具有缓冲装置的风力发电机的制作方法

文档序号:10741797阅读:525来源:国知局
具有缓冲装置的风力发电机的制作方法
【专利摘要】一种具有缓冲装置(3)的风力发电机,在基座(1)上设有可供旋动轴(12)驱动的发电机(11),并于旋动轴(12)外围处设置有风车(2)的复数叶片(21),且各叶片(21)与旋动轴(12)之间分别连结有支撑杆(23),而基座(1)的旋动轴(12)与风车(2)的各叶片(21)之间则分别连结有具有座体(31)及伸缩杆(32)的缓冲装置(3),伸缩杆(32)端上设有位于座体(31)内部的活塞头(321),且相反于活塞头(321)的另一端枢接于叶片(21)内侧面上,座体(31)相反于伸缩杆(32)的一侧处设有枢接于旋动轴(12)上的连杆(33)。当风车(2)受强风吹动时,其叶片(21)便会拉引伸缩杆(32)使活塞头(321)作活动位移,并利用座体(31)内部的预定油液(311)或弹性元件(312)产生阻尼的效果,辅以减缓叶片(21)活动偏摆时旋动的速度,以避免因叶片(21)旋动速度过快所造成结构上的损伤或破坏,并改善碰撞噪音的问题,进而提高整体使用的机能与效果。
【专利说明】
具有缓冲装置的风力发电机
技术领域
[0001]本发明涉及一种具有缓冲装置的风力发电机,尤指基座上的发电机旋动轴与风车的各叶片间为连结有具有座体及伸缩杆的缓冲装置,并利用座体内部预定油液或弹性元件产生阻尼的效果,辅以减缓叶片活动偏摆时的速度,以避免造成结构上的损伤或破坏。
【背景技术】
[0002]随着世界各地用电量的持续增加,强调节约能源的口号也持续推行,并且呼吁节约用电以外,更积极开拓新的电源供应,而一般除了核能发电、火力发电,也有许多利用自然力量进行发电,例如水力发电、太阳能发电或风力发电等,其中风力发电通过风力的带动使扇叶旋转,以驱动发电机运作来进行发电与储存电能。
[0003]然而,风力发电的扇叶必须以迎风面配合风向,并使扇叶受到风力的带动而旋转,以带动发电机运作,且该风向也会随着气候、季节与环境等因素而改变,一般用以进行风力发电的大型风力机,通过一根高耸直立的柱子,并于顶部设置有十字形刀片状的扇叶,即可通过风力带动旋转,但因体积大、成本高、不易设置、无法转向等问题,所以实际应用上并未普遍的使用;另,一般用以进行风力发电的扇叶都是呈固定型式环设在中心转轴外部,由于扇叶的角度已经固定而不能进行调整,因此一旦风力改变或风向转换后,扇叶则将不能完全配合风力及风向作改变,整体使用上的机能与效果便会受到限制。
[0004]请参阅图9所示,是现有风力发电机的局部侧视图,由图中可清楚看出,其中风力发电机A所具的中心转轴Al外围处设有复数扇叶A2,并于中心转轴Al与扇叶A2之间利用二相对的连动杆A12连结,且二连动杆A12相对内侧处设有配重关节A13,再于扇叶A2与连动杆A12连接处设有可供连动杆A12旋动抵持于其上用以防止连动杆A12朝反向外推的止挡体A14,当扇叶A2受到风力的带动而旋转时,可拉引各连动杆A12带动于配重关节A13上升,并使扇叶A2向外推移展开,便可依风力的强弱调整扇叶A2旋转时的偏摆角度,进而可控制扇叶A2与中心转轴Al的转速。
[0005]惟该风力发电机A的各连动杆A12与配重关节A13为利用活动枢接方式相互连结,当扇叶A2受到较强风力的带动而旋转时,便会造成连动杆A12带动配重关节A13上升速度过快,导致中心转轴Al无法缓慢减速,整体结构相当的不稳定,并容易造成中心转轴Al与扇叶A2旋转超速,进而使风力发电机A发生故障或损坏;另,当连动杆A12带动配重关节A13快速上升时,便会因配重关节A13抵持于止挡体A14上的碰撞力量过大造成结构的损伤或破坏,并使连动杆A12不易受到扇叶A2拉动,以致扇叶A2展开或收合时容易产生阻力,进而使扇叶A2或连动杆A12损坏,整体结构复杂且不易维修,则有待从事于此行业者重新设计来加以有效解决。

【发明内容】

[0006]故,新型实用新型设计人有鉴于现有风力发电机于实际使用上的问题与缺失,乃搜集相关资料经由多方的评估及考虑,并利用从事于此行业的多年研发经验不断的试作与修改,始设计出此种具有缓冲装置的风力发电机的新型诞生。
[0007]为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
[0008]—种具有缓冲装置的风力发电机,包括基座、风车及缓冲装置,基座上设有可供旋动轴驱动进行发电的发电机,旋动轴外围处设置有具有复数叶片的风车,各叶片与旋动轴之间分别连结有至少一根支撑杆,支撑杆一侧处枢接于叶片内侧面上作活动偏摆,支撑杆的另一侧处固定于旋动轴上,其特征在于:
[0009]该基座的旋动轴与风车的各叶片之间分别连结有具有座体及伸缩杆的缓冲装置,伸缩杆一端上设有位于座体内作活动位移辅以减缓叶片活动偏摆时旋动的速度的活塞头,伸缩杆相反于活塞头的一端枢接于叶片内侧面上,座体相反于伸缩杆的一侧处设有至少一根枢接于旋动轴上的连杆。
[0010]所述的具有缓冲装置的风力发电机,其中:该风车的叶片上的内侧面靠近侧边位置设有至少一个向内转折的侧翼片,各侧翼片与叶片的内侧面形成有夹角。
[0011]所述的具有缓冲装置的风力发电机,其中:该缓冲装置的座体内部形成有容室,容室储存有可供伸缩杆的活塞头活动位移产生阻尼效果的预定油液。
[0012]所述的具有缓冲装置的风力发电机,其中:该缓冲装置的座体内部形成有容室,座体的容室与伸缩杆的活塞头之间设有弹性元件,弹性元件一端抵持于容室内壁面处,弹性元件的另一端弹性撑抵于伸缩杆的活塞头上作弹性变形。
[0013]与现有技术相比较,采用上述技术方案的本发明具有的优点在于:
[0014]本发明当风车受到强风的吹动时,其叶片便会拉引伸缩杆使活塞头作活动位移,并利用座体内部的预定油液或弹性元件产生阻尼的效果,辅以有效减缓叶片活动偏摆时旋动的速度,以避免因叶片旋动速度过快所造成其结构上的损伤或破坏,并改善碰撞噪音的问题,进而提高整体使用的机能与效果。
[0015]本发明当强风吹动于风车时,可使复数叶片位于旋动轴外围处停止旋转,其缓冲装置的伸缩杆受到座体内部的预定油液或弹性元件的影响便会作缩短位移,并拉引叶片以支撑杆为轴心旋动而呈现放射状的活动展开状态,便可利用风力推动于叶片内侧面上作为受风面而连动于旋动轴恢复旋转,同时凭借旋动轴驱动发电机运作,此种利用机械原理自动控制转速,有别于其它传统式风力发电机需要设置煞车系统,进而达到在无煞车的状态下不必重新启动,且因静止间隔的时间短可快速启动运转或停止,使发电机发电效率提高。
[0016]本发明当强风吹动于风车的叶片上时,可利用风车转速逐渐加快所产生的离心力,使叶片活动偏摆而逐渐旋动收合后形成封闭状态,也不会再被强风吹动,同时使旋动轴减速,以防止旋动轴因旋动速度过快所造成发电机损坏或故障的情况发生,且可通过缓冲装置辅以减缓风车的复数叶片旋动的速度,而可有效延长发电机与风车的整体使用寿命。
【附图说明】
[0017]图1是本发明的立体外观图;
[0018]图2是本发明的俯视图;
[0019]图3是本发明的使用状态图;
[0020]图4是本发明的局部侧视图;
[0021]图5是本发明叶片展开时的侧视图;
[0022]图6是本发明叶片收合时的立体外观图;
[0023]图7是本发明较佳实施例的局部侧视图;
[0024]图8是本发明另一较佳实施例的俯视图;
[0025]图9是现有风力发电机的局部侧视图。
[0026]附图标记说明:1-基座;11-发电机;12_旋动轴;2_风车;21_叶片;211-内侧面;212-侧翼片;22-轴座;23-支撑杆;3-缓冲装置;31-座体;310-容室;311-油液;312-弹性元件;32-伸缩杆;321-活塞头;33-连杆;A-风力发电机;Al-中心转轴;Al 1-支臂杆;A12-连动杆;A13-配重关节;A14_止挡体;A2-扇叶。
【具体实施方式】
[0027]为达成上述目的及功效,本发明所采用的技术手段及其构造,兹绘图就本发明的较佳实施例详加说明其构造与功能如下,俾利完全了解。
[0028]请参阅图1、图2、图3、图4所示,分别为本发明的立体外观图、俯视图、使用状态图及局部侧视图,由图中可清楚看出,本发明为包括有基座1、风车2及缓冲装置3,其中:
[0029]该基座I上设有一发电机11,并于发电机11上设有向外延伸的旋动轴12,便可利用旋动轴12驱动于发电机11运作将机械能转换为电能后,再输出至蓄电池或充电电池等储电装置内进行储存,或是可直接供应至其它机电设备使用,惟此部分有关旋动轴12如何驱动发电机11产生电能的方式是现有技术的范畴,且该发电机11细部的构成也并非本案的创设要点,兹不再作赘述。
[0030]该风车2设置于基座I的旋动轴12上,并包括有复数叶片21,其叶片21相反于旋动轴12处所形成的内侧面211上设有至少一个轴座22,且各叶片21与旋动轴12之间分别连结有至少一根支撑杆23,而支撑杆23—侧处则枢接于叶片21内侧面211的轴座22上,并由支撑杆23的另一侧处固定于旋动轴12上,以供复数叶片21分别位于支撑杆23—侧处作活动偏摆
[0031]再者,风车2的复数叶片21为呈一圆弧状的片体,且各叶片21位于基座I的旋动轴12外围处,当复数叶片21受到强风带动而快速旋转时,便可向外偏摆收合呈一圆球状的密封形式阻力变小,使复数叶片21旋转速度逐渐变慢以抵御强风。
[0032]该缓冲装置3分别连结于基座I的旋动轴12与风车2的各叶片21之间,并包括有座体31及伸缩杆32,其中座体31较佳实施可为一油压缸,并于座体31内部所形成密封的容室310储存有具阻尼效果的预定油液311,而座体31的容室310内部则设有朝外作线性位移的伸缩杆32,并于伸缩杆32—端上设有位于容室310内的活塞头321,且相反于活塞头321的一端枢接于叶片21的内侧面211上靠近侧边位置,又座体31相反于伸缩杆32的一侧处设有至少一根枢接于旋动轴12上的连杆33。
[0033]请搭配参阅图1、图4、图5、图6所示,分别为本发明的立体外观图、局部侧视图、叶片展开时的侧视图及收合时的立体外观图,由图中可清楚看出,本发明的风力发电机可固定于风量大的屋顶、空旷地区、高地或海岸边等位置,即可通过缓冲装置3的座体31内部储存的预定油液311具有阻尼的效果,其伸缩杆32便会朝座体31作缩短位移的动作,并由伸缩杆32拉引风车2的叶片21内侧面211—侧处的靠近侧边位置,使复数叶片21可分别通过轴座22为以支撑杆23作为轴心呈一角度旋动,且位于基座I的旋动轴12外围处呈现放射状的活动展开状态。
[0034]当自然风为由风车2已展开后的复数叶片21间所形成的空间处吹入时,可利用风力推动于叶片21的迎风面,并由叶片21通过轴座22带动各支撑杆23而连动于旋动轴12同时旋转,便可凭借旋动轴12驱动发电机11运作,且因复数叶片21运转(旋动)、停止(静止)的时间短,使发电机11可以快速启动进行发电。
[0035]然而,若是风车2的复数叶片21受到强风吹动而使基座I的旋动轴12转速加快时,其叶片21所产生的离心力便会拉引伸缩杆32朝座体31外部作伸长位移的动作,并带动伸缩杆32的活塞头321位于座体31的容室310内作活动位移,使容室310内部所流通的预定油液311压力变大而产生阻尼的效果,便可辅以有效减缓叶片21活动偏摆时旋动的速度,以避免因复数叶片21受到强风的吹动导致旋动速度过快所造成结构上的损伤或破坏,并改善碰撞噪音的问题,进而提高整体使用的机能与效果。
[0036]当强风吹动于风车2的复数叶片21上时,可利用风车2转速逐渐加快产生的离心力,使叶片21活动偏摆而逐渐旋动收合后形成封闭状态,也不会再被强风吹动,同时使旋动轴12减速,以防止旋动轴12因旋动速度过快所造成发电机11损坏或故障的情况发生,且可通过缓冲装置3辅以减缓风车2的复数叶片21旋动时的速度,而可有效延长发电机11与风车2的整体使用寿命。
[0037]此外,由于强风吹动于风车2时,可使复数叶片21位于旋动轴12外围处停止旋转,但因静止间隔的时间短,其缓冲装置3的伸缩杆32受到座体31内部的预定油液311的影响便会朝座体31作缩短位移的动作,并拉引复数叶片21以支撑杆23为轴心旋动而呈现放射状的活动展开状态,便可利用风力推动于各叶片21的内侧面211上作为受风面而连动于旋动轴12恢复旋转,同时凭借旋动轴12驱动发电机11运作进行发电,此种风力发电机利用机械原理自动控制转速,有别于其它传统式风力发电机需要设置煞车系统,进而达到在无煞车的状态下不必重新启动,且因静止间隔的时间短可快速启动运转或停止,使发电机11发电效率提尚O
[0038]请同时参阅图2、图3、图4、图7所示,分别为本发明的俯视图、使用状态图、局部侧视图及较佳实施例的局部侧视图,由图中可清楚看出,其中该缓冲装置3的座体31可为一缸体,并于座体31内部的容室310储存有预定油液311仅为一种较佳的实施,也可在座体31的容室310与伸缩杆32的活塞头321之间进一步设有弹性元件312,并由弹性元件312—端抵持于容室310的内壁面处,且弹性元件312的另一端弹性撑抵于伸缩杆32的活塞头321上呈一弹性变形,也可省略容室310内部的预定油液311。
[0039]当风车2的叶片21受到强风吹动时,其叶片21产生的离心力便会拉引伸缩杆32使活塞头32作活动位移,并推抵于弹性元件312呈一弹性变形而产生阻尼的效果,便可辅以有效减缓叶片21活动偏摆时旋动的速度,当叶片21停止旋转后,其缓冲装置3的伸缩杆32受到弹性元件312所具的弹性恢复力的影响便会作缩短位移,并拉引叶片21以支撑杆23为轴心旋动而呈现放射状的活动展开状态,便可利用推动于各叶片21的内侧面211上作为受风面而连动于旋动轴12恢复旋转,同时凭借旋动轴12驱动发电机11运作,此种风力发电机利用机械原理自动控制转速为有别于其它传统式风力发电机需要设置煞车系统,进而达到在无煞车状态下不必重新启动,且因静止间隔的时间短可快速启动运转或停止,使发电机11发电效率提尚。
[0040]请继续参阅图1、图2、图3、图8所示,分别为本发明的立体外观图、俯视图、使用状态图及另一较佳实施例的俯视图,由图中可清楚看出,其中该风车2的各叶片21上的内侧面211靠近侧边位置为可进一步设有至少一个向内转折的侧翼片212,且该侧翼片212较佳实施可为一弧曲面,但于实际应用时,也可为一平面,并与叶片21的内侧面211形成有预定夹角,且因叶片21的侧翼片212结构设计方式很多,并可依实际应用予以变更侧翼片212设置的数量、角度与长度,当自然风为由风车2已展开后的复数叶片21间所形成的空间处吹入时,可利用风车2内侧处的气压较低与风车2外侧处所产生的气压差使自然风吹入至侧翼片212处形成回风效果,即使风车2的复数叶片21受到微风吹动时,该基座I的旋动轴12转速则将逐渐加快,进而使发电机11发电效率提尚。
[0041]以上说明对本发明而言只是说明性的,而非限制性的,本领域普通技术人员理解,在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下,可作出许多修改、变化或等效,但都将落入本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种具有缓冲装置的风力发电机,包括基座、风车及缓冲装置,基座上设有可供旋动轴驱动进行发电的发电机,旋动轴外围处设置有具有复数叶片的风车,各叶片与旋动轴之间分别连结有至少一根支撑杆,支撑杆一侧处枢接于叶片内侧面上作活动偏摆,支撑杆的另一侧处固定于旋动轴上,其特征在于: 该基座的旋动轴与风车的各叶片之间分别连结有具有座体及伸缩杆的缓冲装置,伸缩杆一端上设有位于座体内作活动位移辅以减缓叶片活动偏摆时旋动的速度的活塞头,伸缩杆相反于活塞头的一端枢接于叶片内侧面上,座体相反于伸缩杆的一侧处设有至少一根枢接于旋动轴上的连杆。2.根据权利要求1所述的具有缓冲装置的风力发电机,其特征在于:该风车的叶片上的内侧面靠近侧边位置设有至少一个向内转折的侧翼片,各侧翼片与叶片的内侧面形成有夹角。3.根据权利要求1所述的具有缓冲装置的风力发电机,其特征在于:该缓冲装置的座体内部形成有容室,容室储存有可供伸缩杆的活塞头活动位移产生阻尼效果的预定油液。4.根据权利要求1所述的具有缓冲装置的风力发电机,其特征在于:该缓冲装置的座体内部形成有容室,座体的容室与伸缩杆的活塞头之间设有弹性元件,弹性元件一端抵持于容室内壁面处,弹性元件的另一端弹性撑抵于伸缩杆的活塞头上作弹性变形。
【文档编号】F03D1/00GK205423055SQ201390001190
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2013年6月8日
【发明人】安藤滋
【申请人】泓星科技有限公司
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