TWM500154U - 風力葉片裝置 - Google Patents

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TWM500154U
TWM500154U TW103222947U TW103222947U TWM500154U TW M500154 U TWM500154 U TW M500154U TW 103222947 U TW103222947 U TW 103222947U TW 103222947 U TW103222947 U TW 103222947U TW M500154 U TWM500154 U TW M500154U
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guo-zhang Huang
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Description

風力葉片裝置
本新型是有關於一種葉片裝置,特別是指一種能受風力驅動轉動,可應用於風力發電設備的風力葉片裝置。
本案申請人先前已提出一種風力葉片裝置之創新結構,其專利證書號為M485960,該專利所提供的風力葉片裝置主要包含:一轉軸,及數個連接該轉軸且彼此角度間隔的葉片模組。每一葉片模組包括一連接該轉軸的格柵式葉片、數個可前後擺動地垂掛於該格柵式葉片上的擺動葉片,以及數個分別位於該等擺動葉片一端的配重件。該風力發電裝置主要是藉由任一葉片模組中迎風面側旋轉過軸心至背風面側時,透過擺動葉片的迎風面閉合及背風面的開啟而產生軸心兩邊之扭力差異而運轉,藉此能提高裝置整體之旋轉扭力與風力使用效率。
但由於風力裝置設置於路邊時,長期受到日曬、雨淋,難免會造成其材質破損而導致擺動葉片本身及位於葉片底端的配重件因為離心力的拉力牽引,造成葉片本身或配重件掉落或配重件自葉片底端之車縫處滑出,進而 可能撞擊用路人並造成傷害,此安全上的疑慮必須事先預防與克服。
因此,本新型之目的,即在提供一種可提升使用安全性的風力葉片裝置。
於是,本新型風力葉片裝置,可受驅動而朝一運轉方向轉動,並包含:一轉軸及數個葉片模組。該等葉片模組連接該轉軸且彼此角度間隔,每一葉片模組包括一連接該轉軸的格柵,以及數個可擺動地垂掛於該格柵上的擺動葉片;該格柵包括數個上下左右排列之葉片空間,該等擺動葉片呈上下左右設置且分別對應該等葉片空間,每一擺動葉片具有一連接該格柵的連接端,以及一相反於該連接端的擺動端,每一擺動葉片可在一覆蓋該葉片空間並使該擺動端貼靠該格柵的關閉位置,以及一使該擺動端遠離該格柵的開啟位置間移動。
其中,每一葉片模組還包括數個分別設置於該等擺動葉片的擺動端的配重件,每一配重件包括一中空且軟質的本體,以及一容裝在該本體中的配重液體。
本新型之功效:藉由該等配重件為軟質材質,並於其中填入該配重液體,此種以柔軟材質與液體作為配重的創新設計,能提升使用安全性。
1‧‧‧轉軸
2‧‧‧葉片模組
21‧‧‧格柵
210‧‧‧葉片空間
211‧‧‧第一柵桿
212‧‧‧第二柵桿
213‧‧‧內側
214‧‧‧外側
215‧‧‧第一支桿
216‧‧‧第二支桿
217‧‧‧連桿
22‧‧‧擺動葉片
221‧‧‧連接端
222‧‧‧擺動端
223‧‧‧軟性薄片
23‧‧‧配重件
231‧‧‧本體
232‧‧‧配重液體
233‧‧‧通孔
24‧‧‧支撐件
25‧‧‧擋風導流片
26‧‧‧葉杯
260‧‧‧杯空間
261‧‧‧內表面
262‧‧‧外表面
A‧‧‧軸向方向
T‧‧‧運轉方向
F1‧‧‧迎風風力
本新型之其他的特徵及功效,將於參照圖式的 實施方式中清楚地呈現,其中:圖1是本新型風力葉片裝置的一第一實施例的立體圖,同時顯示該風力葉片裝置的所有擺動葉片位於一關閉位置;圖2是該第一實施例的局部側視剖視示意圖;圖3是該第一實施例在運轉時的立體圖,同時顯示該等擺動葉片中,部分的擺動葉片位於該關閉位置,部分的擺動葉片位於一開啟位置;圖4是該第一實施例的局部立體放大圖,同時顯示其中一擺動葉片位於該開啟位置;圖5是本新型風力葉片裝置的一第二實施例的局部前視圖;圖6是本新型風力葉片裝置的一第三實施例的局部前視圖;及圖7是本新型風力葉片裝置的一第四實施例的局部前視圖。
在本新型被詳細描述之前,應當注意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1~4,本新型風力葉片裝置之一第一實施例,可受到風力驅動而朝一運轉方向T轉動,並包含:一轉軸1,以及數個葉片模組2。
本實施例之轉軸1為一上下軸向延伸之長形中空桿體,並可藉由圖未示的一架設裝置架高。由於該轉軸1 為直立延伸,使本實施例之風力葉片裝置為直立式裝置。
該等葉片模組2連接該轉軸1且彼此角度間隔。每一葉片模組2包括一連接該轉軸1的格柵21、數個可擺動地垂掛於該格柵21上的擺動葉片22、數個分別設置於該等擺動葉片22的一端的配重件23、數個分別結合於該等配重件23的支撐件24,以及一設置於該格柵21之一側的擋風導流片25。
本實施例的葉片模組2的數量為三個,該等葉片模組2的格柵21彼此間呈120度角度間隔。每一格柵21包括數個沿該轉軸1之一徑向方向間隔排列且皆沿該轉軸1之一軸向方向A延伸的第一柵桿211,以及數個沿該軸向方向A間隔排列且皆沿該徑向方向延伸的第二柵桿212。該等第二柵桿212與該等第一柵桿211共同界定數個上下左右排列之葉片空間210。
在本實施例中,該等第一柵桿211皆平行該轉軸1而呈上下直立延伸。另外,以該格柵21整體來看,該格柵21包括一連接該轉軸1且沿該軸向方向A延伸的內側213,以及一相反於該內側213且於該徑向方向上遠離該轉軸1的外側214。
更進一步地,該格柵21還包括分別對應該等葉片空間210而設置,並用於擋止該等擺動葉片22的數個第一支桿215與數個第二支桿216,且任一第一支桿215與該等第二支桿216的其中一個交叉。具體來說,每一葉片空間210對應地設有一第一支桿215與一第二支桿216。該第 一支桿215與該轉軸1平行間隔,並沿該軸向方向A呈上下延伸,且該第一支桿215與其中二個第二柵桿212固定。該第二支桿216呈水平延伸,並與該第一支桿215呈十字交叉,且與至少一第一柵桿211固定。此外,該格柵21還包括數個連桿217,該等連桿217中的部分幾個為水平延伸,部分幾個為直立延伸;需要說明的是,由於連桿217桿徑較小,故圖中僅以線條示意連桿217,而未繪出其厚度或寬度。
本實施例的每一葉片模組2的該等擺動葉片22為陣列式排列。該等擺動葉片22是可擺動地垂掛於該格柵21上。該等擺動葉片22呈上下左右設置且分別對應該等葉片空間210,並且皆具有一連接該格柵21的連接端221,以及一相反於該連接端221且位於下方的擺動端222。每一擺動葉片22的連接端221安裝於該等第二柵桿212中的其中一個上,該擺動端222位於與該連接端221結合的該第二柵桿212下方的另一第二柵桿212之一側,而且是位於相反於該運轉方向T的一側上。每一連接端221可藉由至少一螺絲鎖固於該第二柵桿212上,或者可藉由二突設於該第二柵桿212的突耳(圖未示)與一樞軸(圖未示)來與該第二柵桿212樞接;當然,也可以使用其他元件與結構來樞接或固定,在此不再說明。
本實施例之擺動葉片22可以為軟式薄片,例如布類、帆布類、尼龍布類、橡膠、軟質塑膠或其他軟質高分子材料等軟質材質製成。實際上,該等擺動葉片22之材 質不須限制,只要能被風吹動掀起即可。
其中,每一擺動葉片22的連接端221可以設置一個由數片軟性薄片223所構成的扁片桿件,所述軟性薄片223可為多層軟性材質,如高分子薄片、布類、帆布類等多層貼合或縫合,其力量只要足以把軟性的擺動葉片22撐開成水平形狀即可。
每一葉片模組2的該等配重件23分別設置於該等擺動葉片22的擺動端222。每一擺動葉片22在設計上,可將該擺動端222的布邊折回並車縫固定住,以界定出一可容裝該等配重件23的空間。該等配重件23可用於增加該等擺動葉片22的重量,以使擺動葉片22可垂掛設置,並具有足夠重量可擺動。
每一配重件23包括一中空且軟質的本體231,以及一容裝在該本體231中的配重液體232。該本體231可為一軟質的防水管膜,並沿該擺動端222軸向延伸,且該本體231可設計為環形,進而界定出一軸向延伸的通孔233。該本體231可為軟性之橡塑膠、發泡橡塑膠、軟性防水布類或其他高分子類…等軟性膜類等材質,只要能提供容裝液體功能即可。該本體231之防水管膜的截面形狀可為圓形、半圓形、矩形…等形狀,實施時不須限定,只要能提供足夠重量,並於該擺動葉片22擺動垂下時能與第二柵桿212碰撞進而受到第二柵桿212擋止即可。該配重液體232例如水、酒精、油…,或其他液體。其中以水為最便宜、安全且最易取得,且可於水中加入殺菌劑、防腐劑 …等化學藥劑,以防止細菌、藻類、病媒滋生。
該等支撐件24例如為低發泡海棉類材料、橡膠膠條或其他高分子材料,或其他材料,並分別插設於該等本體231的通孔233。該等支撐件24可為相較於該等本體231更硬的軟質材質,該等支撐件24的軟硬度適當,可撐立該等配重件23以使配重件23維持一定的形狀,並抵抗該等配重件23於使用過程中可能產生的彎折。但該等支撐件24又不至於過硬,因此即使不慎掉落砸到人亦不致使人受傷,使用上非常安全。
每一葉片模組2的擋風導流片25略呈弧形長板片狀,並連接在該格柵21之外側214,且沿該運轉方向T反向延伸。
本新型使用時,每一擺動葉片22可在一關閉位置與一開啟位置間移動(圖3顯示部分的擺動葉片22關閉,部分的擺動葉片22開啟)。在該關閉位置時,每一擺動葉片22的擺動端222貼靠該格柵21,且該擺動葉片22覆蓋與其對應的該葉片空間210。在該開啟位置時,每一擺動葉片22的擺動端222遠離該格柵21,而且此時該擺動葉片22不再覆蓋與其對應的該葉片空間210,從而使逆向風力流場可通過葉片空間210而吹送。
具體來說,以一通過該轉軸1之軸線來作分界,該轉軸1右側的該葉片模組2處於接受迎風面風壓之順向風壓側,在此同時,該轉軸1左側兩個葉片模組2位於背風面之逆向風壓側。右側的該葉片模組2受到一迎風風 力F1吹動時,由於該葉片模組2的該等擺動葉片22位於格柵21之迎風側,會被吹動而貼靠在該格柵21上,並可被該等第一支桿215、第二支桿216與連桿217擋止,避免擺動葉片22因被吹動而凹陷,此時擺動葉片22位於該關閉位置並覆蓋葉片空間210,該等擺動葉片22進而與該格柵21搭配,於該迎風側共同構成一完整的迎風表面,可提升扭力旋轉效率,使本新型可受到風力推動而連同該轉軸1一起朝該運轉方向T轉動。
而此時該轉軸1之左側的該兩葉片模組2因為旋轉至背風面,受到逆向風力流場所產生的一逆風風力之阻力,此兩葉片模組2的該等擺動葉片22進而被此逆風風力吹動而呈現開啟之透風狀態,此時該等擺動葉片22位於該開啟位置,每一葉片空間210至少有局部部位不被擺動葉片22覆蓋而可透風,使逆向風可經由葉片空間210流入迎風側,從而能減少逆風阻力與逆向扭力,因此該兩葉片模組2呈較小之扭力。如此一來,本新型該三個葉片模組2整體所受到的扭力,可受到迎風面之順向風壓與逆風面之逆向風壓,此兩種通過軸心之風力壓差配合產生一用於推動本新型朝該運轉方向T轉動之風力。
總結來說,本新型任一葉片模組2運轉至迎風面側時,其擺動葉片22受到迎風風力F1吹動而閉合,產生較大的順向扭力,而運轉至背風面側時,其擺動葉片22則可被逆向風力吹起掀開,以產生較小的逆向扭力。因此,順向風壓扣除逆向風壓後,使本新型整體之旋轉扭力較 大而能提升風力之使用效率。
值得一提的是,每一葉片模組2的擋風導流片25,能用於限制迎風面之風力流場的流動方向,可用於侷限風力流場以保留風力於迎風側,使葉片模組2受到迎風風力F1推動而使運轉時能額外增加部分旋轉扭力。
補充說明的是,通常在該轉軸1之徑向方向上,離該轉軸1越遠處受到的扭力與風力越大。所以在設計上,每一葉片模組2的該等擺動葉片22中,越遠離該轉軸1的該擺動葉片22的尺寸可以設計得越小。此外,本新型也可以視需求額外增加導流板,以求隨時導引風向。
而本新型藉由該等配重件23為軟質材質,並於其中填入該配重液體232,此種以柔軟材質與液體作為配重的創新設計,使該等配重件23即使掉落砸到人,也不會造成傷害,如此可提升使用安全性。此外,該等擺動葉片22為軟式薄片,同樣可避免掉落時砸傷人。
需要說明的是,本新型風力葉片裝置也可以為水平橫臥式裝置,此時該轉軸1為水平延伸,該等第一柵桿211亦為水平延伸,該等第二柵桿212則為上下直立延伸,該等擺動葉片22的連接端221與擺動端222為上下設置,此時每一擺動葉片22的連接端221與該等第一柵桿211中的其中一個安裝,該擺動端222位於與該連接端221結合的該第一柵桿211相鄰的該第一柵桿211之一側。水平橫臥式裝置運轉時,任一葉片模組2運轉至迎風面側時,其擺動葉片22同樣受到迎風風力吹動而閉合,而運轉至背 風面側時,其擺動葉片22則可被逆向風力吹起掀開。
參閱圖5,本新型風力葉片裝置之一第二實施例,與該第一實施例不同的地方在於:本實施例的第一柵桿211與第二柵桿212的延伸方向皆與該轉軸的軸向方向A夾一銳角。該等第一柵桿211與第二柵桿212所界定出的葉片空間210呈菱形。該擺動葉片22亦呈菱形,其連接端221大致延伸於其上方二個邊長上,並可藉由螺絲鎖固於該格柵21上。本實施例的連接端221同樣可以設置一個由數片軟性薄片223所構成且大致呈倒V形的扁片桿件,該桿件材質必須半軟半硬,亦即,具有一定的薄片形擺動葉片22的支撐強度但又不至於過硬。所述軟性薄片223可為多層軟性材質,如高分子薄片、布類、帆布類等多層貼合或縫合,其力量只要足以把軟性的擺動葉片22撐開成菱形即可。該擺動端222則位於該連接端221下方的二個邊長上。本實施例的每一擺動葉片22上則設有兩個配重件23,以及分別穿伸於該等配重件23的支撐件24。
參閱圖6,本新型風力葉片裝置之一第三實施例與該第二實施例的結構大致相同,不同的地方在於:本實施例的配重件23之正面大致呈三角形,並可利用車縫或貼合的方式固定於該擺動葉片22的擺動端222。
參閱圖7,本新型風力葉片裝置之一第四實施例與該第一實施例的結構大致相同,不同的地方在於:本實施例的每一葉片模組2還包括數個陣列式排列的葉杯26,該等葉杯26相對於該等擺動葉片22鄰近該格柵21的外側 214。每一葉杯26穿設固定在其中一第一柵桿211與其中一第二柵桿212上。每一葉杯26包括一向內凹陷且界定出一個杯空間260的內表面261,以及一相反於該內表面261且朝向該運轉方向的外表面262。該等葉杯26受到風力之運作原理,如同本案申請人先前申請之M489201號專利案所記載。本實施例的格柵21結構則可配合葉杯26與擺動葉片22的設置需求而作相應的改變。
由於越靠近裝置之徑向外圍的轉動速率較快、離心力也較大,故本實施例藉由於格柵21的外圍處設置該等葉杯26,可承受較高轉速與較大離心力。
惟以上所述者,僅為本新型之實施例而已,當不能以此限定本新型實施之範圍,即大凡依本新型申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾,皆仍屬本新型專利涵蓋之範圍內。
2‧‧‧葉片模組
21‧‧‧格柵
211‧‧‧第一柵桿
212‧‧‧第二柵桿
215‧‧‧第一支桿
216‧‧‧第二支桿
217‧‧‧連桿
22‧‧‧擺動葉片
221‧‧‧連接端
222‧‧‧擺動端
223‧‧‧軟性薄片
23‧‧‧配重件
231‧‧‧本體
232‧‧‧配重液體
233‧‧‧通孔
24‧‧‧支撐件
A‧‧‧軸向方向

Claims (8)

  1. 一種風力葉片裝置,可受驅動而朝一運轉方向轉動,並包含:一轉軸;及數個葉片模組,連接該轉軸且彼此角度間隔,每一葉片模組包括一連接該轉軸的格柵,以及數個可擺動地垂掛於該格柵上的擺動葉片;該格柵包括數個上下左右排列之葉片空間,該等擺動葉片呈上下左右設置且分別對應該等葉片空間,每一擺動葉片具有一連接該格柵的連接端,以及一相反於該連接端的擺動端,每一擺動葉片可在一覆蓋該葉片空間並使該擺動端貼靠該格柵的關閉位置,以及一使該擺動端遠離該格柵的開啟位置間移動;其中,每一葉片模組還包括數個分別設置於該等擺動葉片的擺動端的配重件,每一配重件包括一中空且軟質的本體,以及一容裝在該本體中的配重液體。
  2. 如請求項1所述的風力葉片裝置,其中,每一配重件的本體呈環形並界定出一通孔,每一葉片模組還包括數個分別插設於該等本體的該等通孔且為軟質的支撐件。
  3. 如請求項1所述的風力葉片裝置,其中,每一葉片模組的格柵包括數個沿該轉軸的一徑向方向間隔排列且皆沿該轉軸之一軸向方向延伸的第一柵桿,以及數個沿該軸向方向間隔排列且皆沿該徑向方向延伸的第二柵桿,該等第二柵桿與該等第一柵桿共同界定該等葉片空間 。
  4. 如請求項3所述的風力葉片裝置,其中,每一葉片模組的格柵還包括分別對應該等葉片空間而設置,並用於擋止該等擺動葉片的數個第一支桿與數個第二支桿。
  5. 如請求項4所述的風力葉片裝置,其中,任一第一支桿與該等第二支桿的其中一個交叉。
  6. 如請求項1所述的風力葉片裝置,其中,每一格柵包括一連接該轉軸的內側,以及一相反於該內側且遠離該轉軸的外側,每一葉片模組還包括一連接在該格柵的該外側且沿該運轉方向反向延伸的擋風導流片。
  7. 如請求項1所述的風力葉片裝置,其中,每一格柵包括一連接該轉軸的內側,以及一相反於該內側且遠離該轉軸的外側,每一葉片模組還包括數個陣列式排列的葉杯,該等葉杯相對於該等擺動葉片鄰近該格柵的該外側。
  8. 如請求項1所述的風力葉片裝置,其中,每一擺動葉片的連接端設有數片軟性薄片。
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