流力叶片装置的制作方法

文档序号:12968346阅读:163来源:国知局
技术领域本发明涉及一种叶片装置,特别是涉及一种能受风力、水力驱动转动,可应用于风力或水力发电设备的流力叶片装置。

背景技术:
风力发电是一种运用自然界的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,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及其扭力。已知的一种垂直式风力发电设备的叶片装置包含一个转轴,及数片呈长板片状且彼此角度间隔地连接于该转轴的叶片模块,所述叶片模块受到风力吹动时,能带动该转轴转动。然而由于每一个叶片模块设置仅具有单一个能完整受力的正受力方向,若风吹来的方向并未平行于任何一个叶片模块的正受力方向,也就是所述叶片模块皆未完整受力时,会导致分向风力小而难以推动所述叶片模块,造成该风力发电设备必须具备较高的启动风速,使上述风力发电机在环境风向变化较大且风速较低的地区无法达到正常的风能利用效率,因此现有的叶片装置仍有待改善。

技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种在环境风力、水利流向变化较大且流速较低的地区能提供较佳的风能、水能利用效率的流力叶片装置。本发明的流力叶片装置,可受沿一流动方向流动的流体的驱动而朝一运转方向转动,并包含一转轴,及数个连接该转轴且彼此角度间隔的叶片模块。每一个叶片模块绕着该转轴螺旋延伸,并包括数个沿该转轴的一轴向方向排列且分别面向不同方向的叶片单元,每一个叶片单元具有一个连接该转轴的格栅,及数个排列设置于该格栅的叶

片。本发明所述的流力叶片装置,每一个格栅包括数个叶片空间,每一个叶片呈片状并可摆动地垂挂于各自对应的叶片空间,并具有一连接该格栅的连接端,以及一相反于该连接端的摆动端,每一叶片可在一覆盖该叶片空间并使该摆动端贴靠该格栅的关闭位置,以及一使该摆动端远离该格栅的开启位置间移动。本发明所述的流力叶片装置,每一个格栅具有数个沿该轴向方向间隔排列且皆沿该转轴的一径向方向延伸的第一栅杆,及数个沿着该径向方向间隔排列且皆沿该轴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。本发明所述的流力叶片装置,每一个叶片模块还包括数个分别连接每两相邻的叶片单元的连接壁。本发明所述的流力叶片装置,每一个叶片单元还包括数个分别设置于所述叶片的摆动端的配重件。本发明所述的流力叶片装置,每一叶片具有一向内凹陷的内表面,当所述内表面面向该流体的流动方向时,能被该流体推动而朝该运转方向转动。本发明所述的流力叶片装置,每一个格栅具有一个沿该转轴的一径向方向延伸的第一栅杆,及数个沿着该径向方向间隔排列且皆沿该轴向方向延伸的第二栅杆,每一叶片穿设固定在该第一栅杆与其中一个第二栅杆上。本发明所述的流力叶片装置,该叶片模块包括一连接该转轴的内侧,以及一相反于该内侧且远离该转轴的外侧,该叶片模块还包括一连接在该外侧且沿该运转方向反向延伸的挡风导流片。本发明的有益效果,通过所述叶片单元分别面向不同的方向的设计,使得流体不管从哪个流动方向而来,皆会有叶片单元能完整面向该流动方向,以解决风向方向改变而导致受力不完整的问题,因此能应用于风力、水利流向变化大且风力、水利流速较低的地区。附图说明本发明的其他的特征及功效,将于参照图式的实施方式中清楚地呈现,其中:图1是一立体示意图,说明本发明流力叶片装置的一第一实施例;图2是一个俯视示意图,说明该第一实施例正在运转;图3是一个立体示意图,说明本发明流力叶片装置的一第二实施例;图4是一个不完整的立体示意图,说明本发明流力叶片装置的一第三实施例。具体实施方式在本发明被详细描述前,应当注意在以下的说明内容中,类似的元件是以相同的编号来表示。参阅图1与图2,本发明流力叶片装置的第一实施例,可受沿一流动方向F流动的流体的驱动而朝一运转方向T转动,并包含一转轴1,以及数个叶片模块2。本实施例的转轴1为一上下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1为直立延伸,使本实施例的流力叶片装置为垂直型叶片的直立式装置。所述叶片模块2彼此角度间隔地环绕连接该转轴1,且每一叶片模块2绕着该转轴1螺旋延伸。在本实施例中,所述叶片模块2的数量为三个且彼此间呈120度角度间隔,并且每一叶片模块2绕该转轴1螺旋120度,但实施上,所述叶片模块2的数量也可为二或四个以上,当然该流力叶片装置也可仅包含一个叶片模块2,而该叶片模块2必须绕该转轴1螺旋360度以上,不以本实施例为限。每一叶片模块2包括数个沿该转轴1的一轴向方向排列且分别面向不同方向的叶片单元21、数个分别连接每两相邻的叶片单元21的连接壁22,及一个挡风导流片23。所述叶片单元21等角度绕该转轴1螺旋排列,使得所述叶片单元21能分别面向不同的方向,也就是分别面向数个正受力方向D,每一个正受力方向D代表法向于对应的叶片单元21的方向,因此当有流体自该流动方向迎来,其正受力方向D与该流动方向F平行的叶片单元21,就法向地受到流体推动,而受到完整地推力,具体来说,在本实施例中,每一个叶片模块2具有八个叶片单元21,使得所述叶

片单元21的正受力方向D彼此间夹120°/7≈17.1°,当然实施上不以本实施例为限。每一个叶片单元21具有一连接该转轴1的格栅24、数个设置于该格栅24上并面向对应的正受力方向D的叶片25,及数个分别设置于所述叶片25的一端的配重件26。该格栅24包括两个上下间隔排列且沿该转轴1的一径向方向延伸的第一栅杆241,及数个沿着该轴向方向间隔排列的第二栅杆242,所述第一栅杆241与所述第二栅杆242共同界定出数个沿该径向方向排列的叶片空间243。所述叶片25可摆动地垂挂于该格栅24上,且分别对应位于所述叶片空间243,每一个叶片25具有一连接该格栅24的连接端251,以及一相反于该连接端251且位于下方的摆动端252。该连接端251安装在位于上方的第一栅杆241,并可通过至少一螺丝锁固于该第一栅杆241上,或者可通过二突设于该第一栅杆241的突耳(图未示)与一枢轴(图未示)来与该第一栅杆241枢接;当然,也可以使用其他元件与结构来枢接或固定,在此不再说明。该摆动端252贴靠在位于下方的第一栅杆241,而且是贴靠于该第一栅杆241相反于该运转方向T的一侧。每一个配重件26设置于对应的叶片25的摆动端252。每一叶片25在设计上,可将该摆动端252折回固定,以界定出一可容装所述配重件26的空间。所述配重件26可用于增加所述叶片25的重量,以使叶片25可垂挂设置,并具有足够重量可摆动。每一个连接壁22连接每两上下相邻的叶片单元21,在本实施例中该连接壁22呈三角形,当然实施上也可为长方形或扇形,不以本实施例为限。该连接壁22的两夹边相夹120°/7≈17.1°,其中一个夹边连接位于上方的叶片单元21所邻近的第一栅杆241;其中另一个夹边连接位于下方的叶片单元21所邻近的第一栅杆241,而使该叶片模块2呈现一个螺旋梯的结构。另外,以该叶片模块2整体来看,该叶片模块2还包括一连接该转轴1的内侧27,以及一相反于该内侧27且于该径向方向上远离该转轴1的外侧28。而该挡风导流片23位于外侧28并连接于所述叶片单元21,且概呈弧形长板片状,且沿该运转方向T反向延伸,能用

于限制顺向流力流场的流动方向F,以局限流力流场来保留风力、流力于顺向侧,使叶片模块2受到顺向侧的流力推动而使运转时能减少分散部分旋转扭力。本发明使用时,每一叶片25可在一关闭位置与一开启位置间移动(图1显示部分的叶片25关闭,部分的叶片25开启)。在该关闭位置时,每一叶片25的摆动端252贴靠该格栅24,且该叶片25覆盖与其对应的该叶片空间243。在该开启位置时,每一叶片25的摆动端252远离该格栅24,而且此时该叶片25不再覆盖与其对应的该叶片空间243,从而使逆向流力流场可通过叶片空间243而吹送。配合参阅图2,具体来说,以一通过该转轴1且平行该流动方向F的分界线L来做分界,该分界线L右方的所述叶片单元21的所述叶片25会被沿着该流动方向F的流体吹动而贴靠在该格栅24上,且位于该关闭位置并覆盖叶片空间243,共同构成一完整的迎风表面,且其中数个叶片单元21的正受力方向D会大略平行于该流动方向F,也就是说,该流动方向F会大略垂直于上述叶片单元21,而能完整地施加推力,以具有较大的旋转扭力,使本发明可受到流体推动而连同该转轴1一起朝该运转方向T转动。在此同时,该分界线L左方的所述叶片单元21的所述叶片25会被沿着该流动方向F的流体吹动而摆动掀起,此时所述叶片25位于该开启位置,每一叶片空间243至少有局部的部位不被叶片25覆盖而可透风,从而能减少逆向阻力,使得该流力叶片装置在风、流速较低下仍能正常启动。值得一提的是,通过每一个叶片模块2的所述叶片单元21分别面向不同的正受力方向D且平均环绕360°,使得流体不管从哪个流动方向F而来,皆会有其中数个叶片单元21能完整面向该流动方向F,而减少风力、水利流向方向改变而产生受力不完整的问题,相当适合应用于风力、水利流向变化大且风力、水利流速较低的地区,以提高风能、水能的利用效率。综上所述,本发明流力叶片装置,通过所述叶片单元21的设计,使得流体不管从哪个流动方向F而来,皆会有叶片单元24能完整面向该流动方向F,以减少风向方向改变而导致受力不完整的问题,因

此能应用于风力、水利流向变化大且风力、水利流速较低的地区,所以确实能达成本发明的目的。参阅图3,本发明流力叶片装置的第二实施例,与该第一实施例的结构大致相同,不同处在于:本实施例为横卧式,此时该转轴1呈水平延伸,并可通过一组支撑架(图未示)支撑于两相反端而架高,或将两相反端分别安装于两个彼此间隔的建筑物,或者安装于一个可转动的物体上且额外增加一个随时导引风向导流板(图未示)。另外,本实施例的每一叶片25的连接端251与所述第二栅杆242中的其中一个枢接,该摆动端252则位于与该连接端251枢接的该第二栅杆242的邻近该转轴1一方的该第二栅杆242一侧。参阅图4,本发明流力叶片装置的第三实施例,与该第一实施例不同处在于:本实施例每个叶片模块2的所述叶片单元21彼此上下相连接,其每一个格栅24仅具有一个沿该径向方向延伸的第一栅杆241,及数个沿着该径向方向间隔排列且皆沿该轴向方向延伸的第二栅杆242。而每一个叶片25呈半球壳状,并穿设固定在该第一栅杆241与其中一个第二栅杆242上,当然所述叶片25固定于该格栅24上的方式,也可以利用紧配合穿套固定,并进一步地可通过螺丝、绳带穿绑固定,不以本实施例为限。每一个叶片25具有一向内凹陷且面向对应的正受力方向的内表面253,当所述内表面253面向该流体的流动方向时,能被该流体推动,而朝该运转方向转动。当然,本实施例也可将该转轴呈水平放置,而成为横卧式的流力叶片装置。以上所述者,仅为本发明的实施例而已,当不能以此限定本发明实施的范围,即凡依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰,皆仍属本发明的范围。
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