TWI787067B

TWI787067B - 葉輪及其湧浪發電設備

Info

Publication number: TWI787067B
Application number: TW111102583A
Authority: TW
Inventors: 劉邦健
Original assignee: 劉邦健
Priority date: 2022-01-21
Filing date: 2022-01-21
Publication date: 2022-12-11
Also published as: TW202331095A; CN118309593A

Abstract

本發明為一種葉輪及其湧浪發電設備。葉輪包括主體及複數之扇葉。主體包括中心處及複數之連接肋。複數之連接肋皆連接至該中心處。複數之扇葉係個別樞接於複數之連接肋，複數之扇葉可藉由第一方向氣流或第二方向氣流而傾斜，以使葉輪因為第一方向氣流或第二方向氣流而向同一旋轉方向轉動；其中第一方向氣流及第二方向氣流之方向相反。

Description

葉輪及其湧浪發電設備

本發明係關於一種葉輪及其湧浪發電設備，特別是一種可以保持朝向相同方向轉動的葉輪及其湧浪發電設備。

目前的發電裝置中，主要是以火力發電、核能發電、水力發電、風力發電或是太陽能發電等。但是火力發電會消耗大量的資源，且會對空氣造成汙染。水力發電、風力發電或是太陽能發電容易受到地形地物等環境限制。核能發電則會有核廢料處理不易的問題。故於先前技術中，已經具有一種能利用潮汐進行發電之裝置，利用漲潮及退潮時的水流帶動發電馬達轉動發電，只要放置於有潮汐漲落之岸邊就可以達到發電的效果。但於先前技術中，當潮汐的方向改變時，發電馬達的轉動方向必定改變，所以會導致瞬間電流輸出歸零。因此會增加控制難度，也會對電網電壓的穩定度造成影響。

因此，有必要發明一種新的葉輪及其湧浪發電設備，以解決先前技術的缺失。

本發明之主要目的係在提供一種葉輪，其具有可以保持朝向相同方向轉動的效果。

本發明之另一主要目的係在提供一種具有上述葉輪的湧浪發電設備。

為達成上述之目的，本發明之葉輪包括主體及複數之扇葉。主體包括中心處及複數之連接肋。複數之連接肋皆連接至該中心處。複數之扇葉係個別樞接於複數之連接肋，複數之扇葉可藉由第一方向氣流或第二方向氣流而傾斜，以使葉輪因為第一方向氣流或第二方向氣流而向同一旋轉方向轉動；其中第一方向氣流及第二方向氣流之方向相反。

本發明之湧浪發電設備包括潮汐導引口、中空柱體、進氣口、葉輪及發電馬達。潮汐導引口用以引入或排出水流。中空柱體係連接潮汐導引口；其中於水流引入或排出時，係使得中空柱體內部形成第一方向氣流或第二方向氣流，其中第一方向氣流及第二方向氣流之方向相反。進氣口係連接中空柱體，用以流通第一方向氣流或第二方向氣流。葉輪係連接中空柱體，具有主體及複數之扇葉，複數之扇葉係樞接於主體，可藉由第一方向氣流或第二方向氣流而傾斜，以使葉輪因為第一方向氣流或第二方向氣流而向同一旋轉方向轉動。發電馬達係藉由主軸以連接葉輪之主體，藉由葉輪之轉動帶動主軸以進行發電。

1:湧浪發電設備

10:潮汐導引口

20:中空柱體

30:進氣口

40:葉輪

41:主體

411:中心處

412:連接肋

42:扇葉

43:第一夾具

44:第二夾具

45:限位處

50:發電馬達

51:主軸

圖1係本發明之湧浪發電設備之外觀示意圖。

圖2係本發明之葉輪之分解示意圖。

圖3係本發明之葉輪之扇葉向上傾斜之外觀示意圖。

圖4係本發明之葉輪之扇葉向下傾斜之外觀示意圖。

圖5係本發明之葉輪之扇葉保持水平之外觀示意圖。

圖6A係本發明之湧浪發電設備之第一使用狀態之剖面示意圖。

圖6B係本發明之湧浪發電設備之第二使用狀態之剖面示意圖。

為能讓貴審查委員能更瞭解本發明之技術內容，特舉較佳具體實施例說明如下。

以下請參考圖1係本發明之湧浪發電設備之外觀示意圖。

於本發明之實施方式中，湧浪發電設備1係設置於海岸或河岸邊，利用潮水的漲退潮的現象進行發電。湧浪發電設備1包括潮汐導引口10、中空柱體20、進氣口30、葉輪40及發電馬達50。潮汐導引口10用以引入或排出一水流，且潮汐導引口10係為一梯形。中空柱體20係連接該潮汐導引口10，於潮水引入或排出時，水流可推動該中空柱體20內部的空氣，以形成一第一方向氣流或一第二方向氣流。第一方向氣流及第二方向氣流之方向相反，且於本發明之實施方式中，第一方向氣流可以為上升氣流，第二方向氣流可以為下降氣流，但本發明並不限於此。且梯形的潮汐導引口10可以讓水流的漲退更加明顯，進一步讓第一方向氣流及第二方向氣流的流動幅度增加。進氣口30係連接該中空柱體20，用以流通該第一方向氣流或該第二方向氣流。葉輪40係連接該中空柱體20，使該葉輪40因為該第一方向氣流或該第二方向氣流而向同一旋轉方向轉動。且該葉輪40之一外徑寬度係配合該中空柱體20之一內徑寬度，可以增加氣密效果，讓空氣可以集中於葉輪40處進出。湧浪發電設備1的最上層為發電馬達50，發電馬達50的內部轉子係藉由一主軸51以連接該葉輪40，藉由該葉輪40之轉動帶動該主軸51以進行發電。由於發電馬達50的技術已經被本發明所屬技術領域中具通常知識者所熟悉，故在此不再贅述其原理。

其次請參考圖2係本發明之葉輪之分解示意圖。

於本發明之實施方式中，葉輪40包括主體41、複數之扇葉42、第一夾具43及第二夾具44。該主體41包括中心處411及複數之連接肋412。中心處411可以連接至發電馬達50的主軸51，複數之連接肋412皆連接至該中心處411，且其中任一扇葉42係個別樞接於其中任一連接肋412之側邊上靠近中心處411及遠離中心處411之兩端。於本實施例中，葉輪40具有四個連接肋412及其對應的四個扇葉42，但本發明並不限於此數量。於四個連接肋412中，相對的兩連接肋412可以不成為一直線，而彼此互相平行。

第一夾具43及第二夾具44係配合該主體41之形狀，用以共同夾持該主體41。且該第一夾具43及該第二夾具44皆具有一限位處45。第一夾具43及第二夾具44可以藉由增設一凸塊，或是第一夾具43及第二夾具44與主體41的大小差異以形成限位處45，但本發明並不限於此。限位處45用以限制該複數之扇葉42之一傾斜角度，所以扇葉42就不會過度傾斜。於本實施例中，該複數之扇葉42之該傾斜角度係大於等於10度，且小於90度，使葉輪40可以順利轉動。另外，當氣流風力過大時，複數之扇葉42之該傾斜角度也可能等於或大於90度，以避免葉輪40損毀，但本發明並不限於此數值。

所以請參考圖3係本發明之葉輪之扇葉向上傾斜之外觀示意圖及圖4係本發明之葉輪之扇葉向下傾斜之外觀示意圖。

第一方向氣流可以使複數之扇葉42向上傾斜，第二方向氣流可以使複數之扇葉42向下傾斜。且在扇葉42傾斜時，也會因為氣流的推動使得葉輪40可以轉動。不論向上或向下的氣流，葉輪40都會朝同一方向轉動。

接著請參考圖5係本發明之葉輪之扇葉保持水平之外觀示意圖。

複數之扇葉42樞接於複數之連接肋412之處可以具有彈性件(圖未示)，讓扇葉42不受力時可以保持原狀。所以該複數之扇葉42於該第一方向氣流或該第二方向氣流未形成時係保持閉合。

接著請參考圖6A係本發明之湧浪發電設備之第一使用狀態之剖面示意圖。

於該水流引入時，使得該中空柱體20內部形成第一方向氣流，第一方向氣流會經由複數之扇葉42再流通過進氣口30。複數之扇葉42藉由該第一方向氣流而傾斜，以使該葉輪40因為該第一方向氣流而轉動。最後發電馬達50用以藉由該葉輪40之轉動帶動該主軸51以進行發電。

接著請參考圖6B係本發明之湧浪發電設備之第二使用狀態之剖面示意圖。

於該水流排出時，進氣口30係流通該第二方向氣流，使得第二方向氣流經由複數之扇葉42流入該中空柱體20。複數之扇葉42藉由該第二方向氣流而傾斜，以使該葉輪40因為該第二方向氣流而轉動。最後發電馬達50用以藉由該葉輪40之轉動帶動該主軸51以進行發電。

藉由本發明的葉輪40及其湧浪發電設備1之結構，第一方向氣流及第二方向氣流都會推動葉輪40朝同一方向轉動，所以可以保持發電馬達50內部轉子轉動方向不變，以維持供電的穩定。

需注意的是，本實施方式僅例示本發明之較佳實施例，為避免贅述，並未詳加記載所有可能的變化組合。然而，本領域之通常知識者應可理解，上述各模組或元件未必皆為必要。且為實施本發明，亦可能包含其他較細節之習知模組或元件。各模組或元件皆可能視需求加以省略或修改，且任兩模組間未必不存在其他模組或元件。只要不脫離本發明基本架構者，皆應為本專利所主張之權利範圍，而應以專利申請範圍為準。