风力发电机叶片仰角自动调整的离心调速机构的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明提供一种风力发电机叶片仰角自动调整的离心调速机构，尤指一种于初始 状态下，叶片的仰角呈易受风速而产生扭矩的角度，当风力逐渐增加时，可随着风速而逐渐 调整叶片的仰角，令叶片可随风力大小而调整至易受风速而产生扭矩的角度，而于风速太 高时仍然保持旋转速度在某限制转速的下，不至于因离心力过大而使风力发电机损坏，同 时当台风来时，也可简易有效刹车的风力发电机。
【背景技术】
[0002] 按，近年来地球暖化现象渐趋严重，世界各国为重视此议题，纷提倡节能减碳等环 保策略，进而研发替代能源及再生能源的应用，故利用再生能源的发电设备，日前较倾以风 力发电为首选；然而，风速难以控制，过大或过小的风速都无法使风力发电机正常发电，且 风力发电机于相异的风速下，其转速及发电的效率也不尽相同，故如何能有效利用风能发 电，为日前各界广为研讨的议题。
[0003] 风力发电机叶片的仰角、长度及导流面积，都影响叶片的转速，于相同风速下，叶 片仰角越大，力矩及空气阻力也将增加，反之，叶片仰角越小，力矩及空气阻力会越小；故以 相异的风速而言，欲使叶片以较佳转速达致良好的发电效率，需考虑各风速而改变叶片的 仰角、长度及导流面积，其中，以改变叶片的仰角为较容易达致。
[0004] 然而，经查中国台湾第101134616号「风力发电机扇叶倾角自动调整机构」发明申 请案，请参阅其图8及图11，主要凭借泵浦单元（即油压泵）受变速元件及传动单元的转速 差而驱动，将供应油压液使该致动单元扭转该齿盘，更进一步调整该扇叶呈对应风速的适 当仰角，换言之，该现有发明在自然风带动该扇叶及第一壳体同步旋转时，该泵浦单元受相 异风速所产生的转速差N2-N1驱动，变化其供应油压液的压力值P，以扭转该连动件与齿盘 的角度9,并达致机械式自动增减该扇叶仰角0的功效。
[0005] 前述通过泵浦单元改变其油管输入至油压缸的油压液，而产生不同压力值的构 造，在实际操作存有难以精准管控油压液输出量的缺失，造成整体结构较为复杂，以及仍有 不稳定与不适用的顾虑。
[0006] 此外，为避免风速过大时，该扇叶将因转速过快而易于断裂，更甚者令发电机过热 而烧毁的情形，现有另提供一种风力发电机，其于枢接座与壳体间设置一对应扇叶的电驱 动减速机构，供于风速过大时强制减缓扇叶或壳体的转速，显见该电驱动减速机构为维持 扇叶或壳体的定速旋转，就必须要持续发挥减速作用，此将相当耗费电力，且该电驱动减速 机构持续减速将容易导致过热而损毁，若于风速过强时，该电驱动减速机构仍无法有效停 止扇叶或壳体旋转，不仅会导致该电驱动减速机构容易损坏失效，还会因无法减速而有扇 叶断裂等问题。
[0007] 有鉴于此，吾等发明人乃潜心进一步研究风力发电机，并着手进行研发及改良，期 以一较佳设作以解决上述问题，且在经过不断试验及修改后而有本发明的问世。
【发明内容】
[0008] 爰是，本发明的目的是解决现有风力发电机的扇叶仰角自动调整机构因利用泵浦 单元的方式，实存有难以精准管控油压液输出量的缺失，也造成整体结构较为复杂，以及仍 有不稳定与不适用的顾虑；再者，于风速过强时，或于台风时，现有风力发电机通过电驱动 减速机构维持定速旋转，或是进行强制停止，此将导致多余电力耗损，该电驱动减速机构过 热而烧毁、扇叶损毁断裂，以及需负担额外的保养维修费用等问题。
[0009]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
[0010] -种风力发电机叶片仰角自动调整的离心调速机构，其特征在于：该离心调速机 构包含：一壳体，其连动穿设一第一传动轴，该第一传动轴穿设有一滑块及一从动块，该滑 块设有至少一离心单元，所述离心单元分别设有两拉杆，其中一拉杆固设于该壳体，另一拉 杆连接于该从动块，该从动块设有一齿条；以及一斜齿轮组，其设有一垂直于该齿条的转轴 及一对应于第一传动轴的第二传动轴；该转轴设有啮合该齿条的正齿轮及一第一斜齿轮； 该第二传动轴设有一对应啮合该第一斜齿轮的第二斜齿轮。
[0011] 其中，所述离心单元还包含一弹性件及一质量块，该弹性件设在该滑块上，所述质 量块设于所述弹性件末端，且所述质量块连接于所述拉杆。
[0012] 其中，该滑块设有两个离心单元。
[0013] 其中，该壳体还设有一对应齿条的导槽，且该齿条末端在该导槽内移动。
[0014] 其中，该壳体还设有一枢接座，且该第一传动轴在该从动块的一端枢设于该枢接 座。
[0015] 其中，该壳体还设有一凸缘，且所述其中一拉杆固设于该壳体的凸缘。
[0016] 其中，该壳体还设有一卡槽，该卡槽内设有一弹性单元，该弹性单元连接一控制 销；且该从动块设有对应控制销的凹槽。
[0017] 其中，该壳体外部还设有一机械式刹车装置，该机械式刹车装置控制抵顶该壳体 与否。
[0018] 其中，还包含一叶片座体，其连接且连动于该壳体，该第二传动轴穿设于该叶片座 体，且该第二传动轴于该叶片座体内部设有一齿盘；该叶片座体穿设有复数叶片，且所述叶 片于叶片座体内部一端分别设有对应齿盘的齿部。
[0019] 其中，该第一传动轴连接一发电装置。
[0020] 凭借上述结构，当该壳座的转速为零时，这些叶片的仰角呈易受风速而产生扭矩 的角度，能有效降低启动风速，而当叶片受风力时，于叶片角度不变下，受到的扭矩增大，使 叶片座体转速会增加，叶片座体将带动离心调速机构旋转，离心调速机构通过一键体连接 该第一传动轴旋转，而第一传动轴将转动以通过发电装置进行发电，而第一传动轴转动时， 质量块的离心力将增加且令质量块与第一传动轴的间距为D，由于所述离心单元受离心作 用，故将通过拉杆拉动从动块，进而拉动齿条，而齿条将转动正齿轮以通过转轴转动该第一 斜齿轮，进而带动第二斜齿轮而令第二传动轴带动齿盘，而齿盘转动时将带动叶片的齿部， 以调整叶片仰角，使叶片承受风力的扭矩减少，进而压制转速上升，达到保护风力发电机， 同时在风速高时也可安全发电的功能。
[0021] 此外，离心单元包含一弹性件及一质量块，该弹性件设于该滑块，且所述质量块设 于所述弹性件末端，且所述质量块连接于所述拉杆；以于本发明的转速大于所述初始转速 时，这些质量块因转动惯性而产生离心作用，将会相对远离该第一传动轴，所述间距D增 加，这些弹性件将会呈拉伸状，而于本发明的转速小于所述初始转速时，这些质量块则因离 心力减弱将会相对接近该第一传动轴，所述间距D减少，是以这些拉杆根据其所连接的质 量块相对该第一传动轴接近或远离，使推拉该从动块与齿条位移，进而令连动于该齿条的 正齿轮旋转，并令相互啮合的第一斜齿轮、第二斜齿轮，以及经该第二传动轴连接的齿盘同 步作动，最后，于扭转该齿盘的角度值为e时，这些叶片及其齿部则对应枢转仰角不仅 确实降低起动风速，还能达到良好的发电效能。
[0022] 壳体外部的机械式刹车装置，供抵掣该壳体而防止该离心调速机构旋转过快，使 其与现有技术相较之下，该机械式刹车装置直接抵掣于该壳体外部，该壳体的直径大而易 于刹车，以避免过度旋转而毁损的情事发生。
[0023] 该机体也可凭借设置一尾翼，令尾翼受方向影响而令机体摆动，进而使这些叶片 呈迎风方向。
[0024] 本发明另提供一种风力发电机叶片仰角自动调整的离心调速机构，其采用现有的 叶片，使无须针对离心调速机构进行对应式的设计，其于壳体更设有一卡槽，该卡槽内设有 一弹性单元，该弹性单元连接一控制销；且该从动块设有对应控制销的凹槽；因此，当叶片 受风速产生扭矩而于一定转速内旋转时，同样带动壳体及第一传动轴转动，然而因控制销 插组于从动块的凹槽，故离心单元无法作动，意即，调整叶片仰角的机构将不运作；而当转 速达到临界值时，使控制销的离心力大于弹性单元的弹力，而令控制销离开从动块的凹槽， 则此时离心单元即可作动而移动该从动块，进而如上所述，突然旋转叶片的仰角，进而达到 急遽降低扭矩和转速的目的。
[0025] 故凭借控制销的设置，配合离心调速机构，凭借可安装于一般叶片设计上，凭借可 保有原叶片设计的优点，而无须重新设计原叶片。
[0026] 由上述说明及设置，显见本发明主要具有下列数项优点及功效，兹逐一详述如 下：
[0027] 1.本发