TWI731288B - 風力發電設備 - Google Patents

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TWI731288B
TWI731288B TW107146804A TW107146804A TWI731288B TW I731288 B TWI731288 B TW I731288B TW 107146804 A TW107146804 A TW 107146804A TW 107146804 A TW107146804 A TW 107146804A TW I731288 B TWI731288 B TW I731288B
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陳泰維
葉友順
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華豐科技企業股份有限公司
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    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

Abstract

本發明公開一種風力發電設備,包含旋轉軸桿、安裝於旋轉軸桿上的風力發電裝置、及限速機構。風力發電裝置包含固定於旋轉軸桿上的阻力型葉片、相連於阻力型葉片外緣的內殼體、及套設於內殼體的外殼體。限速機構包含樞接於內殼體的多個擺動臂及固定於外殼體的金屬環,每個擺動臂的磁力部能相對於內殼體自初始位置移動至限速位置。當每個擺動臂的磁力部位於限速位置時,磁力部至少部分覆蓋於金屬環,以於金屬環形成有能夠限制阻力型葉片轉動速度的渦電流。

Description

風力發電設備
本發明涉及一種發電設備,尤其涉及一種風力發電設備。
現有的風力發電設備(如:水平軸風力發電設備)是以多個升力型葉片來承受風力,以作為發電的驅動源。其中,現有風力發電設備在面臨高風速的情況下,其容易因為轉速過高而導致內部元件損壞,所以現有風力發電設備大都以電子式煞車來降低轉速。然而,上述電子式煞車僅能使風力發電設備適用於驟然高風速的情況,但無法使其運用在持續高風速的環境下。
於是,本發明人認為上述缺陷可改善,乃特潛心研究並配合科學原理的運用,終於提出一種設計合理且有效改善上述缺陷的本發明。
本發明實施例在於提供一種風力發電設備,其能有效地改善現有風力發電設備所可能產生的缺陷。
本發明實施例公開一種風力發電設備,包括:一旋轉軸桿,定義有平行其長度方向的一軸向;以及一風力發電裝置,安裝於所述旋轉軸桿上,並且所述風力發電機組包含有:一轉子組件,包含:一阻力型葉片,呈螺旋狀且固定於所述旋轉軸桿上;一內殼體,呈環狀且相連於所述阻力型葉片外緣;及一第一磁通模組與一第二磁通模組,彼此間隔且相向地安裝於所述內殼體的外緣;及一定子組件,包含:一外殼體,套設於所述內殼體;及一 感應模組,固定於所述外殼體的內緣;其中,所述阻力型葉片能被一風力衝擊驅動,以使所述轉子組件以所述旋轉軸桿為軸心而相對於所述定子組件轉動,並使所述第一磁通模組與所述第二磁通模組之間的區域掃過所述感應模組,令所述感應模組產生一感應電流;以及一限速機構,位於所述內殼體與所述外殼體之間,並且所述限速機構包含有:N個擺動結構,各包含有至少一個擺動臂,並且N為大於1的正整數,每個所述擺動結構的至少一個所述擺動臂包含有一樞接部與一磁力部;於每個所述擺動結構的至少一個所述擺動臂中,所述樞接部樞接於所述內殼體,據以能通過所述轉子組件於轉動中所產生的一離心力,而使所述磁力部相對於所述內殼體自一初始位置移動至一限速位置;及一金屬環,固定於所述外殼體;其中,當每個所述擺動結構的至少一個所述擺動臂的所述磁力部位於所述限速位置時,所述磁力部沿所述軸向至少部分覆蓋於所述金屬環,以於所述金屬環形成有能夠限制所述轉子組件轉動速度的一渦電流。
本發明實施例也公開一種風力發電設備,包括:一旋轉軸桿,定義有平行其長度方向的一軸向;以及一風力發電裝置,安裝於所述旋轉軸桿上,並且所述風力發電機組包含有:一轉子組件,包含:一阻力型葉片,呈螺旋狀且固定於所述旋轉軸桿上;一內殼體,呈環狀且相連於所述阻力型葉片外緣;及一第一磁通模組與一第二磁通模組,彼此間隔且相向地安裝於所述內殼體的外緣;及一定子組件,包含:一外殼體,套設於所述內殼體;及一感應模組,固定於所述外殼體的內緣;其中,所述阻力型葉片能被一風力衝擊驅動,以使所述轉子組件以所述旋轉軸桿為軸心而相對於所述定子組件轉動,並使所述第一磁通模組與所述第二磁通模組之間的區域掃過所述感應模組,令所述感應模組產生一感應電流;以及一限速機構,位於所述內殼體與所述外殼體之間,並且所述限速機構包含有:N個擺動結構,各包含有至少一個擺 動臂,並且N為大於1的正整數,每個所述擺動結構的至少一個所述擺動臂包含有一樞接部與一金屬部;於每個所述擺動結構的至少一個所述擺動臂中,所述樞接部樞接於所述內殼體,據以能通過所述轉子組件於轉動中所產生的一離心力,而使所述金屬部相對於所述內殼體自一初始位置移動至一限速位置;及一磁力環,固定於所述外殼體;其中,當每個所述擺動結構的至少一個所述擺動臂的所述金屬部位於所述限速位置時,所述金屬部沿所述軸向至少部分覆蓋於所述磁力環,以於每個所述金屬部形成有能夠限制所述轉子組件轉動速度的一渦電流。
綜上所述,本發明實施例所公開的風力發電設備,其所內置的限速機構能夠通過金屬環上產生渦電流,以減緩轉子組件的轉動速度之加速,以利於所述風力發電設備能夠適用於持續高風速的環境下。
為能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容,請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖,但是此等說明與附圖僅用來說明本發明,而非對本發明的保護範圍作任何的限制。
1000‧‧‧風力發電設備
100‧‧‧風力發電裝置
1‧‧‧轉子組件
11‧‧‧阻力型葉片
12‧‧‧內殼體
121‧‧‧第一固持槽體
122‧‧‧第二固持槽體
14‧‧‧第一磁通模組
141‧‧‧第一磁石
15‧‧‧第二磁通模組
151‧‧‧第二磁石
16‧‧‧環形間隙
2‧‧‧定子組件
21‧‧‧外殼體
21a‧‧‧子殼體
211‧‧‧大開口
212‧‧‧小開口
213‧‧‧承載件
23‧‧‧感應模組
231‧‧‧感應線圈
200‧‧‧旋轉軸桿
300‧‧‧升力型葉片組
400‧‧‧支撐架
500‧‧‧限速機構
510‧‧‧擺動結構
511‧‧‧擺動臂
5111‧‧‧樞接部
5112‧‧‧磁力部(或金屬部)
5113‧‧‧第一端部
5114‧‧‧第二端部
512‧‧‧連接桿
520‧‧‧金屬環(或磁力環)
520a‧‧‧子環體
530‧‧‧彈性元件
540‧‧‧外磁石
550‧‧‧扭力彈簧
551‧‧‧彈力部
552‧‧‧第一定位部
553‧‧‧第二定位部
560‧‧‧內磁石
W1‧‧‧迎風側
W2‧‧‧背風側
D11‧‧‧最大距離
D211‧‧‧最大外徑
D212‧‧‧最小外徑
R12、R21‧‧‧截面半徑
H100‧‧‧距離
A300‧‧‧掃掠面積
A301‧‧‧半徑
σ‧‧‧夾角
C‧‧‧軸向
圖1為本發明風力發電設備實施例一的立體示意圖。
圖2為圖1另一視角的立體示意圖。
圖3為圖2的平面示意圖。
圖4為圖2的分解示意圖。
圖5為圖1的平面示意圖(省略升力型葉片組)。
圖6為本發明風力發電裝置與限速機構的分解示意圖。
圖7為圖6另一視角的分解示意圖。
圖8為本發明風力發電設備實施例一的局部剖視示意圖。
圖9為圖8的局部放大示意圖。
圖10為圖1的立體剖視示意圖(省略升力型葉片組)。
圖11為圖10的XI部位的放大示意圖。
圖12為圖4沿剖線XII-XII的剖視示意圖。
圖13為本發明風力發電設備實施例一於轉子組件轉動過程中的剖視示意圖。
圖14為本發明風力發電設備實施例二的立體剖視示意圖(省略升力型葉片組)。
圖15為本發明風力發電設備實施例三的局部放大示意圖。
圖16為本發明風力發電設備實施例四的局部剖視示意圖。
請參閱圖1至圖16,其為本發明的實施例,需先說明的是,本實施例對應附圖所提及的相關數量與外型,僅用來具體地說明本發明的實施方式,以便於了解本發明的內容,而非用來侷限本發明的保護範圍。
[實施例一]
如圖1至圖13所示,本實施例公開一種風力發電設備1000,尤其是指一種水平軸風力發電設備,但本發明不以此為限。再者,本實施例的風力發電設備1000的結構設計原理截然不同於水力發電設備,所以水力發電設備的結構難以提供相關於本實施例的技術啟示或動機。
如圖1至圖4所示,所述風力發電設備1000包含有一旋轉軸桿200、固定於所述旋轉軸桿200上的一升力型葉片組300、安裝於所述旋轉軸桿200上的一風力發電裝置100、安裝於上述風力發電裝置100的一支撐架400、及搭配於風力發電裝置100的一限速機構500。其中,所述風力發電設備1000的各個構件(如:升力型葉片組300與支撐架400)可以依據實際設計需求而加以調整或 省略,本發明在此不加以限制。以下將就所述風力發電設備1000的各個構件結構以及連接關係作一說明。
如圖1至圖4所示,所述旋轉軸桿200呈圓柱狀、且是以多個軸承(未標示)以及固定元件(未標示,如:螺絲)而固定或安裝上述升力型葉片組300與風力發電裝置100,以使所述升力型葉片組300與風力發電裝置100能夠通過旋轉軸桿200而同步運作。其中,所述旋轉軸桿200定義有平行其長度方向的一軸向C,以便於後續說明。
所述升力型葉片組300於本實施例中包含有多個升力型葉片(未標示),上述每個升力型葉片的一端是大致垂直地連接於所述旋轉軸桿200,並且多個升力型葉片較佳是呈等角度排列(也就是,任兩個相鄰升力型葉片之間的夾角皆相同),但本發明不以此為限。
如圖5至圖7所示,所述風力發電裝置100包含有相互配合的一轉子組件1以及一定子組件2,並且所述定子組件2的外輪廓大致呈環形,而所述轉子組件1是配置於上述定子組件2的內側。其中,所述轉子組件1於本實施例中包含有一阻力型葉片11、一內殼體12、一第一磁通模組14、與一第二磁通模組15。
如圖3所示,所述阻力型葉片11於本實施例中呈螺旋狀且(通過至少兩個軸承)固定於旋轉軸桿200上,以使所述阻力型葉片11與升力型葉片組300組能通過旋轉軸桿200而同步旋轉,並且所述升力型葉片組300旋轉形成有一掃掠面積A300。其中,所述阻力型葉片11的邊緣與旋轉軸桿200的一最大距離D11於本實施例中是不大於上述掃掠面積A300的一半徑A301的70.7%,例如:最大距離D11為半徑A301的12.5%~70.7%(較佳是25%~57.7%)。
據此,所述風力發電設備1000通過阻力型葉片11與升力型葉片組300之間的相對位置搭配、並共同設置於旋轉軸桿200,以使風力發電設備1000在低風速(如:風速低於7公尺/秒)的環境下,除了升力型葉片組300所提供的扭矩之外,也能通過阻力型葉片11來進一步提供扭矩,以提升風力發電設備1000的發電效果。
進一步地說,如圖1和圖2所示,所述升力型葉片組300的相反兩側(如:圖1中的升力型葉片組300左側與右側)於本實施例中分別定義為一迎風側W1與一背風側W2,所述風力發電裝置100較佳是位於上述迎風側W1,以使所述阻力型葉片11能先於上述升力型葉片組300被所述風力衝擊驅動,但本發明不受限於此。
如圖6和圖7所示,所述內殼體12呈環狀且相連於上述阻力型葉片11外緣,而上述阻力型葉片11於本實施例中是位於內殼體12之內,並且阻力型葉片11為一體連接於內殼體12,但本發明不以此為限。舉例來說,在本發明未繪示的其他實施例中,所述阻力型葉片11可以是通過焊接、超音波熔接、或其他方式連接固定於內殼體12,並且阻力型葉片11也可以略突伸出上述內殼體12。
再者,所述內殼體12大致呈截圓錐狀,並且上述內殼體12的中心軸線落在所述旋轉軸桿200上,鄰近升力型葉片組300的所述內殼體12一端緣(如:圖6中內殼體12右端緣)所包圍的面積大於內殼體12另一端緣(如:圖6中內殼體12左端緣)所包圍的面積。其中,所述內殼體12的一內表面呈圓弧形(如:圖8),並且所述內殼體12於其外表面形成有呈圓環狀的一第一固持槽體121及第二固持槽體122,並且上述第一固持槽體121及第二固持槽體122的槽口皆面向遠離旋轉軸桿200的方向。
如圖6至圖9所示,所述第一磁通模組14與第二磁通模組15彼此間隔且相向地安裝於上述內殼體12的外緣(如:第一固持槽體121,並且所述轉子組件1(在第一固持槽體121所包圍的空間內)定義有位於上述第一磁通模組14與第二磁通模組15之間的一環形間隙16(如:圖9)。
進一步地說,所述第一磁通模組14包含有多個第一磁石141,並且上述多個第一磁石141分別間隔地安裝於第一固持槽體121的一內側壁;所述第二磁通模組15包含有多個第二磁石151,並且上述多個第二磁石151分別間隔地安裝於第一固持槽體121的另一內側壁,所述多個第二磁石151分別間隔且面向多個第一磁石141。
需說明的是,所述第一磁通模組14與第二磁通模組15於本實施例中各是以包含有多個磁石141、151來說明,但本發明不受限於此。舉例來說,在本發明未繪示的其他實施例中,所述第一磁通模組14與第二磁通模組15也可以是其中之一包含有多個磁石,而其中另一包含有多個導磁元件(如:鐵芯)。
如圖5至圖7所示,所述定子組件2包含有一外殼體21及一感應模組23。其中,所述外殼體21呈環狀且套設於上述內殼體12,並且所述支撐架400於本實施例中是固定於上述外殼體21(如:圖2),但本發明不以此為限。
進一步地說,所述外殼體21大致呈截圓錐狀,並且上述外殼體21的中心軸線落在所述旋轉軸桿200上。其中,所述外殼體21包含有分別位於相反兩側的一大開口211與一小開口212,所述外殼體21的一最大外徑D211的位置對應於所述大開口211,所述外殼體21的一最小外徑D212的位置對應於所述小開口212。再者,所述大開口211位於鄰近升力型葉片組300的外殼體21一側 (如:圖2中的外殼體21右側),所述小開口212位於遠離上述升力型葉片組300的外殼體21一側(如:圖1中的外殼體21左側)。
需說明的是,為使所述風力發電裝置100能夠更有效率地應用於低風速環境,本實施例的外殼體21相對於內殼體12、阻力型葉片11進一步形成有下述相互搭配的構造。
所述外殼體21的外表面呈圓弧形,並且所述風力發電裝置100在平行所述旋轉軸桿200的一截面上(如:圖8),所述內殼體12的局部內表面的一截面半徑R12小於外殼體21的局部外表面的一截面半徑R21。再者,所述外殼體21的大開口211與小開口212之間相隔有一距離H100(也就是,所述風力發電裝置100的高度),並且所述最大外徑D211與最小外徑D212的差值大於0、並小於等於所述距離H100乘上tanα;其中,0度
Figure 107146804-A0101-12-0008-17
α
Figure 107146804-A0101-12-0008-18
45度(較佳是8度
Figure 107146804-A0101-12-0008-19
α
Figure 107146804-A0101-12-0008-20
25度)。
另,當所述阻力型葉片11朝上述外殼體21小開口212所包圍的區域正投影時(參酌圖7),所述阻力型葉片11所形成的一投影區域的面積為所述小開口212所包圍區域的面積的10%~70%(較佳是25%~66.7%)。其中,所述風力發電裝置100於本實施例中採用一個阻力型葉片11,但所述風力發電裝置100在符合上述條件的情況下,其具體數量可以依據設計需求而加以調整。
如圖6、圖7、及圖9所示,所述外殼體21包含有一承載件213位於上述外殼體21的內緣、並面向位於上述第一固持槽體121內的環形間隙16。其中,本實施例的承載件213位於外殼體21的內緣,並且承載件213的至少局部穿設於上述轉子組件1的環形間隙16內,但本發明不以此為限。
再者,所述感應模組23固定於所述承載件213、並位於上述環形間隙16中。而於本實施例中,上述感應模組23包含有多個 感應線圈231,並且上述多個感應線圈231彼此間隔地固定於位在環形間隙16內的承載件213部位。
據此,本實施例中的阻力型葉片11與升力型葉片組300能被一風力衝擊驅動,以使所述轉子組件1以旋轉軸桿200為軸心而相對於所述定子組件2轉動,並使所述第一磁通模組14與第二磁通模組15之間的區域掃過感應模組23,令所述感應模組23產生一感應電流。
如圖6、圖7、及圖9所示,所述限速機構500位於上述風力發電裝置100的內殼體12與外殼體21之間,並且所述限速機構500包含有樞接於所述內殼體12的N個擺動結構510、固定於所述外殼體21的一金屬環520、連接上述N個擺動結構510的多個彈性元件530、及安裝於所述內殼體12的多個外磁石540。其中,本實施例是以N為5來說明,但本發明不受限於此;也就是說,在本發明未繪示的其他實施例中,N可以是大於1的正整數。
需先說明的是,所述限速機構500是限制於安裝在風力發電裝置100內,所以不是安裝在風力發電裝置100內的任何限速機構(如:安裝於旋轉軸桿200上的限速機構)則非為本實施例所指的限速機構500。
由於本實施例的多個擺動結構510皆大致相同,所以為便於說明,以下將先介紹單個擺動結構510的具體態樣。其中,所述擺動結構510包含有兩個擺動臂511及連接上述兩個擺動臂511的一連接桿512;也就是說,兩個擺動臂511能夠通過上述連接桿512而同步擺動。再者,所述擺動結構510的兩個擺動臂511較佳是相對於連接桿512呈鏡像對稱設置,但本發明不受限於此。舉例來說,在本發明未繪示的其他實施例中,所述擺動結構510也可以是包含有至少一個擺動臂511。
進一步地說,如圖10及圖11所示,每個擺動臂511包含有分別位於相反兩側部位的一樞接部5111與一磁力部5112,並且上述連接桿512是連接於兩個擺動臂511的樞接部5111之間。再者,每個擺動臂511於本實施例中還包含有分別位於上述磁力部5112與樞接部5111相反兩個外側的一第一端部5113與一第二端部5114。也就是說,如圖11所示,所述第一端部5113與樞接部5111位於擺動臂511的右側部位,而所述磁力部5112與第二端部5114位於擺動臂511的左側部位。換個角度來說,本實施例的擺動結構510在扣除上述第一端部5113之後,其大致呈U形。
每個擺動臂511的樞接部5111樞接於內殼體12(如:擺動結構510的兩個樞接部5111分別樞接於第二固持槽體122的兩個內側壁),據以能通過所述轉子組件1於轉動中所產生的離心力,而使每個擺動臂511的磁力部5112相對於所述內殼體12自一初始位置(如:圖12)移動至一限速位置(如:圖13)。需說明的是,分別位於任兩個相鄰所述擺動結構510中的兩個樞接部5111,其相對於所述旋轉軸桿200構成有一夾角σ,並且所述夾角σ為360/N度。
如圖9至圖12所示,當每個擺動臂511的磁力部5112位於所述初始位置時,所述擺動結構510大致位於內殼體12的第二固持槽體122內。再者,如圖13所示,當每個擺動臂511的磁力部5112位於所述限速位置時,每個擺動臂511的磁力部5112沿軸向C至少部分覆蓋於上述金屬環520,以於所述金屬環520形成有能夠限制所述轉子組件1轉動速度的一渦電流。
據此,所述限速機構500能夠通過金屬環520上產生渦電流,以減緩轉子組件1的轉動速度之加速,以利於所述風力發電設備1000能夠適用於持續高風速的環境下。其中,由於上述渦電流的大小可以影響轉子組件1的轉動速度之減緩程度,並且渦電流的大小能夠依據金屬環520與磁力部5112於軸向C上的交互作用面 積來決定,所以本實施例的限速機構500還可以包含有下述構件,以利於在特定的風速環境下達到預設的渦電流數值,但本發明不受限於此。
所述多個擺動結構510通過上述多個彈性元件530(如:拉伸彈簧)而相連成一體,以使多個擺動結構510在受到離心力時能夠形成大致相同的擺動幅度。而於本實施例中,於彼此相鄰但分屬不同擺動結構510的第一端部5113與第二端部5114是以一個所述彈性元件530連接,但本發明不受限於此。
再者,所述多個外磁石540安裝於所述內殼體12(如:第二固持槽體122的兩個內側壁),並且每個擺動結構510於位置上對應兩個外磁石540。然而,在本發明未繪示的其他實施例中,每個擺動結構510於位置上也可以是對應於至少兩個外磁石540。
進一步地說,於每個擺動結構510及相對應的兩個所述外磁石540中,相對應的兩個所述外磁石540分別位在處於初始位置的兩個擺動臂511的磁力部5112相反兩個外側,並能彼此相互吸引。據此,每個擺動結構510能夠通過其磁力部5112與相對應外磁石540的相互吸引,以使所述擺動結構510能夠被控制在特定的風速環境下才向外擺動,進而能夠應用於不同的風速需求。
另,如圖6和圖7所示,為便於本實施例風力發電設備1000的生產製造,所述外殼體21可以是包含有相互組接的兩個子殼體21a,並且所述金屬環520包含有分別固定於上述兩個子殼體21a的兩個子環體520a,據以利於直接生產一個子殼體21a及其上的子環體520a,而後在將兩個子殼體21a及其上的兩個子環體520a相互組接構成所述外殼體21a與金屬環520,但本發明不受限於此。舉例來說,在本發明未繪示的其他實施例中,所述外殼體21及金屬環520各可以是一體成形的單件式構件。
於本實施例中,任一個子環體520a的兩個末端分別相接於另 一個子環體520a的兩個末端;也就是說,所述金屬環520雖以兩個分離的子環體520a來實施,但所述兩個子環體520a是彼此相接以構成環形結構。
需額外說明的是,本實施例是以每個擺動臂511的磁力部5112來對金屬環520作用,以於金屬環520產生渦電流,但本發明也可依據設計需求而加以調整或變化。舉例來說,每個擺動臂511的磁力部5112能以一金屬部5112取代,所以所述金屬部5112能夠相對於內殼體12自初始位置移動至限速位置;而所述金屬環520則是以一磁力環520取代,據以在每個擺動臂511的金屬部5112位於限速位置時,所述金屬部5112沿軸向C至少部分覆蓋於磁力環5112,以於每個金屬部5112形成有能夠限制轉子組件1轉動速度的一渦電流。
[實施例二]
請參閱圖14所示,其為本發明的實施例二,本實施例類似於上述實施例一,所以兩個實施例的相同處則不再加以贅述,而本實施例與上述實施例一的差異在於:本實施例的彈性元件530之連接方式不同於實施例一。
具體來說,本實施例每個彈性元件530的一端連接於內殼體12,而每個彈性元件530的另一端連接於一個所述擺動結構510中鄰近所述磁力部5112的位置(如:第二端部5114)。
[實施例三]
請參閱圖15所示,其為本發明的實施例三,本實施例類似於上述實施例一,所以兩個實施例的相同處則不再加以贅述,而本實施例與上述實施例一的差異在於:本實施例的限速機構500包含有分別安裝於N個所述擺動結構510的多個扭力彈簧550,據 以取代實施例一的多個彈性元件530。
具體來說,本實施例的每個擺動臂511安裝有一個扭力彈簧550。其中,每個扭力彈簧550包含有一彈力部551及分別自所述彈力部551兩端延伸的一第一定位部552與一第二定位部553。於每個擺動結構510的擺動臂511及相對應的扭力彈簧550中,所述彈力部551設置於所述樞接部5111,所述第一定位部552固定於擺動臂511,而所述第二固定部553安裝於所述內殼體12。
[實施例四]
請參閱圖16所示,其為本發明的實施例四,本實施例類似於上述實施例一,所以兩個實施例的相同處則不再加以贅述,而本實施例與上述實施例一的差異在於:本實施例的限速機構500以安裝於所述內殼體12的多個內磁石560,來取代實施例一的多個外磁石540。
具體來說,本實施例的每個擺動結構510於位置上對應一個內磁石560,然而,在本發明未繪示的其他實施例中,每個擺動結構510於位置上也可以是對應至少一個所述內磁石560。
進一步地說,於上述每個擺動結構510及相對應的一個所述內磁石560中,相對應的內磁石560位在處於所述初始位置的兩個擺動臂511的所述磁力部5112之間,並能彼此相互吸引。據此,每個擺動結構510能夠通過其磁力部5112與相對應內磁石560的相互吸引,以使所述擺動結構510能夠被控制在特定的風速環境下才向外擺動,進而能夠應用於不同的風速需求。
以上所述僅為本發明的優選可行實施例,並非用來侷限本發明的保護範圍,凡依本發明專利範圍所做的均等變化與修飾,皆應屬本發明的權利要求書的保護範圍。
500‧‧‧限速機構
510‧‧‧擺動結構
511‧‧‧擺動臂
5111‧‧‧樞接部
5112‧‧‧磁力部
5113‧‧‧第一端部
5114‧‧‧第二端部
512‧‧‧連接桿
520‧‧‧金屬環
530‧‧‧彈性元件
540‧‧‧外磁石

Claims (10)

  1. 一種風力發電設備,包括:一旋轉軸桿,定義有平行其長度方向的一軸向;以及一風力發電裝置,安裝於所述旋轉軸桿上,並且所述風力發電機組包含有:一轉子組件,包含:一阻力型葉片,呈螺旋狀且固定於所述旋轉軸桿上;一內殼體,呈環狀且相連於所述阻力型葉片外緣;及一第一磁通模組與一第二磁通模組,彼此間隔且相向地安裝於所述內殼體的外緣;及一定子組件,包含:一外殼體,套設於所述內殼體;及一感應模組,固定於所述外殼體的內緣;其中,所述阻力型葉片能被一風力衝擊驅動,以使所述轉子組件以所述旋轉軸桿為軸心而相對於所述定子組件轉動,並使所述第一磁通模組與所述第二磁通模組之間的區域掃過所述感應模組,令所述感應模組產生一感應電流;以及一限速機構,位於所述內殼體與所述外殼體之間,並且所述限速機構包含有:N個擺動結構,各包含有至少一個擺動臂,並且N為大於1的正整數,每個所述擺動結構的至少一個所述擺動臂包含有一樞接部與一磁力部;於每個所述擺動結構的至少一個所述擺動臂中,所述樞接部樞接於所述內殼體,據以能通過所述轉子組件於轉動中所產生的一離心力,而使所述磁力部相對於所述內殼體自一初始位置移動至一限速位置;及 一金屬環,固定於所述外殼體;其中,當每個所述擺動結構的至少一個所述擺動臂的所述磁力部位於所述限速位置時,所述磁力部沿所述軸向至少部分覆蓋於所述金屬環,以於所述金屬環形成有能夠限制所述轉子組件轉動速度的一渦電流。
  2. 如請求項1所述的風力發電設備,其中,分別位於任兩個相鄰所述擺動結構中的兩個所述樞接部相對於所述旋轉軸桿構成有一夾角,並且所述夾角為360/N度。
  3. 如請求項1所述的風力發電設備,其中,每個所述擺動結構的至少一個所述擺動臂包含有分別位於所述磁力部與所述樞接部相反兩個外側的一第一端部與一第二端部,所述限速機構包含有多個彈性元件,並且彼此相鄰但分屬不同所述擺動結構的所述第一端部與所述第二端部是以一個所述彈性元件連接。
  4. 如請求項1所述的風力發電設備,其中,所述限速機構包含有多個彈性元件,並且每個所述彈性元件的一端連接於所述內殼體,而每個所述彈性元件的另一端連接於一個所述擺動結構中鄰近所述磁力部的位置。
  5. 如請求項1所述的風力發電設備,其中,所述限速機構包含有分別安裝於N個所述擺動結構的多個扭力彈簧,並且每個所述扭力彈簧包含有一彈力部及分別自所述彈力部兩端延伸的一第一定位部與一第二定位部;於每個所述擺動結構及相對應的所述扭力彈簧中,所述彈力部設置於所述樞接部,所述第一定位部固定於至少一個所述擺動臂,而所述第二固定部安裝於所述內殼體。
  6. 如請求項1所述的風力發電設備,其中,每個所述擺動結構的至少一個所述擺動臂的數量進一步限定為兩個,並且每個所述擺動結構包含有連接其兩個所述擺動臂的一連接桿,以使兩個所述擺動臂能夠同步擺動。
  7. 如請求項6所述的風力發電設備,其中,所述限位機構包含有安裝於所述內殼體的多個內磁石,並且每個所述擺動結構於位置上對應至少一個所述內磁石;於每個所述擺動結構及相對應的至少一個所述內磁石中,兩個所述擺動臂相對於所述連接桿呈鏡像對稱設置,相對應的至少一個所述內磁石位在處於所述初始位置的兩個所述擺動臂的所述磁力部之間,並能彼此相互吸引。
  8. 如請求項6所述的風力發電設備,其中,所述限位機構包含有安裝於所述內殼體的多個外磁石,並且每個所述擺動結構於位置上對應至少兩個所述外磁石;於每個所述擺動結構及相對應的至少兩個所述外磁石中,兩個所述擺動臂相對於所述連接桿呈鏡像對稱設置,相對應的至少兩個所述外磁石分別位在處於所述初始位置的兩個所述擺動臂的所述磁力部相反兩個外側,並能彼此相互吸引。
  9. 如請求項1所述的風力發電設備,其中,所述外殼體包含有相互組接的兩個子殼體,所述金屬環包含有分別固定於兩個所述子殼體的兩個子環體,並且任一個所述子環體的兩個末端分別相接於另一個所述子環體的兩個末端。
  10. 一種風力發電設備,包括:一旋轉軸桿,定義有平行其長度方向的一軸向;以及一風力發電裝置,安裝於所述旋轉軸桿上,並且所述風力發電機組包含有:一轉子組件,包含:一阻力型葉片,呈螺旋狀且固定於所述旋轉軸桿上;一內殼體,呈環狀且相連於所述阻力型葉片外緣;及一第一磁通模組與一第二磁通模組,彼此間隔且相向地安裝於所述內殼體的外緣;及一定子組件,包含: 一外殼體,套設於所述內殼體;及一感應模組,固定於所述外殼體的內緣;其中,所述阻力型葉片能被一風力衝擊驅動,以使所述轉子組件以所述旋轉軸桿為軸心而相對於所述定子組件轉動,並使所述第一磁通模組與所述第二磁通模組之間的區域掃過所述感應模組,令所述感應模組產生一感應電流;以及一限速機構,位於所述內殼體與所述外殼體之間,並且所述限速機構包含有:N個擺動結構,各包含有至少一個擺動臂,並且N為大於1的正整數,每個所述擺動結構的至少一個所述擺動臂包含有一樞接部與一金屬部;於每個所述擺動結構的至少一個所述擺動臂中,所述樞接部樞接於所述內殼體,據以能通過所述轉子組件於轉動中所產生的一離心力,而使所述金屬部相對於所述內殼體自一初始位置移動至一限速位置;及一磁力環,固定於所述外殼體;其中,當每個所述擺動結構的至少一個所述擺動臂的所述金屬部位於所述限速位置時,所述金屬部沿所述軸向至少部分覆蓋於所述磁力環,以於每個所述金屬部形成有能夠限制所述轉子組件轉動速度的一渦電流。
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