專利名稱：垂直軸向風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)備的領(lǐng)域，特別涉及一種垂直軸向風(fēng)力發(fā)電機(jī)的可 降低噪音提高運(yùn)轉(zhuǎn)效率的葉輪結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
風(fēng)力能的使用迄今已有數(shù)千年的歷史，早期多應(yīng)用于農(nóng)業(yè)灌溉及研磨谷物，而風(fēng) 力能屬于一種永不耗竭、無污染的自產(chǎn)性能源。風(fēng)力發(fā)電機(jī)的原理是通過將風(fēng)力轉(zhuǎn)換成機(jī) 械能，再由機(jī)械能帶動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電。一般而言，風(fēng)力發(fā)電機(jī)依照轉(zhuǎn)動(dòng)主軸與水平面的相對(duì)位置可分為水平軸向風(fēng)力 發(fā)電機(jī)(Horizontal Axis Wind Turbine)與垂直軸向風(fēng)力發(fā)電機(jī)(VerticalAxis Wind Turbine)兩種。其中的垂直軸向風(fēng)力發(fā)電機(jī)本身不需要調(diào)向裝置，而以葉片的受風(fēng)阻力做 功，或利用葉片受到風(fēng)的升力而做功，故能在不受風(fēng)向的影響下進(jìn)行發(fā)電。請(qǐng)參閱圖1，為一般垂直軸向風(fēng)力發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，該垂直軸向風(fēng)力發(fā) 電機(jī)10包括一支撐桿11、一葉輪12及一發(fā)電裝置13，該支撐桿11垂直設(shè)于地面上；該葉 輪12包含復(fù)數(shù)個(gè)軸接環(huán)121，且該多個(gè)軸接環(huán)121周緣向外輻射等分設(shè)置有復(fù)數(shù)個(gè)支撐臂 122，且于各個(gè)軸接環(huán)121的對(duì)應(yīng)支撐臂122末端連接設(shè)有一葉片123，如圖中所示，該多個(gè) 軸接環(huán)121以上下成對(duì)的方式軸接于該支撐桿11頂部；該發(fā)電裝置13設(shè)在該支撐桿下方 而與該葉輪動(dòng)力銜接。當(dāng)該葉輪12受風(fēng)轉(zhuǎn)動(dòng)后，其轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械能可帶動(dòng)發(fā)電裝置13產(chǎn)生 電能。此外，一般垂直軸向風(fēng)力發(fā)電機(jī)10是將該葉輪12軸設(shè)于該支撐桿11的頂部，該 多個(gè)葉片123受到風(fēng)力吹動(dòng)所產(chǎn)生的阻力，不僅可帶動(dòng)該葉輪12的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生電力，由于風(fēng) 力來向并不固定，加上該葉輪12轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的離心力，均會(huì)使該支撐桿11產(chǎn)生晃動(dòng)；再者，為 了增加受風(fēng)效果而會(huì)增加該支撐桿11的設(shè)置高度，其晃動(dòng)幅度也相對(duì)增加，更容易發(fā)生危 險(xiǎn)；另外，該葉輪12受風(fēng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在各個(gè)葉片123的端緣(如第1圖中A處所示)會(huì)產(chǎn)生切 風(fēng)及翼尖擾流等現(xiàn)象，不但會(huì)引起運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的噪音，翼尖擾流現(xiàn)象更是造成該葉輪12轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 會(huì)晃動(dòng)的主因，而影響發(fā)電效率。因此，本設(shè)計(jì)人有鑒于一般垂直軸向風(fēng)力發(fā)電機(jī)10在使用上的缺失，而提供一種 用以減少噪音發(fā)生，且能有效提升發(fā)電效率的垂直軸向風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉輪結(jié)構(gòu)，加上安裝 在特殊設(shè)計(jì)的支架后，而能徹底避免運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的晃動(dòng)及噪音。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的一目的，旨在提供一種垂直軸向風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉輪結(jié)構(gòu)，利用靜音 環(huán)的結(jié)構(gòu)以降低因風(fēng)切或翼尖擾流所產(chǎn)生的噪音，且該多個(gè)靜音環(huán)還能增加葉片間的結(jié)構(gòu) 穩(wěn)固性，同時(shí)避免翼尖擾流所造成運(yùn)轉(zhuǎn)中晃動(dòng)問題而大幅提升發(fā)電效率。本實(shí)用新型的另一目的，旨在提供一種垂直軸向風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉輪結(jié)構(gòu)，利用支 撐臂的特殊葉片型結(jié)構(gòu)，而減少由該多個(gè)支撐桿所造成的風(fēng)切噪音。[0009]為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型的垂直軸向風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉輪，供以安裝在一垂直軸 向風(fēng)力發(fā)電機(jī)的軸桿上，其包括至少兩軸接環(huán)，中央具有一軸孔，供以穿設(shè)該軸桿，且該多 個(gè)軸接環(huán)的周緣分別向外輻射等分設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)支撐臂；復(fù)數(shù)個(gè)葉片，各葉片分別連接設(shè)于 各軸接環(huán)對(duì)應(yīng)的支撐臂末端，使該多個(gè)葉片與該多個(gè)軸接環(huán)的軸孔的軸線方向平行；及一 對(duì)靜音環(huán)，分別連接設(shè)于各個(gè)葉片的頂端及底端，使該多個(gè)葉片與該多個(gè)靜音環(huán)連接成一 體。且該多個(gè)靜音環(huán)的寬度大于等于該葉片的厚度的1.5倍。再者，該靜音環(huán)的兩面皆為 平面狀；或該靜音環(huán)由剖面觀之呈半圓形，且該靜音環(huán)與該多個(gè)葉片鄰接的一面為平面狀， 此兩種型式的靜音環(huán)都能確實(shí)降低該葉輪運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的風(fēng)切及翼尖擾流的噪音問題。在一實(shí)施中，該支撐臂的剖面結(jié)構(gòu)與該葉片的剖面形狀結(jié)構(gòu)相同，而能有效切開 氣流并減少該葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的風(fēng)切現(xiàn)象。在一實(shí)施例中，該多個(gè)軸接環(huán)的軸孔內(nèi)更具有一軸承，以增加該葉輪組接在該軸 桿時(shí)的潤(rùn)滑度，降低摩擦力而提升發(fā)電效率。

圖1為一般垂直軸向風(fēng)力發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型第一實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型第一實(shí)施例的安裝在一垂直軸向風(fēng)力發(fā)電機(jī)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型第一實(shí)施例的該靜音環(huán)與該葉片的剖視圖；圖5為本實(shí)用新型第二實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實(shí)用新型第二實(shí)施例的該靜音環(huán)與該葉片的剖視圖。附圖標(biāo)記說明現(xiàn)有技術(shù)10_垂直軸向風(fēng)力發(fā)電機(jī)；11-支撐桿；12-葉輪；121-軸接環(huán)；122-支 撐臂；123-葉片；13-發(fā)電裝置。本實(shí)用新型20_葉輪；21-軸接環(huán)；211-軸孔；212-支撐臂；213-軸承；22-葉片； 23-靜音環(huán)；W-靜音環(huán)的寬度；T-葉片的厚度；30-支架；31-軸桿；40-葉輪；41-軸接環(huán)； 411-支撐臂；42-葉片；43-靜音環(huán)。
具體實(shí)施方式
為使貴審查委員能清楚了解本實(shí)用新型的內(nèi)容，謹(jǐn)以下列說明搭配圖式，敬請(qǐng)參 閱。請(qǐng)參閱圖2、圖3、圖4，分別為本實(shí)用新型第一實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖，及其安 裝在一垂直軸向風(fēng)力發(fā)電機(jī)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖，以及該靜音環(huán)與該葉片的剖視圖。如圖中所 示，本實(shí)用新型的垂直軸向風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉輪20，供組接在一支架30的軸桿31上，該葉輪 20包括一對(duì)軸接環(huán)21、復(fù)數(shù)個(gè)葉片22及一對(duì)靜音環(huán)23。其中，該多個(gè)軸接環(huán)21的中央具有一軸孔211，且由該多個(gè)軸接環(huán)21的周緣分別 向外輻射等分設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)支撐臂212，如圖中所示，該多個(gè)軸接環(huán)21呈上下對(duì)稱而設(shè)置在 該軸桿31上，且該多個(gè)支撐臂212呈圓桿狀結(jié)構(gòu)體，以作為加強(qiáng)連接該多個(gè)葉片的用途。再 者，在該多個(gè)軸接環(huán)21的軸孔211內(nèi)設(shè)有一軸承213，供與該軸桿31相互套接，以增加該葉 輪20組接在該軸桿31時(shí)的潤(rùn)滑度，降低該葉輪20運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦力而提升發(fā)電效率。
4[0024]該每一葉片22以垂直方式設(shè)置，且該每一葉片22的上、下端部分別連接設(shè)在上、 下軸接環(huán)21對(duì)應(yīng)的支撐臂212末端，而使該多個(gè)葉片22與該多個(gè)軸接環(huán)21的軸孔211的 軸線方向形成平行的狀態(tài)。該對(duì)靜音環(huán)23分別連接設(shè)在各個(gè)葉片22的頂端及底端，使該多個(gè)葉片22與該多 個(gè)靜音環(huán)23連接成一體。應(yīng)注意的是，該靜音環(huán)23的兩面皆為平面狀，且該多個(gè)靜音環(huán)23 的寬度(W)大于等于該葉片22的厚度⑴的1. 5倍(如圖4所示)，亦即W彡1. 5T。綜上所述，當(dāng)風(fēng)力驅(qū)動(dòng)該葉輪20的葉片22轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，連帶也會(huì)帶動(dòng)該多個(gè)軸接環(huán)21 作轉(zhuǎn)動(dòng)，氣流受到該多個(gè)葉片22沖擊后，會(huì)沿著該多個(gè)葉片22向上或向下的氣流無法通過 該多個(gè)靜音環(huán)23，而減少該多個(gè)葉片22端部的風(fēng)切現(xiàn)象及避免翼尖擾流的發(fā)生而降低噪 音；再者，該多個(gè)靜音環(huán)23還能加強(qiáng)該葉輪20整體的強(qiáng)度及穩(wěn)固性，而能使該葉輪20運(yùn)轉(zhuǎn) 更加穩(wěn)定以提高發(fā)電效率。再者，請(qǐng)?jiān)僖徊㈤唸D5、圖6，為本實(shí)用新型第二實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖，以及 該靜音環(huán)與該葉片的剖視圖。在第二實(shí)施例中，其葉輪40的構(gòu)件與該第一實(shí)施例相同，同 樣可組接在該軸桿30上，只有該多個(gè)葉片42的長(zhǎng)度較長(zhǎng)而使用三個(gè)軸接環(huán)41，且該支撐臂 411的剖面結(jié)構(gòu)與該葉片42的剖面形狀結(jié)構(gòu)相同，而能有效切開氣流并減少該葉輪40轉(zhuǎn)動(dòng) 時(shí)的風(fēng)切現(xiàn)象；再者，該多個(gè)靜音環(huán)43由剖面觀之呈半圓形，且該多個(gè)靜音環(huán)43與該多個(gè) 葉片42頂端及底端鄰接處的一面為平面狀，亦可通過該多個(gè)靜音環(huán)43而能降低該葉輪40 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的風(fēng)切及翼尖擾流的噪音問題，且加強(qiáng)該葉輪40整體的強(qiáng)度及穩(wěn)固性，在此不再贅 述。如上所述，僅為本實(shí)用新型的數(shù)種實(shí)施例而已，并非用以限定本實(shí)用新型的實(shí)施 范圍，其他如該多個(gè)葉片或該多個(gè)支撐臂的尺寸、形狀或材質(zhì)等，及本技術(shù)領(lǐng)域熟習(xí)此技 術(shù)者所作出的其他均等變化，在不脫離本實(shí)用新型的精神與范圍下，其所作的均等變化與 修飾，皆應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的專利范圍內(nèi)。綜上所述，本實(shí)用新型的垂直軸向風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉輪，系具有專利的創(chuàng)作性，及對(duì) 產(chǎn)業(yè)的利用價(jià)值；申請(qǐng)人爰依專利法的規(guī)定，向鈞局提起新型專利的申請(qǐng)。
權(quán)利要求一種垂直軸向風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉輪，供以安裝在一垂直軸向風(fēng)力發(fā)電機(jī)的軸桿上，其特征在于，包括至少兩軸接環(huán)，中央具有一軸孔，供以穿設(shè)該軸桿，且該多個(gè)軸接環(huán)的周緣分別向外輻射等分設(shè)有多個(gè)支撐臂；多個(gè)葉片，各葉片分別連接在各軸接環(huán)對(duì)應(yīng)的支撐臂末端，使該多個(gè)葉片與該多個(gè)軸接環(huán)的軸孔的軸線方向平行；及一對(duì)靜音環(huán)，分別連接在各個(gè)葉片的頂端及底端，使該多個(gè)葉片與該多個(gè)靜音環(huán)連接成一體。
2.如權(quán)利要求1所述的垂直軸向風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉輪，其特征在于，該多個(gè)靜音環(huán)的寬 度大于等于該葉片的厚度的1. 5倍。
3.如權(quán)利要求1或2所述的垂直軸向風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉輪，其特征在于，該靜音環(huán)的兩面 皆為平面狀。
4.如權(quán)利要求1或2所述的垂直軸向風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉輪，其特征在于，該靜音環(huán)由剖面 觀之呈半圓形，且該靜音環(huán)與該多個(gè)葉片鄰接的一面為平面狀。
5.如權(quán)利要求1所述的垂直軸向風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉輪，其特征在于，該支撐臂與該葉片 的剖面形狀相同。
6.如權(quán)利要求1所述的垂直軸向風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉輪，其特征在于，該多個(gè)軸接環(huán)的軸 孔內(nèi)更具有一軸承。
專利摘要一種垂直軸向風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉輪，系包括至少兩軸接環(huán)、多個(gè)葉片及一對(duì)靜音環(huán)。其中，該多個(gè)軸接環(huán)中心具有一軸孔，且各軸接環(huán)的周緣分別向外輻射等分設(shè)有多個(gè)支撐臂；該多個(gè)葉片系連接設(shè)在各個(gè)軸接環(huán)對(duì)應(yīng)的支撐臂末端，使該多個(gè)葉片與該多個(gè)軸孔的軸線方向平行；該多個(gè)靜音環(huán)又分別連接在該多個(gè)葉片的頂端及底端。本實(shí)用新型在使用時(shí)，可利用該多個(gè)靜音環(huán)降低切風(fēng)及翼尖擾流的噪音，并以連接各個(gè)葉片而增加該葉輪結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)固性，亦能大幅提高其運(yùn)轉(zhuǎn)效能。
文檔編號(hào)F03D3/06GK201747519SQ201020255198
公開日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2010年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月8日
發(fā)明者李佳原 申請(qǐng)人:李佳原