专利名称：复合式风力发电机的制作方法
CN 102926936 A书明说1/5页复合式风力发电机技术领域
本发明关于一种风力发电装置，尤其是一种可因风力调整进气型态的风力发电装置。
背景技术：
风力发电不仅能提供人类生活所需的电能，同时又能兼具环境保护与持续能源的发展。利用来自大自然的风力，带动一风力发电装置的叶片旋转，再利用该叶片旋转后所产生的轴功，带动一发电机产生电能。该电能产生方式符合现代环保议题，可避免因电能的转换生成而造成环境的恶性负担。
请参阅图I所示，现有管束式风力发电装置9具有一导流管91与一轴流发电装置 92，通过该导流管91汇集自然风力，将该自然风力集中于该导流管91内，使该自然气流能顺着该导流管91内传输至该轴流发电装置92，使该轴流发电装置92能集中接收气流，增加该轴流发电装置92的电力输出，完成风力发电的作动。
对该轴流发电装置92而言，风力是最主要的动力来源。然而，风力并非是一成不变的，当风力够大时，通过该导流管91的汇集可顺利推动该轴流发电装置92，产生电能；当风力变小时，进入该导流管91的气流量也随的减少，更由于该导流管91内的径向截面积无任何变化，无法对气流提供加速效果，使该气流无法推动该轴流发电装置92，造成风力发电的供电效果不佳，使得该管束式风力发电装置9的使用效能受到风力的限制。发明内容
本发明的主要目的是提供一种复合式风力发电机，该风力发电机可根据风力调整流道的径向截面积，使该风力发电装置可适用于风力较小的情况。
为达到前述发明目的，本发明所运用的技术手段包含有一种复合式风力发电机，包含一第一管体，具有一第一端与一第二端，该第一端设有一进风口，该第一管体内形成一第一流道；一第二管体，设于该第一管体的第一流道内，该第二管体内形成一第二流道；一挡流组件，设置于该第一管体与第二管体之间，该挡流组件具有数个挡板，该数个挡板可借助风力在第一管体与第二管体间启闭；及一发电组件，设置于该第一流道内。
本发明的复合式风力发电机，其中，该数个挡板各具有一扣合部与一环抵部。
本发明的复合式风力发电机，其中，该挡流组件具有一支架，该支架具有数个连接部与数个扣接部，该数个连接部连接于该第一管体的内管壁，该数个挡板的各扣合部活动枢接于与各该挡板相对的该支架的各扣接部。
本发明的复合式风力发电机，其中，该支架的结构为八边形。
本发明的复合式风力发电机，其中，该挡流组件具有数个弹性组件，该数个弹性组件与该数个挡板对应设置，该数个弹性组件一端结合于该第一管体的管壁，另一端抵接于与各该弹性组件相对的该数个挡板的一端面，使该数个挡板的环抵部可活动的环抵该第二4管体的管壁。
本发明的复合式风力发电机，其中，该数个弹性组件各具有一弹性元件、一抵顶部及一固定座，该弹性元件一端结合该抵顶部，另一端结合该固定座，该抵顶部抵接于与各该弹性组件相对的该数个挡板的一端面，该固定座设于该第一管体的内管壁。
本发明的复合式风力发电机，其中，该固定座具有一容置空间，可收纳被压缩的弹性元件。
本发明的复合式风力发电机，其中，该第一管体的第一端设有数个导流口。
本发明的复合式风力发电机,其中，该数个导流口包含一第一导流口，该第一导流口设于该第一管体的第一端的顶部。
本发明的复合式风力发电机，其中，该数个导流口包含一第二导流口，该第二导流口设于该第一管体的第一端的喉部。
本发明的复合式风力发电机，其中，该第一管体的第一流道内设有一第一缩径部。
本发明的复合式风力发电机，其中，该第二管体的第二流道内设有一第二缩径部。
本发明的复合式风力发电机，其中，该第一缩径部延伸至该第一管体的第二端的径向截面积逐渐扩大。
本发明的复合式风力发电机,其中，该发电组件具有一第一轴流发电机，该第一轴流发电机设置于该第一缩径部。
本发明的复合式风力发电机，其中，该发电组件具有一第二轴流发电机，该第二轴流发电机设置于该第二缩径部。
本发明的复合式风力发电机，其中，设有一第三管体，该第三管体沿该第一管体的外壁环设，具有一开口端与一封闭端，该第三管体的内壁与该第一管体的外壁形成一出风道，该封闭端与该第一管体的第二端形成一间隙，使该出风道与第一流道的气流由该间隙相通。
本发明的复合式风力发电机，其中，该第三管体的开口端设有数个迎风口与数个引流口。
本发明的复合式风力发电机，其中，该数个迎风口的开口高度皆高于相对应的数个引流口的开口高度。
图I:现有管束式风力发电结构示意图。
图2本发明复合式风力发电机架构图。
图3本发明复合式风力发电机挡流组件分解图。
图4:本发明较小风力的挡流组件位置图。
图5:本发明较大风力的挡流组件位置图。
图6本发明复合式风力发电机较小气流图。
图7:本发明复合式风力发电机较大气流图。
主要元件符号说明〔本发明〕I第一管体11第一端 111进风口 112数个导流口112a第一导流口 112b第二导流口 12第二端 121间隙 13第一流道131第一缩径部2第二管体21第二流道 211第二缩径部3挡流组件31支架311连接部 312扣接部32数个挡板321扣合部322挡流部 323环抵部33弹性组件331弹性元件 332抵顶部 333固定座4发电组件41第一轴流发电机 42第二轴流发电机5第三管体51开口端511数个迎风口 511a第一迎风口 511b第二迎风口 512数个引流口 512a第一引流口 512b第二引流口 52封闭端 9管束式风力发电装置91导流管 92轴流发电装置。
具体实施方式
为让本发明的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举本发明的较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下请参照图2、3所示，本发明的复合式风力发电机包含一第一管体I、一第二管体2、一挡流组件3及一发电组件4。该第二管体2设置于该第一管体I内，该挡流组件3设置于该第一管体I的管壁与第二管体2的管壁间，该发电组件4设于该第一管体I与第二管体2内。
该第一管体I为一中空管体，具有一第一端11与一第二端12,该第一端11设有一进风口 111，该进风口 111的开口朝向水平方向以接收风力，该进风口 111的管壁底端可向外延伸，以利引导自然气流由该进风口 111进入。该第一管体I可在该第一端11的转折处设有数个导流口 112，该数个导流口 112的设置位置与数量在此并不设限，较佳可如本实施例中，包含一第一导流口 112a及一第二导流口 112b。其中，该第一导流口 112a设于该第一管体I的顶部，并于该处接收风力形成一导流，以避免该第一管体I的顶部受到水平方向的风力作用形成高压区，使进气更加顺畅；该第二导流口 112b设于该第一管体I的喉部，并于该处接收风力形成另一导流，以避免气流进入进风口 111后，因为流向改变而在该第一管体I的喉部产生气流干扰。
该第一管体I的内壁形成一第一流道13，该第一流道13内较佳设有一第一缩径部 131，且位于该第一管体I的第一端11与第二端12之间，使该气流进入该第一流道13后，可因为该第一流道13的径向截面积缩减，而达到气流在该第一缩径部131处加速的效果。在本实施例中，该第一流道13的径向截面积变化，自该第一端11以相同的径向截面积往该第二端12的方向延伸，并在该第一端11与该第二端12之间逐渐缩小形成一第一缩径部131, 接着再由该第一缩径部131逐渐扩大该第一流道13的径向截面积，并延伸至该第一管体I 的第二端12。
该第二管体2为一中空管体，设置于该第一管体I的第一流道13内。该第二管体 2的内壁形成一第二流道21，该第二流道21的截面积小于该第一流道13的截面积，且该第二流道21与第一流道13相通。该第二流道21可如本实施例中，设有一第二缩径部211，使该气流进入该第二流道21后，可因为该第二流道21的径向截面积缩减，而达到气流在该第二缩径部211处加速的效果。
请参阅图3所示，该挡流组件3—端环接该第一管体I的管壁，另一端可活动的环抵该第二管体2的管壁。当风力较小时，可将该第一流道13的气流导入第二流道21内；当风力较大时，可利用风力将该挡流组件3推离该第二管体2的管壁，使气流同时流动于该第一流道13与第二流道21。该挡流组件3的挡流结构与作动方法在此并不设限，较佳可如本实施例中，具有一支架31、数个挡板32及数个弹性组件33。
该支架31可为一多边形的设置，并具有数个顶点与数个边，在此并不设限。较佳可如本实施例中为一八边形架构，并具有八个顶点的数个连接部311与八个边的数个扣接部312，且该数个连结部311可使用焊接等现有结合方法结合于该第一管体I的内管壁。该数个挡板32各具有一扣合部321、挡流部322及一环抵部323，该数个档板32可通过该扣合部321活动枢接于相对的该数个扣接部312，并使该数个档板32的挡流部322置于该第一管体I与第二管体2间的第一流道13内，其中，该挡流部322的一端紧邻该第一管体I 的内管壁，另一端的环抵部323可活动的抵接于该第二管体2的管壁。
该数个弹性组件33与该数个挡板32对应设置，各具有一弹性元件331、一抵顶件 332及一固定座333。该弹性元件331的一端连接该抵顶件332，另一端连接于该固定座 333，该固定座333可如本实施例中具有一容置空间，当该弹性元件331受到外力作用而压缩时，可使该弹性元件331收纳于该容置空间内。该固定座333设于该第一管体I的内管壁，该抵顶部332抵顶各该挡板32的一端面，该数个弹性元件331除了可提供一支撑力外， 更可借助外力作用而压缩，使该数个挡板32的环抵部323可活动的环抵该第二管体2的管壁。
请参阅图4、5所示，更详言之，当进入该第一流道13的风力较小时，由于该气流对该数个挡板32的作用力小于该数个弹性组件33对该数个挡板32的支撑力，故该数个挡板 32的环抵部323会紧抵该第二管体2的管壁，并通过该数个挡板32的挡流部322，将气流自该第一流道13引入该第二流道21 ;当进入该第一流道13的风力较大时，由于该气流对该数个挡板32的作用力大于该数个弹性组件33对该数个挡板32的支撑力，故该数个挡板 32会挤压该数个弹性组件33，使该弹性性元件331压缩至该固定座333的容置空间内，使得该数个挡板32的环抵部323与第二管体2的管壁间具有空隙供气流通过，使气流同时通过该第一流道13与第二流道21。
该发电组件4设置于该第一流道13内。在本实施例中，该发电组件4可包含一第一轴流发电机41及一第二轴流发电机42。该第一轴流发电机41较佳设于该第一流道13 的第一缩径部131，该第二轴流发电机42较佳设于该第二流道21的第二缩径部211，当风力够大时，该气流的作用力会推开该数个挡板32，使得气流同时通过该第一流道13与第二流道21，同时推动该第一轴流发电机41与第二轴流发电机42 ;当风力较小时，该挡板31的环抵部323会紧抵该第二管体2的管壁，使该第一流道13的气流完全进入该第二流道21， 推动该第二轴流发电机42。
为使该进风效果能得到进一步的提升，在本实施例中可设有一第三管体5。该第三管体5沿着该第一管体I的外壁环设，并具有一开口端51与一封闭端52。该开口端51设有数个迎风口 511与数个引流口 512，该数个迎风口 511与数个引流口 512的数量并不设限， 较佳可如本实施例中设有一第一迎风口 511a、一第二迎风口 511b、一第一引流口 512a及一第二引流口 512b，以增加排气效率，且该数个迎风口 511的开口高度皆高于相对应的数个引流口 512的开口高度。该第三管体5的内壁与该第一管体I的外壁间形成一出风道，该第三管体5的封闭端52与该第一管体I的第二端12形成一间隙121,使得该第一流道13 与出风道的气流由该间隙121相互流通。
请参阅图6所示，更详言之，本发明复合式风力发电机通过该进风口 111汇集自然气流，再将该气流引入该第一流道13。通过该第一导流口 112a与第二导流口 112b的导流作用，降低该第一流道13内转折处的高压扰流效应，使自然气流能更顺利的沿着该第一流道13流动。当风力较小时，由于气流对该数个挡板32的作用力小于该数个弹性组件33对该数个挡板32的支撑力，故该挡板32的环抵部323会紧抵该第二管体2的管壁，并将该第一流道13的气流完全引入该第二流道21，由于该第二流道21的径向截面积小于该第一流道13，故该气流由该第一流道13进入第二流道21会产生一加速效果，而当该气流经由该第二流道21进入第二缩径部211时，也会因为径向截面积的缩减再次使得气流加速，令该气流具有比刚入进风口 111时更快的风速，并顺利的推动位于该第二缩径部211的第二轴流发电机42。
请参阅图7所示，当风力较大时，由于气流对该数个挡板32的作用力大于该数个弹性组件33对该数个挡板32的支撑力，风力会将该挡板32的环抵部323推离该第二管体2的管壁，使得气流同时通过该第一流道13与第二流道21。如上所述，该气流经由该第二流道21进入第二缩径部211时，会因为径向截面积的缩减使得气流加速，令该第二轴流发电机42获得较佳的动能。当该气流通过该第二流道21而进入该第一流道13后，该气流会与沿着第一管体I与第二管体2间的分流再度汇集，并经过该第一流道13的第一缩径部 131，利用径向截面积的缩减达到气流加速的效果，并推动位于该第一缩径部131处的第一轴流发电机41，使该发电组件4具有双层的输出动力。
由于该第一管体I的第二端12与该第三管体5的封闭端52具有间隙121，使该第一流道13与出风道的气流相通，不论风力大或小，该气流必由该间隙121流入该出风道，并从该出风道的数个迎风口 511与数个引流口 512流出，该数个迎风口 511较佳设置于迎风向，使得风力将排出的气流由该数个迎风口 511吹向该数个弓丨流口 512。由于该数个弓I流口 512的开口高度皆低于相对的该数个迎风口 511的开口高度，故当气流由该数个迎风口 511 吹往该数个引流口 512时，借助气流相互牵引的效果，会牵拉相对低端的该数个引流口 512 的空气，并于该处形成一相对低压，产生一负压效应，让该数个引流口 512处的拔风效应更加明显，加速该出风道内的气流排出，提升整体的进气流速，进而提升风力发电效率。
本发明的复合式风力发电机，可根据风力大小调整气流通过的径向截面积，使该风力发电装置能于不同的风力情况作出相对应的调适，具有增加该发电装置的适用风力范围的功效。
权利要求
1.一种复合式风力发电机，其特征包含一个第一管体，具有一个第一端与一个第二端，该第一端设有一个进风口，该第一管体内形成一个第一流道；一个第二管体，设于该第一管体的第一流道内，该第二管体内形成一个第二流道；一个挡流组件，设置于该第一管体与第二管体之间，该挡流组件具有数个挡板，该数个挡板受控于风力在第一管体与第二管体间启闭；及一个发电组件，设置于该第一流道内。
2.权利要求I所述的复合式风力发电机，其特征在于，该数个挡板各具有一个扣合部与一个环抵部。
3.权利要求2所述的复合式风力发电机，其特征在于，该挡流组件具有一个支架，该支架具有数个连接部与数个扣接部，该数个连接部连接于该第一管体的内管壁，该数个挡板的各扣合部活动枢接于与各该挡板相对的该支架的各扣接部。
4.权利要求3所述的复合式风力发电机，其特征在于，该支架的结构为八边形。
5.权利要求2、3或4所述的复合式风力发电机，其特征在于，该挡流组件具有数个弹性组件，该数个弹性组件与该数个挡板对应设置，该数个弹性组件一端结合于该第一管体的管壁，另一端抵接于与各该弹性组件相对的该数个挡板的一端面，使该数个挡板的环抵部活动的环抵该第二管体的管壁。
6.权利要求5所述的复合式风力发电机，其特征在于，该数个弹性组件各具有一个弹性元件、一个抵顶部及一个固定座，该弹性元件一端结合该抵顶部，另一端结合该固定座， 该抵顶部抵接于与各该弹性组件相对的该数个挡板的一端面，该固定座设于该第一管体的内管壁。
7.权利要求6所述的复合式风力发电机，其特征在于，该固定座具有一个可收纳被压缩的弹性元件的容置空间。
8.权利要求I所述的复合式风力发电机，其特征在于，该第一管体的第一端设有数个导流口。
9.权利要求8所述的复合式风力发电机，其特征在于，该数个导流口包括一个第一导流口，该第一导流口设于该第一管体的第一端的顶部。
10.权利要求8所述的复合式风力发电机，其特征在于，该数个导流口包括一个第二导流口，该第二导流口设于该第一管体的第一端的喉部。
11.权利要求I所述的复合式风力发电机，其特征在于，该第一管体的第一流道内设有一个第一缩径部。
12.权利要求I所述的复合式风力发电机，其特征在于，该第二管体的第二流道内设有一个第二缩径部。
13.权利要求11所述的复合式风力发电机，其特征在于，该第一缩径部延伸至该第一管体的第二端的径向截面积逐渐扩大。
14.权利要求11所述的复合式风力发电机，其特征在于，该发电组件具有一个第一轴流发电机，该第一轴流发电机设置于该第一缩径部。
15.权利要求12所述的复合式风力发电机，其特征在于，该发电组件具有一个第二轴流发电机，该第二轴流发电机设置于该第二缩径部。
16.权利要求I所述的复合式风力发电机，其特征在于，设有一个第三管体，该第三管体沿该第一管体的外壁环设，具有一个开口端与一个封闭端，该第三管体的内壁与该第一管体的外壁形成一个出风道，该封闭端与该第一管体的第二端形成一个间隙，使该出风道与第一流道的气流由该间隙相通。
17.权利要求16所述的复合式风力发电机，其特征在于，该第三管体的开口端设有数个迎风口与数个引流口。
18.权利要求17所述的复合式风力发电机，其特征在于，该数个迎风口的开口高度皆高于相对应的数个引流口的开口高度。
全文摘要
本发明涉及一种复合式风力发电机，其包含一个第一管体，具有一个第一端与一个第二端，该第一端设有一个进风口，该第一管体内形成一个第一流道；一个第二管体，设于该第一管体的第一流道内，该第二管体内形成一个第二流道；一个挡流组件，设置于该第一管体与第二管体之间，该挡流组件具有数个挡板，该数个挡板可借助风力在第一管体与第二管体间启闭；及一个发电组件，设置于该第一流道内。
文档编号F03D11/00GK102926936SQ201110378028
公开日2013年2月13日 申请日期2011年11月24日 优先权日2011年8月9日
发明者戴昌贤, 徐子圭, 罗四维 申请人:屏东科技大学