本發(fā)明涉及一種發(fā)電裝置，特別是涉及一種能受風力驅(qū)動運轉(zhuǎn)發(fā)電的風力發(fā)電裝置。

背景技術(shù)：

本案申請人先前已提出一種風力葉片裝置的創(chuàng)新結(jié)構(gòu)，其專利申請?zhí)枮?01420445609.5，該專利所提供的裝置主要包含：一轉(zhuǎn)軸，及數(shù)個連接該轉(zhuǎn)軸且彼此角度間隔的葉片模組。每一葉片模組包括一連接該轉(zhuǎn)軸的格柵式葉片，以及數(shù)個可前后擺動地垂掛于該格柵式葉片上的擺動葉片。該風力葉片裝置主要是通過任一葉片模組中迎風面?zhèn)刃D(zhuǎn)過軸心至背風面?zhèn)葧r，通過擺動葉片的迎風面閉合及背風面的開啟而產(chǎn)生軸心兩邊的扭力差異而運轉(zhuǎn)，借此能提高裝置整體的旋轉(zhuǎn)扭力與風力使用效率。而申請人提出的申請?zhí)?01520473765.7號專利，是以數(shù)個陣列式排列的葉杯來構(gòu)成葉片模組。另外，第201520914279.4號專利則是結(jié)合前述兩件專利案的格柵式葉片與葉杯而構(gòu)成葉片模組。

另一方面，有鑒于一般地面上設(shè)有例如電線桿、路燈、樹干、建筑物柱子等柱狀物，若能善用各種地上柱狀物結(jié)構(gòu)來與風力葉片裝置結(jié)合，可增加風力葉片裝置的安裝場所、提升其應(yīng)用性，并能普遍應(yīng)用于日常生活環(huán)境中，借此通過風力發(fā)電達到綠色能源的環(huán)保需求。而在裝置運轉(zhuǎn)時，則必須考慮如何減緩機械振動，以期達到保護裝置、運轉(zhuǎn)順暢的效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種可以緩沖機械振動、有效保護裝置、運轉(zhuǎn)順暢，而且應(yīng)用場所廣泛的風力發(fā)電裝置。

一種風力發(fā)電裝置，適用于設(shè)置在一個柱狀體的周圍，并包含一個底座、一個承載模組、一個轉(zhuǎn)軸模組、數(shù)個連接該轉(zhuǎn)軸模組且彼此等角度間隔的葉片模組，以及一個發(fā)電模組，該底座包括一個底壁，以及一個自該底壁周緣朝上延伸并圍繞該柱狀體的圍壁，該底壁與該圍壁共同界定出一個容槽，該承載模組能轉(zhuǎn)動地設(shè)置于該容槽，并包括一個承載座，以及數(shù)個位于該承載座底部并用于支撐該承載座的彈性支撐輪，該轉(zhuǎn)軸模組自該承載座向上延伸并圍繞該柱狀體，該轉(zhuǎn)軸模組界定出一個供該柱狀體穿伸通過的軸向空間，該發(fā)電模組連接該轉(zhuǎn)軸模組，并將所述葉片模組受到風力驅(qū)動轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生的動能轉(zhuǎn)換成電能。

本發(fā)明所述的風力發(fā)電裝置，該底座的該容槽能容裝一液體，該承載座能受到該液體的浮力作用。

本發(fā)明所述的風力發(fā)電裝置，該承載座包括一個基壁，該基壁為一個由中央往周緣逐漸向上弧曲延伸的盤狀體。

本發(fā)明所述的風力發(fā)電裝置，還包含至少一個設(shè)置于該轉(zhuǎn)軸模組與該柱狀體間的軸承，該軸承包括一個與該柱狀體固定結(jié)合的內(nèi)環(huán)套、一個能轉(zhuǎn)動地圍繞該內(nèi)環(huán)套的外環(huán)套，以及數(shù)個位于該內(nèi)環(huán)套與該外環(huán)套間的滾珠。

本發(fā)明所述的風力發(fā)電裝置，該轉(zhuǎn)軸模組包括一個圍繞該柱狀體且呈中空筒狀體的轉(zhuǎn)軸。

本發(fā)明所述的風力發(fā)電裝置，該轉(zhuǎn)軸包括至少兩個圍繞該柱狀體且相互組裝結(jié)合的轉(zhuǎn)軸殼體。

本發(fā)明所述的風力發(fā)電裝置，該轉(zhuǎn)軸包括三個圍繞該柱狀體且相互組裝結(jié)合的轉(zhuǎn)軸殼體，所述葉片模組分別連接所述轉(zhuǎn)軸殼體。

本發(fā)明所述的風力發(fā)電裝置，該轉(zhuǎn)軸模組包括數(shù)個間隔并共同界定該軸向空間的轉(zhuǎn)軸柱體，以及至少一個連接于所述轉(zhuǎn)軸柱體周圍并將所述轉(zhuǎn)軸柱體圈圍固定住的連結(jié)體。

本發(fā)明所述的風力發(fā)電裝置，還包含一個設(shè)置于該柱狀體與該轉(zhuǎn)軸模組間的浮球模組，該浮球模組位于該承載座上，并包括設(shè)置于該柱狀體周圍且上下間隔的一個頂板與一個底板，以及數(shù)個位于該頂板與該底板間并圍繞該柱狀體而排列的浮球，該底板具有數(shù)個貫孔，該承載座包括數(shù)個分別連通所述貫孔的穿孔。

本發(fā)明的有益效果在于：通過該承載座與所述彈性支撐輪承載該轉(zhuǎn)軸模組、葉片模組、發(fā)電模組等元件的重量，并能緩沖機械振動力量，可以有效保護裝置，延長元件使用壽命，使本發(fā)明運轉(zhuǎn)順暢。而且本發(fā)明可直接安裝于路面上，或各種環(huán)境、各種場合現(xiàn)有的柱狀體周圍，于應(yīng)用上非常方便且應(yīng)用場所廣泛。

附圖說明

本發(fā)明的其他的特征及功效，將于參照圖式的實施方式中清楚地呈現(xiàn)，其中：

圖1是一立體圖，顯示本發(fā)明風力發(fā)電裝置的一第一實施例；

圖2是該第一實施例的一立體圖；

圖3是該第一實施例的一局部前視剖視圖；

圖4是一類似圖1的立體圖，同時顯示該第一實施例運轉(zhuǎn)時的狀態(tài)，圖中該風力發(fā)電裝置的其中幾個擺動葉片開啟；

圖5是一局部前視剖視圖，顯示本發(fā)明風力發(fā)電裝置的一第二實施例；

圖6是一局部剖視放大圖，同時顯示該第二實施例的數(shù)個浮球相對于圖5狀態(tài)往上移動；

圖7是一立體圖，顯示本發(fā)明風力發(fā)電裝置的一第三實施例；

圖8是該第三實施例的一俯視圖；

圖9是一立體圖，顯示本發(fā)明風力發(fā)電裝置的一第四實施例。

具體實施方式

在本發(fā)明被詳細描述前，應(yīng)當注意在以下的說明內(nèi)容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1～4，本發(fā)明風力發(fā)電裝置的一第一實施例，適用于設(shè)置在一柱狀體1的周圍，該柱狀體1可例如但不限于：電線桿、路燈、建筑物的支撐桿柱，或者為樹木的樹干，或者可以為任何適用于供本發(fā)明安裝于其周圍的柱狀結(jié)構(gòu)，或者可以于本發(fā)明預(yù)定安裝場地先行架設(shè)一柱狀物以作為該柱狀體1。該柱狀體1可以是任何形態(tài)，可以為三角柱、四角柱、圓柱、H形柱…等等。本實施例的柱狀體1底部伸入地面10下。本實施例的風力發(fā)電裝置包含：一底座2、一承載模組3、一轉(zhuǎn)軸模組4、數(shù)個葉片模組5，數(shù)個軸承6，以及一發(fā)電模組7。

該底座2包括一呈水平且設(shè)置于地面10上的底壁21，以及一自該底壁21周緣朝上延伸并圍繞該柱狀體1的圍壁22。該底壁21與該圍壁22共同界定出一容槽20，該容槽20可容裝一液體，但容裝液體并非絕對必要。該底座2材質(zhì)不限，可以為塑膠、金屬、玻璃纖維…等等，只要不會使該液體漏出即可。該液體種類不限，例如但不限于水，只要能提供該承載座31浮力即可。該柱狀體1的底部穿過該底壁21而伸入地面10下，該柱狀體1與該底壁21間可設(shè)有圖未示的橡膠環(huán)圈或利用防水樹脂等涂料密著，使兩者間有良好的密封結(jié)合效果。此外，該底座2頂部也可選擇性地加設(shè)一蓋體23(圖3)，通過該蓋體23可減少液體水分蒸散。該蓋體23的中心部位與該柱狀體1間可以保有一定的間隙231，以作為水分蒸散出口。

該承載模組3可轉(zhuǎn)動地設(shè)置于該容槽20，并包括一能受到該容槽20中的該液體作用而產(chǎn)生浮力的承載座31、一可拆離地安裝在該承載座31頂部以遮蔽該承載座31的內(nèi)部空間的頂蓋33，以及數(shù)個位于該承載座31底部的彈性支撐輪32。該承載座31位于該底座2中可受到該底座2保護，該承載座31包括一基壁34，以及一自該基壁34周緣向上延伸且圍繞該柱狀體1的周壁35。該基壁34外形為一個由中央往周緣逐漸向上弧曲延伸的盤狀體，該承載座31包括間隔的一上表面311與一下表面312，該上表面311與該下表面312皆由中央部位往周緣逐漸向上延伸呈曲面。所述彈性支撐輪32用于支撐該承載座31，并具有使該承載座31能順暢轉(zhuǎn)動的功能。每一彈性支撐輪32的輪體由具有彈性(例如橡膠)的材質(zhì)制成，可緩沖上方元件的機械振動，而且可如同一般輪子轉(zhuǎn)動。每一彈性支撐輪32也可以為一個具有彈性的圓珠，而該底座2的底壁21上可設(shè)置凹槽(圖未示)，以供所述圓珠配合嵌設(shè)，如此也有助于該承載模組3順暢轉(zhuǎn)動。

該轉(zhuǎn)軸模組4自該承載座31向上延伸并圍繞該柱狀體1，該轉(zhuǎn)軸模組4界定出一供該柱狀體1穿伸于其中的軸向空間40。具體來說，本實施例的轉(zhuǎn)軸模組4包括一圍繞該柱狀體1且呈中空筒狀體的轉(zhuǎn)軸41，該轉(zhuǎn)軸41包括三個圍繞該柱狀體1并能相互組裝結(jié)合的轉(zhuǎn)軸殼體411，所述轉(zhuǎn)軸殼體411為各自獨立的元件，其對接結(jié)合后共同形成中空的該轉(zhuǎn)軸41。借此使該轉(zhuǎn)軸41為可拆開、可組裝結(jié)合的形式，如此方便于該轉(zhuǎn)軸41安裝于該柱狀體1周圍。本實施例的轉(zhuǎn)軸模組4橫截面為圓環(huán)形，但于實施時也可以是方環(huán)、三角環(huán)、多邊形環(huán)或其他形態(tài)。

所述葉片模組5連接該轉(zhuǎn)軸模組4且彼此等角度間隔。本實施例的葉片模組5的數(shù)量與所述轉(zhuǎn)軸殼體411的數(shù)量相同，所述葉片模組5連接對應(yīng)的轉(zhuǎn)軸殼體411，也就是說為一對一地連接。但于實施時不限于此，例如，也可以僅設(shè)置兩個可相互對接的轉(zhuǎn)軸殼體411，但葉片模組5設(shè)置三個、四個或更多個。本實施例的每一葉片模組5包括一格柵51，以及數(shù)個安裝在該格柵51上的擺動葉片52。該格柵51包括數(shù)個橫向延伸的第一柵桿511、數(shù)個直立的第二柵桿512，以及數(shù)個由所述第一柵桿511與第二柵桿512界定出的葉片空間513(圖4)。所述擺動葉片52分別對應(yīng)所述葉片空間513的位置安裝，每一擺動葉片52具有一位于上方并與該格柵51固定的連接端521，以及一位于該連接端521下方的擺動端522。本發(fā)明的每一葉片模組5的運轉(zhuǎn)原理如同本說明書背景技術(shù)所述。而且所述葉片模組5的結(jié)構(gòu)非本發(fā)明的改良重點，而且也不須限定其結(jié)構(gòu)，所以不再說明。

所述軸承6彼此上下間隔地設(shè)置于該轉(zhuǎn)軸模組4的軸向空間40，而且位于該轉(zhuǎn)軸模組4與該柱狀體1間。本實施例的軸承6可采用滾珠軸承，每一軸承6包括一與該柱狀體1固定結(jié)合的內(nèi)環(huán)套61、一可轉(zhuǎn)動地圍繞該內(nèi)環(huán)套61的外環(huán)套62，以及數(shù)個位于該內(nèi)環(huán)套61與該外環(huán)套62間的滾珠63。本發(fā)明所述軸承6不一定要采用市面上高規(guī)格、高精密度的軸承結(jié)構(gòu)，任何可幫助該轉(zhuǎn)軸模組4轉(zhuǎn)動順暢的元件都可以應(yīng)用于此處。

該發(fā)電模組7連接該轉(zhuǎn)軸模組4，并將所述葉片模組5受到風力驅(qū)動轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生的動能轉(zhuǎn)換成電能。該發(fā)電模組7包括一連動轉(zhuǎn)動地安裝在該轉(zhuǎn)軸模組4周圍的轉(zhuǎn)子71、一圍繞該轉(zhuǎn)子71并且不轉(zhuǎn)動的定子72，以及數(shù)個將該定子72固定住的固定件73。所述固定件73的一端連接該定子72，另一端延伸鎖固于地面10。實際上該發(fā)電模組7還設(shè)有圖未示出連接電路、電子元件等等，但由于該發(fā)電模組7的結(jié)構(gòu)非本發(fā)明改良重點，所以不再說明。

本發(fā)明使用時，當所述葉片模組5受到風力驅(qū)動運轉(zhuǎn)時，會帶動該轉(zhuǎn)軸模組4如圖4箭頭A所示繞該柱狀體1轉(zhuǎn)動，部分葉片模組5的擺動葉片52開啟，不再蓋住相對應(yīng)的該葉片空間513。其中，通過所述軸承6設(shè)計使該轉(zhuǎn)軸模組4穩(wěn)定且順暢地轉(zhuǎn)動，并帶動該轉(zhuǎn)子71相對于該定子72旋轉(zhuǎn)以產(chǎn)生感應(yīng)電流輸出，從而達到風力發(fā)電效果。由于該轉(zhuǎn)軸模組4設(shè)置于該承載座31上，而所述葉片模組5、發(fā)電模組7、軸承6等元件皆是設(shè)置于該轉(zhuǎn)軸模組4上，也就是說，上述元件皆可受到該承載座31承載。而該底座2可容裝液體，液面位置接觸該承載座31的該下表面312，該承載座31可浮在該液面上，通過液體對該承載座31的浮力作用可減緩承載座31上方元件的水平方向與鉛直方向的機械振動。而該承載座31下方設(shè)有可為球狀或其他形狀的所述彈性支撐輪32，可輔助本發(fā)明裝置順暢轉(zhuǎn)動，并可承受上方元件減去因下端浮力后所剩的重力，以及緩沖機械振動，并能承受與減緩裝置瞬間跳動的沖力。

值得一提的是，該承載座31會隨該轉(zhuǎn)軸模組4轉(zhuǎn)動，在該承載座31旋轉(zhuǎn)過程中，于旋軸中心處的液面因離心力而下降，而越接近裝置外圍處則因轉(zhuǎn)速越快而液面高度越高，如此可使該底座2因為上述液體分布而形成一穩(wěn)固的底盤，并配合本實施例該承載座31的基壁34曲面設(shè)計，具有更穩(wěn)定、良好的支撐承重設(shè)計。

綜上所述，本發(fā)明通過該承載座31與所述彈性支撐輪32來承載該轉(zhuǎn)軸模組4、葉片模組5、發(fā)電模組7等元件的重量，并能緩沖機械振動力量，可以有效保護裝置，延長元件使用壽命，使本發(fā)明運轉(zhuǎn)順暢。更進一步地，若該底座2內(nèi)容裝該液體，于本發(fā)明運轉(zhuǎn)時，可形成穩(wěn)定可靠的底部承重結(jié)構(gòu)，并進一步緩沖機械振動。但本發(fā)明該底座2不以容裝液體為必要。此外，本發(fā)明可直接安裝于路面上，或各種環(huán)境、各種場合現(xiàn)有的柱狀體1周圍，于應(yīng)用上非常方便，可安裝地點廣泛，對于風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)有非常大的助益。

參閱圖5、6，本發(fā)明風力發(fā)電裝置的一第二實施例，與該第一實施例的結(jié)構(gòu)大致相同，不同的地方在于，本實施例還包含一設(shè)置于該柱狀體1與該轉(zhuǎn)軸模組4間的浮球模組8。該浮球模組8位于該承載座31的該上表面311，并包括設(shè)置于該柱狀體1周圍且上下間隔的一頂板81與一底板82，以及數(shù)個位于該頂板81與該底板82間并圍繞該柱狀體1而排列的浮球83。該底板82具有數(shù)個貫穿其頂面與底面的貫孔821。該承載座31包括數(shù)個貫穿其上表面311與下表面312并分別連通所述貫孔821的穿孔313。

本實施例運轉(zhuǎn)時，該底座2內(nèi)的液體可經(jīng)由該承載座31的穿孔313與該浮球模組8的貫孔821進入該底板82與該頂板81間的空間，使所述浮球83可受到所述液體浮力而往上(如圖6)，且所述浮球83會被限位于該頂板81下方。本實施例的浮球模組8類似于軸承的功能，因此該柱狀體1無論采用H型鋼柱、方柱、圓柱、三角柱或樹木的樹干，都可通過該浮球模組8與所述軸承6的配合，使該轉(zhuǎn)軸模組4圍繞該柱狀體1順暢轉(zhuǎn)動。通過該浮球模組8提供軸承功能，由于其中使用到液體與浮球83，有利于配合各種柱狀體1的不同外形而配合安裝。

補充說明的是，于該承載座31底部靠近外圍處也可設(shè)置數(shù)個圖未示的船型突塊，船型突塊的船頭可配合本發(fā)明運轉(zhuǎn)方向設(shè)置，使船型突塊可與液體流動方向配合，可提升該承載座31與其他元件的轉(zhuǎn)動穩(wěn)定性。

參閱圖7、8，本發(fā)明風力發(fā)電裝置的一第三實施例，與該第一實施例的結(jié)構(gòu)大致相同，不同的地方在于該轉(zhuǎn)軸模組4與所述葉片模組5的結(jié)構(gòu)。

本實施例的轉(zhuǎn)軸模組4包括數(shù)個間隔并共同界定該軸向空間40的轉(zhuǎn)軸柱體42，以及數(shù)個彼此上下間隔且連接于所述轉(zhuǎn)軸柱體42周圍的連結(jié)體43。在本實施例中，所述轉(zhuǎn)軸柱體42的數(shù)量為三個，并間隔排列成三角形，每一轉(zhuǎn)軸柱體42的橫截面為十字形，可使用十字形硬質(zhì)材料制成。所述連結(jié)體43用于將所述轉(zhuǎn)軸柱體42圈圍固定住，每一連結(jié)體43可利用焊接或其他方式結(jié)合于所述轉(zhuǎn)軸柱體42上。于實施時，轉(zhuǎn)軸柱體42的橫截面也可以為T形、圓形、三角形、L形、H形等各種形狀，而且也可以采用四支、五支或更多支呈長柱狀的轉(zhuǎn)軸柱體42來圍繞該柱狀體1，只要為至少三支即可。而且為了減輕振動，轉(zhuǎn)軸柱體42可以采用質(zhì)量較輕的材料。本實施例的葉片模組5的數(shù)量為三個，并且一對一地分別連接所述轉(zhuǎn)軸柱體42。此外，本實施例的柱狀體1的長度較短，也就是說，本發(fā)明也可以安裝在此種長度較短的柱狀體1周圍。

本實施例的每一葉片模組5包括一格柵51，以及數(shù)個呈陣列式排列于該格柵51上且大致呈碗型的葉杯53。此種結(jié)構(gòu)的葉片模組5同樣能達到受風力驅(qū)動而轉(zhuǎn)動的效果。

此外，本實施例相較于該第一實施例，設(shè)置更多數(shù)量的彈性支撐輪32，其中三個位于內(nèi)圈，另外三個位于外圈，更多的彈性支撐輪32可提升承載上方元件的承載穩(wěn)定度。補充說明的是，本發(fā)明的使用環(huán)境不受限制，例如也可以應(yīng)用于易結(jié)冰的地區(qū)與國家，由于本發(fā)明運轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生熱，因此結(jié)冰表面處會因熱融化而有一層水，本發(fā)明仍可運轉(zhuǎn)，所述彈性支撐輪32即于結(jié)冰表面上轉(zhuǎn)動。

參閱圖9，本發(fā)明風力發(fā)電裝置的一第四實施例，與該第一實施例的結(jié)構(gòu)大致相同，不同的地方在于：本實施例的轉(zhuǎn)軸41以上下方向的觀點來看，包括上下間隔的一本體段412與一底段413，以及一連接于該本體段412與該底段413間的擴大段414。該本體段412、該底段413與該擴大段414共同界定該軸向空間40。而且本實施例的轉(zhuǎn)軸41同樣可以由數(shù)個轉(zhuǎn)軸殼體411相互對接形成。本實施例的發(fā)電模組7包括一個固定地與該柱狀體1結(jié)合的定子72，以及一個圍繞于該定子72外圍并與該轉(zhuǎn)軸41連動結(jié)合的轉(zhuǎn)子71。也就是說，本實施例為內(nèi)圈定子72、外圈轉(zhuǎn)子71的設(shè)計。該轉(zhuǎn)軸41將該發(fā)電模組7完全包覆住，具有防雨水功能，且該擴大段414頂部由上往下逐漸徑擴的設(shè)計，當下雨時有助于雨水順著該擴大段414外表面滴落至地面。