[发明专利]风驱动装置及其组合装置

说明书

技术领域

本发明有关于一种风驱动装置，尤指一种具有大致上与风向成直角的 旋转轴线的风力发动机。

背景技术

近年来在环保意识高涨及油价持续攀升的全球趋势下，再生能源如风 力发电市场开始急速成长，在模组化风力机并联运转方面，Becker等人曾 于美国专利US-7132760中提出将垂直轴风力机以水平方式放置并运转的风 力发电系统，虽然失去多向迎风的优点，但由于垂直轴装置具有视觉冲击 性相对较低及安全性较高的优点，故适合直接装置在住宅楼顶，不过由于 Becker的设计过于强调阻力叶片的外观设计，除效能低落之外，制造成本 也相对太高，因此始终未能大量生产。

而为解决Darrieus型风力机因固定pitch而不易起动的问题，Gorlov 在美国专利US-5451137中提出螺旋式叶片的设计，稍后由Cochrane在其 英国专利GB-2404227中采用其构想并修改为适用于风力机的设计。螺旋式 叶片有连续性的不定攻角，启动时不易死锁，因此没有Darrieus型风力机 难以自行启动的问题，然而螺旋状的翼截面叶片其制造难度较高，在难以 降低成本的限制下也不易推广。

因此Kelland于美国专利US-4456429中提出将H-type式叶片斜置的 设计，其启动效能较传统H-type叶片略高，但启动后的发电性能仍差，因 此始终未能普及。

在国内专利方面，第I284180号发明专利中提出将多架垂直轴风力机 叶片以共轴配置的方式并联运转的设计，然而叶片设计效率太低，而且维 持垂直安装的配置，局限了并联模组的发展。第M288334号新型专利中利 用阻力式叶片配合棘轮的设计，确实能有效提升起动性能，然而过于复杂 的机构也使得制造及维修成本相对提高。

由上述简介可知，目前国际上的研发主流是朝向建造更巨大且昂贵的 机型，此一趋势并不适合国内产业发展。模组化风力机利用规格化组件及 并联运转的配置，可以用数量补足传统小型风力机设计的不足，而且安装 更具弹性，没有塔架或场地的限制，因此可以用相对较低的成本达到洁净 发电的目的，但由于本岛的商用风场几乎都已被财团持有，因此发展小型 模组化风力机以应用在公共建设或住宅区，将成为风力发电市场新的发展 及出路，然而，目前市面上小型风力机大多有低速起动时性能较差的缺点， 因此并不适合装置于风速相对较低例如都市或住宅等区域。

本申请人鉴于已知技术中存在的缺陷，经过悉心试验与研究，终于创 作出本发明的风驱动装置，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种风驱动装置，以非对称的方式配置叶片斜 角，不但可使启动扭矩大幅提称，而且可用模组化并联运转的方式，弥补 单一模组在供电时的不稳定度，以大幅提升小型风力机系统对于复杂流场 空间的适应度，并提高风力发电的机动性及普及性。

本发明的目的是这样实现的，一种风驱动装置，用于将风转换为动能， 该风驱动装置包括：

一基架；

一翼片架，以一轴承而与该基架相连接且一旋转轴通过该轴承，该翼 片架以该旋转轴为中心而相对于该基架旋转；

多个翼片，每一所述翼片具有呈笔直状的一翼展，所述翼片以所述翼 展相互平行的方式装设于该翼片架，且该翼展与该旋转轴间的一夹角大于 零度。

在本发明的一较佳实施方式中，该风驱动装置还包括一动力输出装置。

在本发明的一较佳实施方式中，该动力输出装置为一直驱发电机、一 变速箱或一传动装置。

在本发明的一较佳实施方式中，该直驱发电机直接接受来自该旋转轴 的旋转动力。

在本发明的一较佳实施方式中，该翼片架的材质为合金钢、镁合金、 铝合金、钛合金、碳纤维、玻璃纤维、玻璃金属、复合材料或上述材质的 组合。

在本发明的一较佳实施方式中，该翼片的材质为合金钢、镁合金、铝 合金、钛合金、碳纤维、玻璃纤维、玻璃金属、复合材料或上述材质的组 合。

在本发明的一较佳实施方式中，该旋转轴与风向成直角。

在本发明的一较佳实施方式中，该旋转轴与地面成直角。

在本发明的一较佳实施方式中，该旋转轴与地面成平行。

在本发明的一较佳实施方式中，所述翼片的整体质心落于该旋转轴。

在本发明的一较佳实施方式中，所述翼片是以非轴对称的方式装设于 该翼片座。