能源转换动力系统的制作方法

专利名称：能源转换动力系统的制作方法
技术领域：
本发明是涉及一种能源转换动力系统，特别是涉及一种利用可再生能源，例如风 能、太阳能、地热，或是产业废弃能源，再将其结合转换成动力而输出的可同步运转的能源 转换动力系统。
背景技术：
市面上的风力发电装置，常遭遇到白天需电量高但风力小、夜间需电量低却风力 大的问题，使电力供给无法配合使用需求。其中，水平轴风力发电装置的发电成本虽然已接 近传统能源的发电成本，但必须牵就风能强度及风力稳定度，所需基地面积广大，大多需要 设置于偏远地区，土地资源与电能传输的浪费非常可观。而且装置本身结构高挑笨重、庞大 复杂，不易启动，初始投资与维修成本均偏高。而垂直轴风力发电装置虽然体积较小，可深入人口居住区使用，但是效率低于水 平轴风力发电装置，毕竟结构较欠稳定，所以一直无法普及。因此，如何克服风力发电的上 述缺失，实为重要课题。由此可见，上述现有的风力发电装置在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷， 而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之 道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上 述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型的能源转换动力系 统，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

发明内容
本发明的目的在于，克服现有的风力发电装置存在的缺陷，而提供一种新型的能 源转换动力系统，所要解决的技术问题是提供一种结合太阳能与风能等可再生能源与废弃 能源作为动力来源，可以降低启动风力的要求的能源转换动力系统，非常适于实用。本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提 出的一种能源转换动力系统，其包含一个包括一支固定轴的固定轴单元，以及一个风力 装置，其中该风力装置，包括一个围绕该固定轴并可相对该固定轴转动的第一风力单元， 该第一风力单元包括至少二片可受风力带动而转动的第一叶片；该能源转换动力系统，还 包含一个与上述该风力装置连动设置的聚光装置，该聚光装置包括一个聚光壁，以及一个 由该聚光壁界定出的集热空间，该聚光装置聚集太阳光而使该集热空间形成高温，该集热 空间中的高温气体以及该风力装置带动而往上流入该集热空间的气体，使该集热空间的气 体压力增加而向外喷射气体并产生旋转动力，进而驱动该聚光装置连动该第一风力单元转 动。本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。较佳地，前述的能源转换动力系统，其中所述的聚光壁是由至少一个聚光透镜所 构成，该第一风力单元还包括一个围绕该固定轴的围壁，以及至少一个自该围壁朝该固定
4轴突出并将气体向上带动进入该集热空间的转动叶片。较佳地，前述的能源转换动力系统，其中所述的聚光装置还包括一个连接该聚光 壁并与该聚光壁共同界定出该集热空间的基壁，以及二个彼此反向间隔并连通该集热空间 并供该集热空间中的高压气体向外喷射的喷射孔。较佳地，前述的能源转换动力系统，其中所述的第一风力单元还包括一个围绕该 固定轴并由下往上逐渐窄缩的围壁、一个自该围壁的顶缘向上延伸并间隔地围绕该固定轴 的连接壁，以及一个由所述围壁、所述连接壁及所述固定轴界定出并连通该集热空间的风 道，前述第一叶片的底部连接该围壁，顶部连接该连接壁。较佳地，前述的能源转换动力系统，其中所述的固定轴单元还包括数个彼此间隔 并自该固定轴径向朝外突出的固定叶片，该第一风力单元还包括数个自该围壁的内表面径 向突出并与所述固定叶片穿插设置的转动叶片，所述固定叶片与转动叶片使该风道为阶梯 式延伸。较佳地，前述的能源转换动力系统，其中所述的第一风力单元的围壁具有至少一 个弧形的磁化区块，所述磁化区块的顶部具有一个第一磁性，磁化区块的底部具有一个第 二磁性，该固定轴对应于该磁化区块的顶部的部位具有第二磁性。较佳地，前述的能源转换动力系统，其中所述的第一风力单元还包括至少二个环 绕在所述第一叶片的外侧且型态不同于第一叶片的辅助叶片，所述第一叶片为Savonius 型叶片，所述辅助叶片为Darrieus型叶片。较佳地，前述的能源转换动力系统，其中所述的第一叶片具有反向间隔的一个受 风面与一个拒风面，该受风面为局部凹陷状，该拒风面为局部突出状。较佳地，前述的能源转换动力系统，其中所述的风力装置还包括一个连动地设置 在该第一风力单元的下方的第二风力单元，该第二风力单元包括数个围绕该固定轴且彼此 间隔排列的第二叶片。较佳地，前述的能源转换动力系统，其中所述的风力装置还包括一个连动地设置 在该第二风力单元的下方的第三风力单元，该第三风力单元包括一个导风座，以及二个设 置在该导风座下方的第三叶片，所述导风座呈上窄下宽的截头圆锥状，并包括一个绕一条 中心轴线而向下逐渐外扩的座环壁，以及一个由该座环壁界定出的导风空间，所述第二叶 片及第三叶片都是Darrieus型叶片。较佳地，前述的能源转换动力系统，其中所述的座环壁包括至少一个凹设在其外 表面并使该座环壁的对应部位呈现外凹内突的形状的导槽，该第三风力单元还包括至少一 个自该座环壁的内表面朝该固定轴突伸的加强叶片。较佳地，前述的能源转换动力系统，其中所述的第三风力单元还包括数个间隔排 列的翼片组，每一个翼片组都包括一个连接在所述第三叶片的内表面而朝该固定轴延伸的 内翼片，以及一个连接在所述第三叶片的外表面而朝外延伸的外翼片，该能源转换动力系 统在运转时，可借由该外翼片带动至少一组与其邻并排列的能源转换动力系统同步运转。较佳地，前述的能源转换动力系统，其中所述的每一个内翼片都包括一个位于内 端的内磁化部，每一个外翼片都包括一个位于外端并向上突出的外磁化部，所述内磁化部 与对应的固定轴的部位具有相同的磁性，而相邻的能源转换动力系统的外磁化部的磁性相 同。
较佳地，前述的能源转换动力系统还包含一个固定设置在该第三风力单元的下方 的基座，该基座包括一个主座体，以及一个自该主座体的周缘向上延伸的磁化突缘，所述磁 化突缘的顶部的磁性与所述第三叶片的底端的磁性相同，使该第三风力单元受磁力作用而 悬浮在该基座的上方。较佳地，前述的能源转换动力系统，其中所述的固定轴包括一个绕一条中心轴线 而界定出一个轴道的轴壁，该轴道连通该集热空间，而该固定轴单元还包括一个连通该轴 道并将气体经由该轴道输入该集热空间的输送管。较佳地，前述的能源转换动力系统，其中所述的固定轴单元还包括一个连接在该 固定轴的顶部并位于该集热空间中的喷雾器，该喷雾器具有至少一个开口，该开口供自该 轴道而来的气体进入该集热空间。较佳地，前述的能源转换动力系统，还包含一个设置在该固定轴的轴道的转动翼 片，该转动翼片与该聚光装置固定地结合并受该聚光装置带动而相对该固定轴转动。较佳地，前述的能源转换动力系统，其中所述的风力装置还包括一个连动地设置 在该第一风力单元的下方的第三风力单元，该第三风力单元包括一个导风座，以及数个设 置在该导风座下方的第三叶片，所述导风座包括一个绕该中心轴线的座环壁，以及一个由 该座环壁界定出的导风空间。较佳地，前述的能源转换动力系统，还包含一个固定设置在该集热空间中而且内 含可吸收气体的过滤材料的净化装置，以及一个连接该风力装置而将风力装置转动的动能 转换为电能的发电装置。较佳地，前述的能源转换动力系统，其中所述的第一叶片都具有一个邻近该固定 轴的第一侧缘，以及一个远离该固定轴而位于外侧的第二侧缘，所述第一叶片的第一侧缘 具有彼此间隔的一个第一磁性与一个第二磁性，该固定轴的对应部位具有与该第一叶片产 生斥力的第一磁性与第二磁性。本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上可知，为达到上述目 的，本发明能源转换动力系统，包含一包括一固定轴的固定轴单元、一风力装置，以及一聚 光装置。该风力装置包括一围绕该固定轴并可相对该固定轴转动的第一风力单元，该第一 风力单元包括至少二片可受风力带动而转动的第一叶片。该聚光装置与该风力装置连动设 置，并包括一个具有聚光作用的聚光壁，以及一个由该聚光壁界定出的集热空间。该聚光装置聚集太阳光而使该集热空间形成高温，集热空间中的高温气体以及该 风力装置带动而往上流入该集热空间的气体，使集热空间的气体压力增加而向外喷射气 体，借由力偶效应产生旋转动力，进而驱动该聚光装置连动该第一风力单元转动。借由上述技术方案，本发明能源转换动力系统至少具有下列优点及有益效果本 发明的该聚光装置与风力装置之间的作用为正向回馈，该集热空间使气体变成高温高压而 喷射出，借由喷气作用驱动聚光装置与风力装置转动，风力装置转动可加快气体向上流入 该集热空间的速度，使喷气效果更强，该聚光装置转动速度就更快，如此循环不息。值得一提的是，可将至少二个能源转换动力系统邻近排列，并使其风力装置邻近 设置。当其中一能源转换动力系统运转时，通过其风力装置及磁力可带动另一能源转换动 力系统同步运转，进而成为一个由多组系统同步带动运转的系统组合。当然，为了提升能源转换效率，系统组合可以为三个、四个或更多组的组合，而且
6不同系统可作大小不同的设计，并可借由数个小体积、易启动的小型系统，带动一个体积较 大的系统同步运转。由于每一组系统的体积小且轻量，不需太多能源便可驱转，同时又可由 多组系统衔结而同步运转成一套互动组合，运用上相当多元且方便，当多组结合连动时，整 体体积与以往水平轴风力装置相比仍较小，并可得到高输出动力。综上所述，本发明是有关一种能源转换动力系统，包含一固定轴、一可转动地围 绕该固定轴的风力装置，以及一连动地设置于该风力装置的上方的聚光装置。该聚光装置 包括一个集热空间，并可聚集太阳光而使该集热空间中形成高温高压气体，配合风力装置 将气体向上拨动带入该集热空间，使集热空间的气体压力增加并向外喷射而产生旋转动 力，带动该聚光装置连动该风力装置转动，形成正向回馈的循环作动。当多组能源转换动力 系统互相带动形成同步运转的系统组合时，可以借由较小体积得到较大的输出动力，有助 于提升能源转换成动力的效率。本发明在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚 为一新颖、进步、实用的新设计。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够 更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。


图1是本发明能源转换动力系统的一第一最佳实施例的立体图。图2是该第一最佳实施例的前视图，图中为局部剖视以显示其内部构造，但图中 省略示意一发电装置。图3是该第一最佳实施例的侧视剖视图。图4是取自图3的局部放大剖视图。图5是沿图2中A-A剖面线的剖视图。图6是沿图2中B-B剖面线的剖视图。图7是一俯视剖视图，主要显示另一种型态的第一叶片。图8是一仰视示意图，用于表示一固定轴与一围壁的磁性配置。图9是一俯视示意图，显示本发明的系统可多组排列而彼此衔结设置。图10是一局部侧视示意图，显示本发明的系统多组排列时的侧视状态。图11是本发明能源转换动力系统的一第二最佳实施例的局部剖视图。图12是本发明能源转换动力系统的一第三最佳实施例的侧视剖视图。
具体实施例方式为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合 附图及较佳实施例，对依据本发明提出的能源转换动力系统其具体实施方式
、结构、特征及 其功效，详细说明如后。要注意的是，在以下的说明内容中，类似的元件是以相同的编号来表不。有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实 施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式
的说明，当可对本发明为达成预定目 的所采取的技术手段及功效得一更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。请参阅图1、图2、图3所示，图1是本发明能源转换动力系统的一第一最佳实施例 的立体图，图2是该第一最佳实施例的前视图，图中为局部剖视以显示其内部构造，但是图 中省略示意一发电装置，图3是该第一最佳实施例的侧视剖视图。本发明的第一最佳实施 例的能源转换动力系统，其包含一固定设置的基座1、一固定轴单元2、一风力装置3、一聚 光装置4、一发电装置5，以及一净化装置6。上述的基座1，包括一个主座体11、一个环绕一中心轴线L并自该主座体11的周 缘向上延伸的磁化突缘12，以及数支自该主座体11下方向外斜伸而撑立于地面的斜撑杆 13。请参阅图1、图3、图4所示，图4是取自图3的局部放大剖视图。上述的固定轴单 元2，包括一铅直延伸的固定轴21、数个连接该等固定轴21的固定叶片22、一设置在该固定 轴21的顶部的喷雾器23，以及一个横向连结在该固定轴21的底端的输送管24。其中，该 固定轴21包括一个绕该中心轴线L而界定出一轴道212的轴壁211。所述的固定叶片22 是彼此间隔地自该轴壁211径向朝外延伸，且固定叶片22是数个一组地上下排列成两排， 愈往上的固定叶片22的横向长度愈短。该喷雾器23包括数个连通该轴道212的开口 231， 该输送管24为中空管状体，其内部通道连通该轴道212。上述的风力装置3，围绕该固定轴21而设置，并且利用磁力作用而悬浮在该基座 1的上方，并包括由上往下依序排列的一第一风力单元31、一第二风力单元32，以及一第三 风力单元33，该等风力单元31、32、33彼此间相互固定，并可同步地相对该固定轴21转动。 其中，该第一风力单元31包括一个外型约呈漏斗状并由下往上逐渐窄缩的围壁311、一个 自该围壁311的顶缘向上延伸并间隔地围绕该固定轴21的连接壁312、数个自该围壁311 的内表面径向朝该固定轴21突出的转动叶片313、一风道314、二个连接该围壁311及连接 壁312的第一叶片315，以及二个左右间隔的辅助叶片316。所述转动叶片313与该等固定叶片22为上下间隔地穿插设置，而且愈上方的转动 叶片313，其横向长度愈短。该风道314的底部是由该等固定叶片22与转动叶片313界定 出，因而呈现阶梯状的往上延伸连接，且愈往上其横向宽度愈小，风道314的顶段是由该固 定轴21与连接壁312共同界定出，并呈环形而围绕该固定轴21。请参阅图2、图4、图5所示，图5是沿图2中A-A剖面线的剖视图，所述第一叶片 315为Savonius型叶片，其横截面约呈半圆形，该等第一叶片315为对称反向地排列，其半 圆开口反向设置，该等第一叶片315都具有一个邻近该固定轴21的第一侧缘317，以及一 个远离固定轴21而位于外侧的第二侧缘318。所述的第一侧缘317的中段与底段连接在 该围壁311的外表面，第一侧缘317的一顶部30 (如图4所示)横向连接该连接壁312，而 第一侧缘317的中段与顶段之间的部位，与该连接壁312之间没有连接而形成间隙。由于 Savonius型叶片为已知结构，所以不再详细说明。该等辅助叶片316，是呈抛物线延伸的Darrieus型叶片，并围绕在该等第一叶片 315的外侧，辅助叶片316的顶端与聚光装置4的底部结合，其底端与围壁311的底段结合。 设置辅助叶片316可以增加受风时的旋转动力，而且借由Darrieus型辅助叶片316引导气 流可降低第一叶片315的拒风面的空气阻力，但实施时不以设置该等辅助叶片316为必要。请参阅图1、图3、图6所示，图6是沿图2中B-B剖面线的剖视图，该第二风力单元32，包括数个绕该中心轴线L且等角度间隔排列的第二叶片321，所述第二叶片321为 Darrieus型叶片，其型态为横截面类似机翼横截面的长柱状体，而且该等第二叶片321的 顶部固定地与该第一风力单元31的围壁311的底部连结，第二叶片321的底部固定地与第 三风力单元33的顶部连结，而且第二叶片321是由上往下逐渐朝该中心轴线L靠近而斜向 设置，因此该等第二叶片321围绕设置而构成一个约呈上宽下窄的圆筒造型。该第三风力单元33，包括一导风座34、数个加强叶片35、数个第三叶片36，以及数 个连接该等第三叶片36的翼片组37。所述导风座34，呈上窄下宽的截头圆锥状，并包括一个绕该中心轴线L而向下逐 渐外扩的座环壁341，以及一个由该座环壁341界定出的导风空间342。其中，该座环壁341 包括数个凹设在其外表面的导槽343，使该座环壁341对应于该等导槽343的壁部呈现外凹 内突的形状，且每一导槽343的底部凹陷程度大于顶部的凹陷程度，导槽343可以使气流更 顺畅地流动于该导风座34的表面，增加该导风座34的受风面积、降低扰流，进而提升该第 三风力单元33受风推转的动力。该等加强叶片35，是水平且等角度间隔地自该座环壁341的内表面朝该固定轴21 突伸，加强叶片35的内端邻近该固定轴21，但是与该固定轴21之间没有接触。该等第三叶 片36围绕该中心轴线L而等角度间隔排列，进而圈围界定出一上下等宽的圆柱形空间，所 述第三叶片36为Darrieus型叶片，其型态为横截面类似机翼的横截面的铅直长柱状体，而 且该等第三叶片36的顶部固定地与该导风座34的底部连结，同时可以作为整个风力装置 3的底部支撑结构。所述翼片组37，是两组成对地上下排列而连接第三叶片36，每一翼片组37都包括 一个连接在第三叶片36的内表面而朝该中心轴线L延伸的内翼片371，以及一个连接在第 三叶片36的外表面而朝外延伸的外翼片372。该内翼片371具有一个位于内端并向上突出 的内磁化部373，该外翼片具有一个位于外端并向上突出的外磁化部374。其中，该等内、外 翼片371、372都类似螺旋浆翼片造形。请参阅图1、图2、图4所示，上述的聚光装置4，包括一个基壁41、一个约呈半圆形 而包覆在该基壁41的上方的聚光壁42、一个由该基壁41与聚光壁42共同界定并且连通该 风道314的集热空间43，以及二个设置在该聚光壁42底缘的左右两侧并连通该集热空间 43的喷射孔44。其中，所述基壁41，为水平圆板状，其中央部位供该固定轴21的顶段与喷雾器23 向上穿出，使固定轴21、喷雾器23伸入该集热空间43，而且基壁41底缘与第一叶片315的 顶缘固定住，使该聚光装置4与该风力装置3连动地结合。该聚光壁42是由数个具有聚光 作用的凸透镜或其它聚光透镜连接排列成立体半圆弧形。而该等喷射孔44的方向是朝向 圆板状基壁41的水平切线方向，且两个喷射孔44为反向设置。请参阅图3所示，上述的发电装置5，包括一个结合并环绕在该固定轴21的外围的 线圈51、一个自该线圈51中央向下且向右延伸的导线52，以及一个连接该导线52的蓄电 池53。图3发电装置5结构只是用于示意，只要能使该线圈51固定地设置于上下间隔的翼 片组37之间就可以。请参阅图2所示，本发明部分构件已受磁化而具有磁性，以下就说明各构件的磁 性。该基座1的磁化突缘12的顶部具有一第一磁性，磁化突缘12的底部具有一第二磁性，本实施例的第一、第二磁性分别为N极以及S极，并且在图中分别以“N”及“S”标示出，而 其它具有磁性的构件也一并在图中标示。而第三叶片36的底部具有第一磁性，借此与前述磁化突缘12的顶部形成斥力而 悬浮，使第三风力单元33相对该基座1转动时，可避免转动时的机械摩擦阻力。该等位于 上方的翼片组37的内、外翼片371、372，其内端都具有第一磁性，外端都具有第二磁性，而 下方翼片组37磁性配置与上方翼片组37相反。该固定轴21对应于该等上方内翼片371 处，具有第一磁性，该固定轴21对应于该等下方内翼片371处，具有第二磁性。借由内翼片 371与固定轴21的相斥磁力，使内翼片371的内端与该固定轴21保持距离，利用磁力取代 传统机械式轴承，可避免转动时的机械摩擦阻力，并降低振动与噪音。当然，本发明实施时， 同样可以使用传统的机械式轴承。请参阅图4所示，同理，第一叶片315的第一侧缘317的顶部具有第一磁性、第一 侧缘317邻近该围壁311的顶段的部位具有第二磁性，而该固定轴21在相应处也具有第一 磁性与第二磁性，使固定轴21与第一叶片315间具有斥力，避免转动时的机械摩擦阻力。请参阅图1、图3、图4所示，本发明使用时，入射而来的太阳光可透过该聚光壁42 的聚光效果，会聚于该集热空间43，使集热空间43形成高温，集热空间43中的气体形成高 温高压气体，当集热空间43内的气体压力大于大气压力时，气体从二个反向的喷射孔44喷 出而产生旋转动力，使该聚光装置4转动而连动该风力装置3转动。而风力装置3的驱转 动力为该聚光装置4与外部风力的加乘，当风力装置3转动时，该等转动叶片313相对于固 定叶片22转动并产生扬力，借此更将风道314中的气体由下往上带动，随着风道314愈往 上其流道愈小，所以气体往上流动的过程逐渐受到压缩而成为高压气体，并进入该集热空 间43且受热而成为高温气体，最后再由喷射孔44喷出。也就是说，聚光装置4与风力装置3间的作用为正向回馈，集热空间43使气体变 成高温高压而喷射出，借由喷气作用驱动聚光装置4与风力装置3转动，风力装置3转动 后，更能借由转动叶片313与固定叶片22的空气压缩机制，加快气体向上流入该集热空间 43的速度，使喷气效果更强、聚光装置4转动速度更快，如此循环不息。虽然本实施例利用空气压缩机制加速气体进入该集热空间43，但是本发明不限于 使用压缩原理。本发明也可以省略设置该等固定叶片22，并设置至少一片转动叶片313就 可以，该转动叶片313通过适当结构设计，可以将气体向上拨动而使气体流入该集热空间 43。因此，只要其结构设计可以将围壁311的内部空间的气体往上带动，以增加集热空间43 的气体压力，就是本发明的保护范围。而该第一风力单元31的空气压缩机制还具有引流作用，可将该等第二叶片321所 围出空间中的气体往上引入，增加该等第二叶片321的外部气流的吸入力量，外部气流因 而进入第二风力单元32中并形成强烈涡流，而涡流核心形成负压，进而吸引下方的第三风 力单元33中的气体向上流动。而第三风力单元33转动时，该等翼片组37都以该中心轴线L为轴而转动，其外翼 片372可将气体斜向往上朝第二风力单元32打入，提升气体进入该第二风力单元32的速 度。同时，内翼片371转动产生扬力而可带动气体向上流入该导风座34，而导风座34的上 窄下宽造形，使内翼片371带动进入的气体可以流速均勻且集中地往上流动，当气体进入 该导风座34之后，由于导风座34的导槽343设计而形成局部突出的内表面，因此气流受到内突的表面调节后，再经由加强叶片35的带动，可提升往上进入该第二风力单元32的速度。借由翼片组37的外翼片372向外水平延伸可提升转动稳定度，而且由于翼片组37 具有磁性，其转动作用对该发电装置5的线圈51产生变化的磁场，进而产生感应电流而可 由该导线52输出，电力就可以储存于该蓄电池53。因此，翼片组37作磁化处理使本发明不 需再通过传统的传动机制启动发电，也不需要另外配置发电机，使本发明的发电相关设施 的结构较为简单。须注意的是，本发明不以设置该发电装置5为必要，因为本发明主要精神在于将 能源转换成动力输出，至于此动力后续要作何使用，就不须限制，例如可以通过适当结构设 计，将本发明连结抽水或输水装置，利用本发明将能源转换成转动动力，再与抽水或输水装 置的水轮中轴连接，以驱动打水。另外，本实施例的集热空间43虽然为密闭式，但是使用非 完全密闭的空间，也可以达到其加热作用。借由该聚光装置4的热气产生高压喷射转动机制，即使该系统的周围只有弱风， 也可以引致该风力装置3转动，因此本发明使用上较不受限于风力大小，可以降低启动风 力的要求。而且由该第一风力单元31的空气压缩机制将空气向上带动、第二风力单元32 的上宽下窄设计，以及第三风力单元33的翼片组37进气机制与加强叶片35、导风座34的 结构设计等的配合，再结合上方聚光装置4的热喷气机制互相回馈而形成多层次的良性互 动循环。上述的净化装置6，呈水平网格状，并固定地设置在该固定轴21的顶段外周，该净 化装置6内含经特殊化学处理的可吸收气体的过滤材料，例如NaOH、Ca(OH)2等材料，用以 吸收空气中过多的二氧化碳或其他污染气体，因而具有滤气、净化空气作用，当然，所述过 滤材料可视滤气需求而选用其它材料。借由该集热空间43中的气体为高温气体，可加快化 学反应速率，因而提升净化速度、缩短净化反应时间，达到高效能的空气净化效果。此外，该输送管24与该固定轴21的轴道212相通，可将产业废气、地热气体，或其 它替代能源产生的气体或水蒸气，经由该输送管24输入该轴道212，气体再由该喷雾器23 的开口 231向上喷入该集热空间43，可增加集热空间43的气体压力，提升气体由该等喷射 孔44喷出的速度，进而增加聚光装置4与风力装置3的转速，增进动力的输出。请参阅图1、图7所示，图7是一俯视剖视图，主要显示另一种型态的第一叶片。需 要说明的是，本发明所有叶片均可设置数个彼此间隔的蜂巢状凹穴，如此可以使叶片的一 受风面呈局部凹陷状，叶片的一拒风面呈局部突出状。图7就是应用于第一叶片315的凹 穴319型态，凹陷处可增加其受风面301的受风面积，局部突出的拒风面302可避免乱流与 扰流、降低空气阻力，而且可使用六角蜂巢造形以增加结构强度、进而减轻重量。而该第一 风力单元31的围壁311也可以设计成局部外表面凹陷，以及局部内表面凸出的型态。无论 是叶片或是围壁311的表面凹陷状，其型态与功能都类于高尔夫球表面的凹陷孔洞。请参阅图4、图8所示，图8是一仰视示意图，用于表示一固定轴与一围壁的磁性配 置。此外，该第一风力单元31的围壁311也可以作磁化处理，并且是沿着其类似于漏斗形状 的壁面作弧形的磁化，以图8的仰视示意图观之，将该围壁311化分成四个四分之一圆，其 左上方部位形成一个弧形的磁化区块310，而且磁化区块310的底部具有第二磁性(S极)， 其顶部邻近该固定轴21的S极的部位，具有第一磁性(N极)，因此借由固定轴21的S极与围壁311的N极、S极的吸力与斥力差值，产生力矩而可推动该围壁311转动。因此该围壁 311与固定轴21的磁极配合，借由磁力可加强该第一风力单元31的转动作用。实施时，该 围壁311所画分出的其它三个四分之一圆，也可以视情况而配置磁化区块310，增强磁力。请参阅图9、图10所示，图9是一俯视示意图，显示本发明的系统可多组排列而彼 此衔结设置。图10是一局部侧视示意图，显示本发明的系统多组排列时的侧视状态。本发 明采用垂直轴型态，与一般水平轴风力发电装置相比，本发明可设计成较小的体积，因此在 体积小且轻巧的基础下，本发明可以如图9所示多组串接结合而形成一个能源转换动力系 统组合10，图9的每一个圆圈用于示意一组本发明的系统，周围延伸出该等外翼片372，相 邻系统的外翼片372的外磁化部374互相靠近且磁性相同，并且为一低一高地设置，当其中 一系统开始转动后，借由磁化的外翼片372与另一系统的外翼片372产生斥力，进而带动相 邻系统也跟着转动，并利用磁力带动来避免机械摩擦阻力。本实施例的外翼片372设置向 上突出的外磁化部374，可增加与相邻系统的外翼片372的斥力作用，而且外磁化部374的 向上突出的翼舵设计，可避免涡流产生，类似于飞机机翼的末端设计。而多组系统的组合形式与数量可以视设置基地的条件及使用需求而定。而且每组 系统体积小且轻量，不需太多能源便可驱转，同时又可由多组系统衔结而同步运转成一套 互动系统组合，需要说明的是，每一组系统的大小不一定要相同，例如可以由数个小体积、 易启动的系统带动一个大型系统。本发明运用上相当多元且方便，当多组结合连动时，就可 以得到较大的输出动力。请参阅图1所示，该等辅助叶片316也可以作磁化，使多组连结的系统之间的辅助 叶片316也可利用互斥的磁力产生推力。而本发明的第三叶片36所围成的圆柱状结构可 以多组上下叠置，也就是可以上下堆叠二组、三组或更多组的第三叶片36圆柱体，以提升 本发明的高度，使本发明可以如水平轴风力系统一般，运用高处的风力。本发明风力装置3并不以本实施例型态所限制，因为本发明的精神在于借由聚 光装置4加热气体以及下方风力装置3的配合，形成正向回馈而有助于提升能源转换成动 力的效率与速度。因此，其它利用风力达到转动作用的变设计，都为本发明保护的范围。所 以在实施时，不以设置该等第二、三风力单元32、33为必要，当只有利用第一风力单元31与 聚光装置4配合时，就可以达到本发明的目的。请参阅图2、图3、图4所示，本发明其它的应用方式如下(一 )、省略设置第二、三风力单元32、33时，可缩减本发明的体积与高度，此时本 发明适用于摆置在屋顶上，利用第一风力单元31可将屋内热气向上传送并经由该聚光装 置4的喷射孔44喷出，具有辅助散热的效果。另一方面，当遇到火灾事故，本发明可辅助将 浓烟往上排出，可减少火灾现场的呛伤死亡事件，所以本发明应用于建筑物上，具有散热、 排烟效果。( 二)、本发明设置于屋顶的另一应用，可省略设置上方的喷雾器23，改以一图未 示出的洒水器取代，此洒水器连接该固定轴21并向上突出于该聚光壁42的上表面。再将 外部水源输入该输送管24而进入该固定轴21，再由上方的洒水器喷出，形成洒水作用，借 此可以降低建筑物屋顶温度。(三)、本发明可加装于汽车、自行车上，借由发电装置5的电能输出而可作为交通 工具的部分电力来源。
(四)、本发明可设置在交通工具的排气管附近，辅助排气管的废气排出，而且废 气排出时会通过该净化装置6而作净化处理，例如先行吸收废气中的C02，借此净化空气， 降低交通工具的废气造成的空气污染。请参阅图11所示，是本发明能源转换动力系统的一第二最佳实施例的局部剖视 图。本发明第二最佳实施例的能源转换动力系统与上述第一最佳实施例不同的地方在于 本实施例还包含一设置在该固定轴21的轴道212的顶段空间的转动翼片7，该转动翼片7 是与该聚光装置4的基壁41固定地结合，该转动翼片7与该固定轴21之间没有固定住，因 此转动翼片7可受该聚光装置4带动而转动，使得由轴道212向上流入的气体，受到转动翼 片7转动而产生的扬力所带动，加速向上进入该集热空间43，可提升气体进入该集热空间 43的速度及流量。请参阅图12所示，是本发明能源转换动力系统的一第三最佳实施例的侧视剖视 图。本发明第三最佳实施例的能源转换动力系统与上述第一最佳实施例不同的地方在于 本实施例省略设置该第二风力单元32 (参见图3所示)，且该第三风力单元33的导风座34 为上下等宽的均勻设计。当本发明配置在一海水淡化装置周遭时，该输送管24可承接海水 淡化处理而产生的水蒸气，使水蒸气经由该固定轴21的轴道212，向上输入该集热空间43， 可以增加该聚光装置4的喷射转动作用。而且水蒸气由喷射孔44流出并冷却后，就成为淡 化后的海水，因此可在该等喷射孔44周围设一容器来承接淡化海水。本实施例可借由海水 淡化的产物，也就是水蒸气，加强本系统的动力输出，而水蒸气最后可以成为淡化后的海水 而收集起来，达到良好的资源利用。此外，本发明也可以配置一个利用太阳能的热能而进行干燥作业的太阳能干燥装置。由以上说明可知，本发明主要是结合太阳能与风能而转换成动力，此外，还可以结 合系统设置现场的其它各种再生能源，例如引入产业废气、地热、或海水淡化的水蒸气等， 另外还有磁力的使用，上述能源都为环保、无污染的能源，对于绿色能源产业的发展有相当 大的助益，而且本发明通过适当的构件配置，具有发电、通风、排热、滤气、减碳等多功能，产 业利用性极佳。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽 然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人 员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰 为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质 对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
1权利要求
一种能源转换动力系统，其包含一个包括一支固定轴的固定轴单元，以及一个风力装置，其特征在于该风力装置，包括一个围绕该固定轴并可相对该固定轴转动的第一风力单元，该第一风力单元包括至少二片可受风力带动而转动的第一叶片；该能源转换动力系统，还包含一个与上述该风力装置连动设置的聚光装置，该聚光装置包括一个聚光壁，以及一个由该聚光壁界定出的集热空间，该聚光装置聚集太阳光而使该集热空间形成高温，该集热空间中的高温气体以及该风力装置带动而往上流入该集热空间的气体，使该集热空间的气体压力增加而向外喷射气体并产生旋转动力，进而驱动该聚光装置连动该第一风力单元转动。
2.如权利要求1所述的能源转换动力系统，其特征在于其中所述的聚光壁是由至少一 个聚光透镜所构成，该第一风力单元还包括一个围绕该固定轴的围壁，以及至少一个自该 围壁朝该固定轴突出并将气体向上带动进入该集热空间的转动叶片。
3.如权利要求1所述的能源转换动力系统，其特征在于其中所述的聚光装置还包括一 个连接该聚光壁并与该聚光壁共同界定出该集热空间的基壁，以及二个彼此反向间隔并连 通该集热空间并供该集热空间中的高压气体向外喷射的喷射孔。
4.如权利要求1所述的能源转换动力系统，其特征在于其中所述的第一风力单元还包 括一个围绕该固定轴并由下往上逐渐窄缩的围壁、一个自该围壁的顶缘向上延伸并间隔地 围绕该固定轴的连接壁，以及一个由所述围壁、所述连接壁及所述固定轴界定出并连通该 集热空间的风道，前述第一叶片的底部连接该围壁，顶部连接该连接壁。
5.如权利要求1所述的能源转换动力系统，其特征在于其中所述的固定轴单元还包括 数个彼此间隔并自该固定轴径向朝外突出的固定叶片，该第一风力单元还包括数个自该围 壁的内表面径向突出并与所述固定叶片穿插设置的转动叶片，所述固定叶片与转动叶片使 该风道为阶梯式延伸。
6.如权利要求4所述的能源转换动力系统，其特征在于其中所述的第一风力单元的围 壁具有至少一个弧形的磁化区块，所述磁化区块的顶部具有一个第一磁性，磁化区块的底 部具有一个第二磁性，该固定轴对应于该磁化区块的顶部的部位具有第二磁性。
7.如权利要求1所述的能源转换动力系统，其特征在于其中所述的第一风力单元还包 括至少二个环绕在所述第一叶片的外侧且型态不同于第一叶片的辅助叶片，所述第一叶片 为Savonius型叶片，所述辅助叶片为Darrieus型叶片。
8.如权利要求1所述的能源转换动力系统，其特征在于其中所述的第一叶片具有反向 间隔的一个受风面与一个拒风面，该受风面为局部凹陷状，该拒风面为局部突出状。
9.如权利要求1所述的能源转换动力系统，其特征在于其中所述的风力装置还包括一 个连动地设置在该第一风力单元的下方的第二风力单元，该第二风力单元包括数个围绕该 固定轴且彼此间隔排列的第二叶片。
10.如权利要求9所述的能源转换动力系统，其特征在于其中所述的风力装置还包括 一个连动地设置在该第二风力单元的下方的第三风力单元，该第三风力单元包括一个导风 座，以及二个设置在该导风座下方的第三叶片，所述导风座呈上窄下宽的截头圆锥状，并包 括一个绕一条中心轴线而向下逐渐外扩的座环壁，以及一个由该座环壁界定出的导风空 间，所述第二叶片及第三叶片都是Darrieus型叶片。
11.如权利要求10所述的能源转换动力系统，其特征在于其中所述的座环壁包括至少 一个凹设在其外表面并使该座环壁的对应部位呈现外凹内突的形状的导槽，该第三风力单 元还包括至少一个自该座环壁的内表面朝该固定轴突伸的加强叶片。
12.如权利要求10所述的能源转换动力系统，其特征在于其中所述的第三风力单元还 包括数个间隔排列的翼片组，每一个翼片组都包括一个连接在所述第三叶片的内表面而朝 该固定轴延伸的内翼片，以及一个连接在所述第三叶片的外表面而朝外延伸的外翼片，该 能源转换动力系统在运转时，可借由该外翼片带动至少一组与其邻并排列的能源转换动力 系统同步运转。
13.如权利要求12所述的能源转换动力系统，其特征在于其中所述的每一个内翼片 都包括一个位于内端的内磁化部，每一个外翼片都包括一个位于外端并向上突出的外磁化 部，所述内磁化部与对应的固定轴的部位具有相同的磁性，而相邻的能源转换动力系统的 外磁化部的磁性相同。
14.如权利要求10所述的能源转换动力系统，其特征在于该能源转换动力系统还包含 一个固定设置在该第三风力单元的下方的基座，该基座包括一个主座体，以及一个自该主 座体的周缘向上延伸的磁化突缘，所述磁化突缘的顶部的磁性与所述第三叶片的底端的磁 性相同，使该第三风力单元受磁力作用而悬浮在该基座的上方。
15.如权利要求3所述的能源转换动力系统，其特征在于其中所述的固定轴包括一个 绕一条中心轴线而界定出一个轴道的轴壁，该轴道连通该集热空间，而该固定轴单元还包 括一个连通该轴道并将气体经由该轴道输入该集热空间的输送管。
16.如权利要求15所述的能源转换动力系统，其特征在于其中所述的固定轴单元还 包括一个连接在该固定轴的顶部并位于该集热空间中的喷雾器，该喷雾器具有至少一个开 口，该开口供自该轴道而来的气体进入该集热空间。
17.如权利要求15所述的能源转换动力系统，其特征在于该能源转换动力系统还包含 一个设置在该固定轴的轴道的转动翼片，该转动翼片与该聚光装置固定地结合并受该聚光 装置带动而相对该固定轴转动。
18.如权利要求15所述的能源转换动力系统，其特征在于其中所述的风力装置还包括 一个连动地设置在该第一风力单元的下方的第三风力单元，该第三风力单元包括一个导风 座，以及数个设置在该导风座下方的第三叶片，所述导风座包括一个绕该中心轴线的座环 壁，以及一个由该座环壁界定出的导风空间。
19.如权利要求1所述的能源转换动力系统，其特征在于该能源转换动力系统还包含 一个固定设置在该集热空间中而且内含可吸收气体的过滤材料的净化装置，以及一个连接 该风力装置而将风力装置转动的动能转换为电能的发电装置。
20.如权利要求1所述的能源转换动力系统，其特征在于其中所述的第一叶片都具有 一个邻近该固定轴的第一侧缘，以及一个远离该固定轴而位于外侧的第二侧缘，所述第一 叶片的第一侧缘具有彼此间隔的一个第一磁性与一个第二磁性，该固定轴的对应部位具有 与该第一叶片产生斥力的第一磁性与第二磁性。
全文摘要
本发明是有关于一种能源转换动力系统，包含一固定轴、一可转动地围绕该固定轴的风力装置，以及一连动地设置于该风力装置的上方的聚光装置。该聚光装置包括一个集热空间，并可聚集太阳光而使该集热空间中形成高温高压气体，配合风力装置将气体向上拨动带入该集热空间，使集热空间的气体压力增加并向外喷射而产生旋转动力，带动该聚光装置连动该风力装置转动，形成正向回馈的循环作动。当多组能源转换动力系统互相带动形成同步运转的系统组合时，可以借由较小体积得到较大的输出动力，有助于提升能源转换成动力的效率。
文档编号F03D1/00GK101907058SQ20091014644
公开日2010年12月8日 申请日期2009年6月3日 优先权日2009年6月3日
发明者林国源 申请人:林国源