性，有效防止旋轉塔架被強風推倒而特具實用進步性。

上述實施例所揭示者係藉以具體說明本發明，且文中雖透過特定的術語進行說明，當不能以此限定本發明之專利範圍；熟悉此項技術領域之人士當可在瞭解本發明之精神與原則後對其進行變更與修改而達到等效之目的，而此等變更與修改，皆應涵蓋於如后所述之申請專利範圍所界定範疇中。

Claims (11)

1. 一種具有免動力自動追向功能之風力發電機，包括： 一旋轉塔架，呈具有中空腔之立向架體型態，該旋轉塔架下段部係用以供旋設於一基地所設之一筒座； 一葉輪軸座，呈橫軸向連設於旋轉塔架上端，該葉輪軸座內部設有一軸孔以及一容置部，該容置部並與旋轉塔架之中空腔連通； 一葉輪組，包括一橫向輪軸、一輪轂以及至少二個葉片，其中該輪轂設於橫向輪軸後端，該等葉片則成輻射狀設置於輪轂，又該橫向輪軸之軸身係旋設於葉輪軸座所設軸孔 ； 一立向傳動軸，呈立軸向延伸並且可限位轉動狀態設置於旋轉塔架的中空腔內，該立向傳動軸上端延伸至葉輪軸座容置部中，立向傳動軸下端則延伸至中空腔下端處； 一轉向傳動裝置，設於葉輪組的橫向輪軸與立向傳動軸上端相對應位置處，以透過該轉向傳動裝置連接傳動該橫向輪軸與立向傳動軸； 一發電機，設置於旋轉塔架下端，該發電機包括一機殼以及旋設於該機殼內部之一轉子組，該轉子組具有一受動軸，機殼設有輸電線，該輸電線係透過一旋轉式電性接頭導出，又機殼下端係旋設於基地底壁； 且其中，該立向傳動軸下端係與發電機轉子組的受動軸相連接傳動； 又其中，該發電機的機殼係與旋轉塔架下端相連接同動。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具有免動力自動追向功能之風力發電機，其中該轉向傳動裝置係包括一相互嚙合傳動之一橫向傘齒輪以及一立向傘齒輪，其中該橫向傘齒輪係 設於立向傳動軸上端，立向傘齒輪則設於葉輪組的橫向輪 軸。
3. 如申請專利範圍第2項所述之具有免動力自動追向功能之風力發電機，其中該葉輪軸座上方係更組設有至少一副葉輪組及一副葉輪軸座，所述副葉輪組之構件與葉輪組相同，副葉輪軸座之構件與葉輪軸座相同；該副葉輪軸座係藉由一延伸架組設定位於葉輪軸座上端，又該副葉輪組與葉輪組之間係透過一同動構件相互連結傳動。
4. 如申請專利範圍第3項所述之具有免動力自動追向功能之風力發電機，其中該旋轉塔架外周的至少一側係更設有一整流罩，該整流罩至少包括二導流側及一尾端。
5. 如申請專利範圍第4項所述之具有免動力自動追向功能之風力發電機，其中該立向傳動軸下端與發電機轉子組的受動軸之間係更同軸設有一增速齒輪箱，以使立向傳動軸之轉速得以倍增後傳至發電機轉子組的受動軸。
6. 一種具有免動力自動追向功能之風力發電機，包括： 一旋轉塔架，呈具有中空腔之立向架體型態，該旋轉塔架下段部係用以供旋設於一基地所設之一筒座； 一葉輪軸座，呈橫軸向連設於旋轉塔架上端，該葉輪軸座內部設有一軸孔以及一容置部，該容置部並與旋轉塔架之中空腔連通； 一葉輪組，包括一橫向輪軸、一輪轂以及至少二個葉片，其中該輪轂設於橫向輪軸後端，該等葉片則成輻射狀設置於輪轂，又該橫向輪軸之軸身係旋設於葉輪軸座所設軸孔 ； 一立向傳動軸，呈立軸向延伸並且可限位轉動狀態設置於 旋轉塔架的中空腔內，該立向傳動軸上端延伸至葉輪軸座容置部中，立向傳動軸下端則延伸至中空腔下端處； 一轉向傳動裝置，設於葉輪組的橫向輪軸與立向傳動軸上端相對應位置處，以透過該轉向傳動裝置連接傳動該橫向輪軸與立向傳動軸； 一發電機，藉由一機架設置於旋轉塔架下端，該發電機包括一機殼以及旋設於該機殼內部之一轉子組，該轉子組具有一受動軸，該受動軸呈橫軸向狀態，機殼則設有輸電線，並於機架底部設一旋轉式電性接頭，用以將該輸電線導出，又機殼下端係旋設於基地底壁； 且其中，該立向傳動軸下端係藉由一第二轉向傳動裝置與 發電機轉子組的受動軸相連接傳動； 又其中，該設置發電機的機架係與旋轉塔架下端相連接同動。
7. 如申請專利範圍第6項所述之具有免動力自動追向功能之風力發電機，其中該轉向傳動裝置係包括一相互嚙合傳動之一橫向傘齒輪以及一立向傘齒輪，其中該橫向傘齒輪係設於立向傳動軸上端，立向傘齒輪則設於葉輪組的橫向輪軸。
8. 如申請專利範圍第7項所述之具有免動力自動追向功能之風力發電機，其中該葉輪軸座上方係更組設有至少一副葉輪組及一副葉輪軸座，所述副葉輪組之構件與葉輪組相同，副葉輪軸座之構件與葉輪軸座相同；該副葉輪軸座係藉由一延伸架組設定位於葉輪軸座上端，又該副葉輪組與葉輪組之間係透過一同動構件相互連結傳動。
9. 如申請專利範圍第8項所述之具有免動力自動追向功能之風力發電機，其中該第二轉向傳動裝置係包括相互嚙合傳動之一橫向傘齒輪以及一立向傘齒輪，其中該橫向傘齒輪係設於立向傳動軸下端，立向傘齒輪則設於發電機轉子組的受動軸端部。
10. 如申請專利範圍第9項所述之具有免動力自動追向功能之風力發電機，其中該旋轉塔架外周的至少一側係更設有一整流罩，該整流罩至少包括二導流側及一尾端。
11. 如申請專利範圍第10項所述之具有免動力自動追向功能之風力發電機，其中該立向傳動軸下端與發電機轉子組的受動軸之間係更設有一增速齒輪箱，以使立向傳動軸之轉速得以倍增後傳至發電機轉子組的受動軸。