TWI403642B - 風力發電裝置 - Google Patents

Description

風力發電裝置

本發明係與風力發電裝置有關，尤指一種供固設於固定物體或一具有速度行進而移動之物體上，而能有效發電及增進組裝與維修方便性之技術。

按吾人先前所知，習用之風力發電裝置，如專利號第092215285，專利名稱：渦輪式風力發電裝置之構造改良，一種渦輪式風力發電裝置之構造改良，其係包含有一渦輪通風器、傳動系統、變速箱、發電機及塔座；其特徵在於：渦輪通風器是將架體中心設置一直立的固定軸，該架體為圓管狀且設置有數根補強肋，於固定軸的頂端與架體的上方設置有扇葉座，該扇葉座為圓形，於其中心設有軸承，而軸承是與固定軸固定，下方扇葉座中央下方疊合固定有一齒輪，該齒輪可與下方扇葉座同步旋轉，在上、下扇葉座側面固定有螺旋式的扇葉，於上扇葉座之上方固定軸的頂端設置有避雷裝置，整個渦輪通風器是靠架體固定於塔座的上端，於塔座下方裝設有控制箱，控制箱內裝置有變速箱及發電機，此係專利之結構。

但該習用風力發電裝置之缺失係在於：

1、該風力發電裝置係需固設於固定之定點，再利用自然界中空氣上升之氣流使該渦輪通風器自然轉動而帶動發電機轉動以產生電流，而一般係需將渦輪通風器固設於高處，該風力發電裝置係須配合大自然的情況而運作，該固設處係受其環境及高度而限制。

2、當環境中無氣流吹動或風量微弱時，該渦輪通風器係無法轉動或轉動之速度係相當慢而無產生動力來源。

另一風力發電裝置，如申請號第090116740，專利名稱：利用風力發電供電動交通工具補充電力的方法，一種利用風力發電供電動交通工具補充電力的方法，其特徵在於：提供至少一風力發電單元，固定在電動車或電動機車或電動自行車或電動船其中之一的電動交通工具上，並使該風力發電單元的入風口朝向著電動交通工具的迎風面，可在電動交通工具行進間蒐集氣流推動運轉風力發電單元；提供至少二個彼此連接通電的電池，並使其中第一個電池直接供應電流給馬達，第二個電池則接受風力發電單元所輸入的電流；將該風力發電單元所產生的電流儲存於第二個電池中，輔助該第一個電池供應電流給電動交通工具上的馬達，來驅動電動交通工具行進；提供一個集風裝置裝設在風力發電單元的入風口部位，並提供一個可調整入風氣流大小的風門在集風裝置上，此係專利結構。

但此專利案之缺失係在於：

1、如公報之第二圖所示，風力發電單元係設於電動交通工具上，而僅設於電動交通工具上擴充性即不足。

2、請參閱公報21圖所示，該風力發電單元整體係呈平面狀，如此該風力發電單元與迎風面間係呈平面狀，亦即風力發電單元之複數扇葉係與電動交通工具係相互垂直，雖該風力發電單元發電時係可供電於電動交通工具，但風力發電單元於電動交通工具行進時，垂直之風力發電單元係產生不少風阻。

3、該集風裝置係設有伺服馬達及風門，該集風裝置係為較多元件之組合，而具較多之成本。

本發明人有鑑於上述該習用風力發電裝置之缺失，乃積多年之研究經驗，幾經多次之試作經驗，終獲有本發明提出。

本發明之一目的，在於提供一種供固設於固定物體或具有速度行進而移動之物體上，而能有效發電及增進組裝與維修方便性之風力發電裝置。

達成前述目的之技術手段，係包括：一底座具有第一容槽；一轉動組包含有旋轉座、前蓋、轉軸、複數扇葉，旋轉座樞設於底座上，並具有第二容槽與第一容槽相對正；前蓋及轉軸相固設；每一扇葉二端環繞地分別固接於前蓋與旋轉座而形成錐形狀；一發電裝置介置於轉動組與底座之間，當轉動組相對底座旋轉時，可產生電流；一集風罩具有喇叭狀開口及深入的容室，開口供有效將氣流導至扇葉，容室則容納前述各元件。

本發明之另一目的，在於提供一種兼具導流作用及對其內部之線圈組件降溫的功效之風力發電裝置。

達成前述目的之技術手段，係轉動組之轉軸為一內部中空而具一腔室以容納發電裝置之第一轉件及線圈組件，並被複數個扇葉包圍，且轉軸的外徑自其前端逐漸向後擴大以配合扇葉延伸的形狀。

為使　鈞局委員及熟習此項技藝人士對本發明之功效完全瞭解，茲配合圖式及圖號就本發明之結構、組成說明於後，惟以下所述者僅為用來解釋本發明之實施例，並非企圖據以對本發明做任何形式上之限制，是以凡是在本發明之精神下，所作的任何修飾變更皆仍應屬於本發明之保護範圍。

壹．本發明之基本技術特徵

請配合參看第一至七圖所示，本發明之風力發電裝置，係供設置於一固定裝置或一行動中之物體上，其係包括有一底座(10)、一轉動組(20)、一發電裝置(30)、一連接手段(40)及一集風罩(50)。發電裝置(30)包括有可相對旋轉之一第一轉件(32)與一第二轉件(34)及一線圈組件(33)，第一轉件(32)相對該第二轉件(34)旋轉時，可致使該線圈組件(33)產生電流(如第七圖所示)。茲將各組件之具體實施分別詳述如后。

如第一圖所示，底座(10)係為一圓形座體狀，該底座(10)中央係設有第一容槽(11)以供固設該發電裝置，並在該第一容槽(11)外圍設有複數個第一氣流孔(12)。

如第一至四圖所示，轉動組(20)係樞設於該底座上，該轉動組(20)係包含有一旋轉座(21)、一前蓋(22)、一轉軸(23)及複數個扇葉(24)，旋轉座(21)呈一圓形座體狀並且可轉動地(或樞接)設於底座(10)上，該旋轉座(21)中央係設置包括有一第二容槽(211)，第二容槽(211)係與第一容槽(11)相對正，且該旋轉座(21)上位在第二容槽(211)外圍設有複數個第二氣流孔(212)，該前蓋(22)之外徑小於該旋轉座(21)，該轉軸(23)一前端係與該前蓋(22)相固設。每一該扇葉(24)係包括第一端(241)、第二端(242)及連接該第一端(241)及該第二端(242)之曲面狀之旋轉面(243)，該第一端(241)係固設於該前蓋(22)，該第二端(242)係配合旋轉座(21)周緣相固設，該複數扇葉(24)係環狀排列圍繞地連接於旋轉座(21)及前蓋(22)間，使旋轉座(21)、前蓋(22)及複數扇葉(24)係成一圓錐形狀，該前蓋(22)係朝向迎風面，使該轉動組(20)具有低風阻及較佳之旋轉速度，每兩相鄰的該扇葉(24)間具有間隔而形成內外相通的氣流通道。扇葉(24)之第一端(241)與前蓋(22)間的固定方式，若二者均為金屬材質，固設結構係為點焊，若二者均為高分子材質或複合材料，則以黏接、纏繞、卡簧或其他方式固接，扇葉(24)之第二端(242)與旋轉座(21)之固接方式亦同。

連接手段(40)係連接該轉軸(23)與發電裝置(30)之第一轉件(32)，使轉動組(20)之扇葉(24)承受風力時，可驅使發電裝置(30)之第一轉件(32)相對第二轉件(34)旋轉；及集風罩(50)呈圓筒狀且前端設有呈喇叭狀的開口，由該開口深入形成一容室(51)，該集風罩(50)係覆罩發電裝置(30)、轉動組(20)及底座(10)，轉動組(20)之圓錐形的尖端朝向集風罩(50)之前端，集風罩(50)後端係設有一容座槽(52)，容座槽(52)固設於底座(10)外周緣。

貳．本發明之較佳及具體實施例

請配合參看第一、二圖所示，本發明一較佳實施例中，每一扇葉(24)與前蓋(22)固設之一端的寬度較與旋轉座(21)固設的另一端之寬度為小，亦即每一該扇葉(24)之該旋轉面(243)係為一端至另一端由窄而寬地變化。再者，旋轉座(21)之直徑係大於底座(10)直徑。再者，前蓋(22)係呈圓錐形狀，而具有減少風阻之功能。如第十及十一圖所示，底座(10)及集風罩(50)可製為一體。如第八及九圖所示，底座(10)之第一容槽(11)與及旋轉座(21)之第二容槽(211)之間設置包括有一軸承件(12)，該軸承件(12)係選自軸承及襯套其中一種。

如第一、二圖所示，本發明一較佳實施例中，該連接手段(40)包括有一管體(400)，該管體(400)係設有一縱向貫穿之容桿孔(41)，轉動組(20)之轉軸(23)係容設於容桿孔(41)一端，發電裝置(30)之第一轉件(32)的軸部(31)容設於容桿孔(41)另端，管體(400)側部橫向穿入複數個螺栓(43)，以該複數個螺栓(43)分別迫緊轉軸(23)及第一轉件(32)的軸部(31)。更具體的方式，管體(400)設有橫向貫穿之二第三穿孔(42)，分別與轉軸(23)之第一穿孔(231)相對正及軸部(31)之第二穿孔(311)相對正，並利用二螺栓(43)貫穿後螺鎖螺母而連接固定。

請配合參看第十二圖所示，本發明一較佳實施例中，轉動組(20)之轉軸(23)為一內部中空而具一腔室(232)之管狀體，該管狀體被該複數個扇葉(24)包圍，該發電裝置(30)之該第一轉件(32)及該線圈組件(33)容納於腔室(232)，並利用該連接手段分別使第一轉件(32)與轉軸(23)固定，及使第二轉件(34)與底座(10)固定。再者，轉軸(23)的外徑自其前端逐漸向後擴大，使其配合扇葉(24)延伸的形狀，一方面具有導流作用，另一方面流經其周面的空氣則可對其內部之線圈組件產生降溫的功效。

本發明之風力發電裝置係固設於可行進移動之物體上，以利用行進中之流動氣流而使扇葉(24)轉動，該發電裝置(30)即產生電流而輸出供電使用，如固設於汽車、機車、自行車、車體、輪船、各式船體‧‧‧等運輸工具上，或該風力發電裝置係固設於滑板、溜冰鞋、滑翔翼‧‧‧等物體上，該各物體間因其結構之不同，該風力發電裝置與各物體間之固設結構即不同，如該發力發電裝置係設有快拆而扣設於物體上，所有可能之各種固設結構並無法一一詳述。

本發明之發電裝置(30)係為一般設有線圈及磁體之發電裝置，該發電裝置(30)處係設有電路板、整流器、穩壓裝置或所需之電路元件，該發電裝置(30)產生電流後係電線連接至儲能裝置或於一般插座上，以供所需之電子產品或電器產品***插座處供電使用，而此係為一般習用結構而不贅述。

參．結論

本發明結構設計優點係在於：

1、風力發電裝置係固設於可行進移動之物體上，如固設於汽車或機車上，利用行進中之流動氣流而使扇葉(24)轉動而產生電能量，該本發明係不受大自然情況及地點之限制而無法產生電能量，並可增加該機體之附加利用價值。亦可固設於固定裝置物體，因曲面圓錐複數扇葉片易受微風轉動即可產生電能。

2、集風罩(50)前端開口處係呈喇叭狀，該喇叭狀之開口係可供收集且引導大量之氣流往扇葉(24)處流動，使其轉動速度較快，該集風罩(50)係增加風力之效能，且該集風罩(50)係為一體成型狀而具較低成本。

3、轉動組(20)之旋轉座(21)、前蓋(22)及複數扇葉(24)係成一圓錐形狀，而前蓋(22)係朝向迎風面，轉動組(20)之圓錐形狀即具有最低風阻。

4、旋轉座(21)係樞設支撐於底座(10)上，該轉動組(20)快速旋轉時即具支撐性，該轉軸(23)與軸部(31)連接時，轉動組(20)之重量係較無負荷於軸部(31)上，該發電裝置(30)即可具較長使用壽命。

5、集風罩(50)係覆罩所有元件於容室(51)內，衣物、手或其它物品可避免踫觸至轉動中之複數扇葉(24)。

6、連接手段(40)係連接轉軸(23)及軸部(31)，一般而言發電裝置(30)係較易損壞，該連接手段(40)之螺栓(43)取下，該發電裝置(30)即可取下更換。

7、轉動組(20)之轉軸(23)為一內部中空而具一腔室(232)以容納發電裝置(30)之第一轉件及線圈組件，並被複數個扇葉(24)包圍，且轉軸(23)的外徑自其前端逐漸向後擴大以配合扇葉(24)延伸的形狀，兼具導流作用及對其內部之線圈組件降溫的功效。

因此本發明之風力發電裝置具有產業利用性、新穎性及進步性且具功效，誠能符合發明專利之申請要件，爰依法提出申請。

(10)．．．底座

(11)．．．第一容槽

(12)．．．軸承件

(13)．．．第一氣流孔

(20)．．．轉動組

(21)．．．旋轉座

(211)．．．第二容槽

(212)．．．第二氣流孔

(22)．．．前蓋

(23)．．．轉軸

(231)．．．第一穿孔

(232)．．．腔室

(24)．．．扇葉

(241)．．．第一端

(242)．．．第二端

(243)．．．旋轉面

(30)．．．發電裝置

(31)．．．軸部

(311)．．．第二穿孔

(32)．．．第一轉件

(33)．．．線圈組件

(34)．．．第二轉件

(40)．．．連接手段

(400)．．．管體

(41)．．．容桿孔

(42)．．．第三穿孔

(43)．．．螺栓

(50)．．．集風罩

(51)．．．容室

(52)．．．容座槽

第一圖、係本發明風力發電裝置之立體分解圖。

第二圖、係本發明第一圖之A處放大圖。

第三圖、係本發明扇葉之前視圖。

第四圖、係本發明風力發電裝置之組合剖視圖。

第五圖、係本發明風力發電裝置之立體組合圖。

第六圖、係本發明風力發電裝置之前視圖。

第七圖、係本發明第六圖之B－B處剖視圖。

第八圖、係本發明第二實施例之立體分解圖。

第九圖、係本發明第二實施例之內部剖視圖。

第十圖、係本發明第三實施例之立體分解圖。

第十一圖、係本發明第三實施例之內部剖視圖。

第十二圖、係本發明第四實施例示意圖。

(10)‧‧‧底座

(11)‧‧‧第一容槽

(13)‧‧‧第一氣流孔

(20)‧‧‧轉動組

(21)‧‧‧旋轉座

(211)‧‧‧第二容槽

(212)‧‧‧第二氣流孔

(22)‧‧‧前蓋

(23)‧‧‧轉軸

(231)‧‧‧第一穿孔

(24)‧‧‧扇葉

(30)‧‧‧發電裝置

(31)‧‧‧軸部

(311)‧‧‧第二穿孔

(40)‧‧‧連接手段

(50)‧‧‧集風罩

(51)‧‧‧容室

(52)‧‧‧容座槽

Claims (9)

1. 一種風力發電裝置，其供設置於一固定裝置或一行動中之物體上，其係包括有一底座、一轉動組、一發電裝置、一連接手段及一集風罩，該發電裝置包括有可相對旋轉之一第一轉件與一第二轉件及一線圈組件，該第一轉件相對該第二轉件旋轉時，可致使該線圈組件產生電流，其中；該底座中央係設有一第一容槽以供固設該發電裝置，並在該第一容槽外圍設有複數個第一氣流孔；該轉動組係樞設於該底座上，該轉動組係包含有一旋轉座、一前蓋、一轉軸及複數個扇葉，該旋轉座呈一圓形座體狀並樞設於該底座上，該旋轉座中央係設置包括有一第二容槽，該第二容槽係與該第一容槽相對正，且該旋轉座上位在該第二容槽外圍設有複數個第二氣流孔，該前蓋之外徑小於該旋轉座，該轉軸一前端係與該前蓋相固設；每一該扇葉係包括第一端、第二端及連接該第一端及該第二端之曲面狀之旋轉面，該第一端係固設於該前蓋，該第二端係配合旋轉座周緣相固設，該複數扇葉係環狀排列圍繞地連接於該旋轉座及該前蓋間，使該旋轉座、前蓋及複數扇葉係成一圓錐形狀，該前蓋係朝向迎風面，使該轉動組具有低風阻及較佳之旋轉速度，每兩相鄰的該扇葉間具有間隔而形成內外相通的氣流通道；該連接手段係連接該轉軸與該發電裝置之該第一轉件，使該轉動組之該扇葉承受風力時，可驅使該第一轉件相對該第二轉件旋轉；該集風罩呈圓筒狀且前端係設有呈喇叭狀的開口，由該開口深入形成一容室，該集風罩係覆罩該發電裝置、轉動組及該底座，該轉動組之圓錐形的尖端朝向該集風罩之前端，該集風罩後端係設有一容座槽，該容座槽係固設於底座外周緣。
2. 如請求項1所述之風力發電裝置，其中，每一該扇葉與該前蓋固設之一端的寬度較與該旋轉座固設的另一端之寬度為小，亦即每一該扇葉之該旋轉面係為一端至另一端由窄而寬。
3. 如請求項1所述之風力發電裝置，其中，該旋轉座及該底座分別呈圓形座體狀，且該旋轉座之直徑大於該底座之直徑。
4. 如請求項1所述之風力發電裝置，其中，該前蓋係呈圓錐形狀，使該前蓋係減少風阻。
5. 如請求項1所述之風力發電裝置，其中，該底座及該集風罩係為一體。
6. 如請求項1所述之風力發電裝置，其中，該底座之該第一容槽與及該旋轉座之該第二容槽之間設置包括有一軸承件，該軸承件係選自軸承及襯套其中一種。
7. 如請求項1所述之風力發電裝置，其中，該連接手段包括有一管體，該管體係設有一縱向貫穿之容桿孔，該轉動組之該轉軸係容設於該容桿孔一端，該發電裝置之第二轉件的軸部係容設於該容桿孔另端，該管體側部橫向穿入複數個螺栓，以該複數個螺栓分別迫緊該轉軸及該第二轉件的軸部。
8. 如請求項1所述之風力發電裝置，其中，該轉動組之該轉軸為一內部中空而具一腔室之管狀體，該管狀體被該複數個扇葉包圍，該發電裝置之該第一轉件及該線圈組件容納於該腔室，並利用該連接手段分別使該第一轉件與該轉軸固定，及使該第二轉件與該底座固定。
9. 如請求項8所述之風力發電裝置，其中，該轉軸的外徑自其前端逐漸向後擴大。