风力叶片装置制造方法
【专利摘要】一种风力叶片装置，可受驱动而朝一运转方向转动，并包含：一转轴及数个叶片模组。每一叶片模组包括一连接该转轴的格栅式叶片，以及数个可前后摆动地垂挂于该格栅式叶片上的摆动叶片。该格栅式叶片包括数个叶片空间。所述摆动叶片分别对应所述叶片空间，并且都具有上下设置的一连接端与一摆动端。每一摆动叶片可在一覆盖该叶片空间并使该摆动端贴靠该格栅式叶片的关闭位置，以及一使该摆动端远离该格栅式叶片的开启位置间移动。通过格栅式叶片与摆动叶片的配合，可减小逆向风阻，达到增大转动扭力、提升风力利用效率的功效。
【专利说明】风力叶片装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种叶片装置，特别是涉及一种能受风力驱动转动，可应用于风力发电设备的风力叶片装置。
【背景技术】
[0002]风力发电是一种运用自然界风力驱动机械构件转动，并将转动动能转换成电能的设备。此种发电方式相对于石油、煤碳、火力等发电方式较为环保、低污染，因此各国陆续投入经费与资源来研究开发风力发电设备。而影响风力发电效能的因素之一，在于叶片结构的设计，例如叶片形状、延伸形态、叶片数量等等，都会影响其运转顺畅度，而现有的一种垂直式风力发电设备的叶片，是采长板片状且具有完整表面的无孔洞结构，虽然叶片可受某一方向的风力推动而转动，然而当其运转至回程时会受到另一方向的逆向风力流场所产生的风阻，会导致其遭受逆向风阻时无法有效降低该阻力，如此会影响叶片转动扭力。
[0003]参阅图1，另外，一般普遍采用的水平式风机，其结构主要包括一直立的固定支柱31、一安装于该固定支柱31顶部的发电装置32，以及三片安装在该发电装置32上的叶片33，所述叶片33绕一图未示的水平轴线呈等角度间隔设置，且所述叶片33受到风力推动时，会绕该水平轴线运转。此种风机主要受到如图中箭头X所示方向的风力推动运转，该风力作用于所述叶片33会形成方向如箭头Y的「风切」现象，噪音会较大。而为了减少此风切现象造成的阻力与噪音，所述叶片33结构在设计上，越往末端会作得越细，因此呈现末端细长的结构，但所述叶片33长向延伸原本是为了提高运转扭力效能，但其末端细长设计反而使运转效能无法有效率地提升。因此，现有风机的叶片结构有待改良。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种能减少叶片回转为与顺风向呈逆向风力流场的阻力、增大扭力的风力叶片装置。
[0005]本实用新型风力叶片装置，能受驱动而朝一个运转方向转动，并包含:一支转轴，以及数个连接该转轴且彼此角度间隔的叶片模组。每一个叶片模组包括一个连接该转轴的格栅式叶片，以及数个能前后摆动地垂挂于该格栅式叶片上的摆动叶片，该格栅式叶片包括数个上下左右排列的叶片空间，所述摆动叶片呈上下左右设置且分别对应所述叶片空间，并且都具有一个位于顶部并连接该格栅式叶片的连接端，以及一个位于底部的摆动端，每一个摆动叶片能在一个覆盖该叶片空间并使该摆动端贴靠该格栅式叶片的关闭位置，以及一个使该摆动端远离该格栅式叶片的开启位置间移动。
[0006]本实用新型所述风力叶片装置，每一个叶片模组还包括数个分别设置于所述摆动叶片的摆动端的配重件。
[0007]本实用新型所述风力叶片装置，每一个格栅式叶片包括一个连接该转轴的内侧，以及一个相反于该内侧且远离该转轴的外侧，每一个叶片模组还包括一个连接在该格栅式叶片的外侧且沿该运转方向反向延伸的挡风片。
[0008]本实用新型所述风力叶片装置，每一个格栅式叶片包括数个沿该转轴的径向方向间隔排列并且都沿该转轴的轴向方向延伸的第一栅杆，以及数个沿该轴向方向间隔排列并且都沿该径向方向延伸的第二栅杆，所述第二栅杆与所述第一栅杆共同界定所述叶片空间。
[0009]本实用新型所述风力叶片装置，该转轴为左右延伸，每一个叶片模组的摆动叶片的连接端与所述第一栅杆中的其中一个枢接，该摆动端位于与该连接端枢接的该第一栅杆下方的该第一栅杆的一侧。
[0010]本实用新型所述风力叶片装置，该转轴为上下延伸，每一个叶片模组的摆动叶片的连接端与所述第二栅杆中的其中一个枢接，该摆动端位于与该连接端枢接的该第二栅杆下方的该第二栅杆的一侧。
[0011]本实用新型的有益效果在于:通过格栅式叶片具有所述叶片空间，再配合所述摆动叶片可前后摆动地设置在该格栅式叶片上，从而可以使所述叶片模组能受到顺向风力与逆向风力所产生的风压差带动而运转，本实用新型上述可受逆向风作用而透风的设计，有助于减小逆向风阻，达到提升旋转扭力的功效。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是一种现有水平式风机的立体示意图；
[0013]图2是本实用新型风力叶片装置的一第一较佳实施例的立体图，同时显示该第一较佳实施例未旋转时，数个摆动叶片位于一关闭位置；
[0014]图3是该第一较佳实施例运转时的立体示意图，同时显示其中数个摆动叶片位于一开启位置；
[0015]图4是图3的局部放大图；
[0016]图5是本实用新型风力叶片装置的一第二较佳实施例的立体图，同时显示数个摆动叶片位于一关闭位置；
[0017]图6是该第二较佳实施例运转时的立体示意图，同时显示其中数个摆动叶片位于一开启位置。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图及实施例对本实用新型进行详细说明，要注意的是，在以下的说明内容中，类似的组件以相同的编号来表示。
[0019]参阅图2、3、4，本实用新型风力叶片装置的一第一较佳实施例，可受到风力驱动而朝一运转方向T转动，并包含:一转轴1，以及数个叶片模组2。
[0020]本实施例的转轴I为一左右向轴向延伸的长形中空杆体，并可通过图未示的一架设装置架高。由于该转轴I为横向延伸，使本实施例的风力叶片装置为横卧式装置。
[0021]所述叶片模组2连接该转轴I且彼此角度间隔，每一叶片模组2大致朝该转轴I的一径向方向延伸，并包括一连接该转轴I的格栅式叶片21、数个设置于该格栅式叶片21上的摆动叶片22、数个分别设置于所述摆动叶片22底部的配重件23，以及一设置于该格栅式叶片21的一侧的挡风片24。
[0022]本实施例的叶片模组2的数量为三个，所述叶片模组2的格栅式叶片21彼此间呈120度角度间隔。每一格栅式叶片21包括数个沿该转轴I的径向方向间隔排列并且都沿该转轴I的一轴向方向A延伸的第一栅杆211，以及数个沿该轴向方向A间隔排列并且都沿该径向方向延伸的第二栅杆212。所述第二栅杆212与所述第一栅杆211共同界定数个上下左右排列的叶片空间210。在本实施例中，所述第一栅杆211都平行该转轴I而呈左右向延伸。另外，以该格栅式叶片21整体来看，该格栅式叶片21包括一连接该转轴I且沿该轴向方向A延伸的内侧213、一相反于该内侧213且远离该转轴I的外侧214，以及相反的一迎风侧215与一逆风侧216。
[0023]每一叶片模组2的所述摆动叶片22是可前后摆动地垂挂于该格栅式叶片21的迎风侧215。所述摆动叶片22呈上下左右设置且分别对应所述叶片空间210，并且都具有一位于顶部并连接该格栅式叶片21的连接端221，以及一位于底部的摆动端222。每一摆动叶片22的连接端221与所述第一栅杆211中的其中一个枢接，该摆动端222位于与该连接端221枢接的该第一栅杆211下方的该第一栅杆211的迎风侧215。摆动叶片22可通过二突设于该第一栅杆211的突耳(图未不)与一枢轴(图未不)来与该第一栅杆211枢接；当然，也可以使用其它组件与结构来枢接，在此不再说明。
[0024]本实施例的摆动叶片22可以为硬式薄片或软式薄片，硬式薄片例如金属、玻璃纤维、硬质塑胶或其它硬质的高分子材料等硬质材质制成。软式薄片例如布类、橡胶、软质塑胶或其它软质高分子材料等软质材质制成。实际上，所述摆动叶片22的材质不须限制，只要能被风吹动掀起就可以。
[0025]每一叶片模组2的所述配重件23分别设置于所述摆动叶片22的摆动端222。所述配重件23可用于增加所述摆动叶片22的重量，以使摆动叶片22可垂挂设置，并具有足够重量可摆动。
[0026]每一叶片模组2的挡风片24略呈弧形长板片状，并连接在该格栅式叶片21的外侧214，且沿该运转方向T反向延伸。
[0027]本实用新型使用时，每一摆动叶片22可在一如图2的关闭位置，以及一如图3、4的开启位置间移动(图3、4显示部分的摆动叶片22开启)。在该关闭位置时，每一摆动叶片22的摆动端222贴靠该格栅式叶片21，且该摆动叶片22覆盖与其对应的该叶片空间210。在该开启位置时，每一摆动叶片22的摆动端222远离该格栅式叶片21，而且此时该摆动叶片22不再覆盖与其对应的该叶片空间210，从而使逆向风力流场可通过叶片空间210而吹送。
[0028]具体来说，本实用新型的转轴I可安装在高度位置约为几公尺处，并透过通过本实用新型整体轴心的风力压差来推动运转。以一通过该转轴I的轴线来作分界，该转轴I上方的该叶片模组2处于接受迎风面风压的顺向风压侧，在此同时，该转轴I中心下方的该两个叶片模组2则位于背风面的逆向风压侧。上方的该叶片模组2受到一迎风风力Fl吹动时，由于该叶片模组2的所述摆动叶片22位于格栅式叶片21的迎风侧215，会被吹动而贴靠在该格栅式叶片21上，且位于该关闭位置并覆盖叶片空间210，所述摆动叶片22进而与该格栅式叶片21搭配,于该迎风侧215共同构成一完整的迎风表面,可产生较大的扭力旋转，使本实用新型可受到风力推动而连同该转轴I一起朝该运转方向T转动。
[0029]而此时该转轴I下方的该两叶片模组2因为旋转至背风面，受到逆向风力流场所产生的一逆风风力F2的阻力，下方的该两叶片模组2的所述摆动叶片22进而被此逆风风力F2吹动而呈现开启的透风状态，此时所述摆动叶片22位于该开启位置，每一叶片空间210至少有局部部位不被摆动叶片22覆盖而可透风，使逆向风可经由叶片空间210流入迎风侧215，从而能减少逆风阻力与逆向扭力，且下方的该两叶片模组2呈较小的扭力。如此一来，本实用新型该三个叶片模组2整体所受到的扭力，可受到迎风面的顺向风压与逆风面的逆向风压，此两种通过轴心的风力压差配合产生一用于推动本实用新型朝该运转方向T转动的风力，从而使本实用新型可持续朝该运转方向T转动。
[0030]总结来说，本实用新型任一叶片模组2运转至迎风面侧时，其摆动叶片22受到迎风风力吹动而闭合，产生较大的顺向扭力，而运转至背风面侧时，其摆动叶片22则可被逆向风力吹起掀开，以产生较小的逆向扭力。因此，顺向风压扣除逆向风压后，使本实用新型整体的旋转扭力较大而能提升风力的使用效率。
[0031]值得一提的是，每一叶片模组2的挡风片24，能用于限制迎风面的风力流场的流动方向，可用于局限风力流场以保留风力于该迎风侧215，使叶片模组2受到迎风风力Fl推动而使运转时能增大旋转扭力。
[0032]补充说明的是，通常在该转轴I的径向方向上，离该转轴I越远处受到的扭力与风力越大。所以在设计上，离该转轴I越远处的摆动叶片22可以设计成较小片，离该转轴I越近处的摆动叶片22可以设计成较大片。此外，本实用新型也可以视需求额外增加导流板，以帮助收集与导引风力。
[0033]综上所述，通过格栅式叶片21的格栅结构而形成所述叶片空间210，再配合所述摆动叶片22可前后摆动地设置在该格栅式叶片21上，从而可以使所述叶片模组2可受到顺向风力与逆向风力所产生的风压差带动而运转，本实用新型上述可受逆向风作用而透风的结构设计，有助于减小逆向风阻，达到提升运转扭力的功效。而且本实用新型上述结构设计，架设于离地面数公尺处就可运转，相较于一般须架设于数十公尺高空的风力叶片机组而言，本实用新型架设高度不须太高，可节省架设支柱杆长度的材料与成本，而且叶片长度与宽度都不需太长，从而使叶片最顶端处的转动速率大幅降低，借此降低旋转噪音。
[0034]参阅图5、6，本实用新型风力叶片装置的一第二较佳实施例，与该第一较佳实施例的结构大致相同，不同的地方在于:本实施例为直立式装置，该转轴I为上下直立延伸，所述第一栅杆211也是上下直立延伸，所述第二栅杆212则为左右水平延伸。本实施例的每一摆动叶片22的连接端221与所述第二栅杆212中的其中一个枢接，该摆动端222位于与该连接端221枢接的该第二栅杆212下方的该第二栅杆212的一侧(朝向该迎风风力Fl的一侧上)。本实施例同样可通过一图未示的架设系统架高于空中，从而能受到风力驱动而运转。
[0035]本实施例运转时，任一叶片模组2运转至迎风面侧时，其摆动叶片22同样受到迎风风力吹动而闭合，而运转至背风面侧时，其摆动叶片22则可被逆向风力吹起掀开。本实施例与该第一较佳实施例相同，同样能达到提升运转扭力的功效。
[0036]由本实施例与该第一实施例可知，无论是横卧式装置或直立式装置，所述摆动叶片22的连接端221恒位于上方，该摆动端222恒位于下方，而配重件23设置于摆动端222而位于摆动叶片22底部。
【权利要求】
1.一种风力叶片装置，能受驱动而朝一个运转方向转动，并包含:一支转轴，以及数个连接该转轴且彼此角度间隔的叶片模组，其特征在于:每一个叶片模组包括一个连接该转轴的格栅式叶片，以及数个能前后摆动地垂挂于该格栅式叶片上的摆动叶片，该格栅式叶片包括数个上下左右排列的叶片空间，所述摆动叶片呈上下左右设置且分别对应所述叶片空间，并且都具有一个位于顶部并连接该格栅式叶片的连接端，以及一个位于底部的摆动端，每一个摆动叶片能在一个覆盖该叶片空间并使该摆动端贴靠该格栅式叶片的关闭位置，以及一个使该摆动端远离该格栅式叶片的开启位置间移动。
2.如权利要求1所述的风力叶片装置，其特征在于:每一个叶片模组还包括数个分别设置于所述摆动叶片的摆动端的配重件。
3.如权利要求1所述的风力叶片装置，其特征在于:每一个格栅式叶片包括一个连接该转轴的内侧，以及一个相反于该内侧且远离该转轴的外侧，每一个叶片模组还包括一个连接在该格栅式叶片的外侧且沿该运转方向反向延伸的挡风片。
4.如权利要求1至3中任一权利要求所述的风力叶片装置，其特征在于:每一个格栅式叶片包括数个沿该转轴的径向方向间隔排列并且都沿该转轴的轴向方向延伸的第一栅杆，以及数个沿该轴向方向间隔排列并且都沿该径向方向延伸的第二栅杆，所述第二栅杆与所述第一栅杆共同界定所述叶片空间。
5.如权利要求4所述的风力叶片装置，其特征在于:该转轴为左右延伸，每一个叶片模组的摆动叶片的连接端与所述第一栅杆中的其中一个枢接，该摆动端位于与该连接端枢接的该第一栅杆下方的该第一栅杆的一侧。
6.如权利要求4所述的风力叶片装置，其特征在于:该转轴为上下延伸，每一个叶片模组的摆动叶片的连接端与所述第二栅杆中的其中一个枢接，该摆动端位于与该连接端枢接的该第二栅杆下方的该第二栅杆的一侧。
【文档编号】F03D3/06GK204082443SQ201420445609
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年8月8日 优先权日:2014年5月20日
【发明者】黄国彰 申请人:黄国彰