TW201331469A - 垂直軸向之風力裝置 - Google Patents

Abstract

本發明為一種垂直軸向之風力裝置，該風力裝置包括有一設置於地面上且具一支撐桿之支撐組、一設置在支撐組上方且包含有螺旋盤體及複數葉片組之轉動組、一設置轉動組上方並與複數葉片組連動之壓彈組，以及一與支撐桿頂部樞接的框架，其透過螺旋盤體上設置的複數葉片組開啟狀態承受風力推動而帶動轉動組及支撐桿旋轉，達到將風力推動支撐桿而帶動齒輪件與其配合之動力轉換組轉換為機械動力；當風力過強或轉動組旋轉速度過快時，透過該支撐組向下並旋移帶動壓彈組，使該複數葉片組受壓彈組向下移動而閉合，該複數葉片組成閉合狀態時承受風力推動的轉速為最小，可保護並避免該風力裝置承受太大的風力加速磨耗或破壞。

Description

垂直軸向之風力裝置

　　本發明是提供一種風力裝置，尤指一種垂直軸向的風力裝置。

　　近年來，能源開發已為全球關注的問題之一，人們利用水力、風力、地熱、火力、太陽能等地球上各種環境獲取能源，故，如何由環境中獲取能源並減少人為破壞是近年來欲求解決的問題。

　　日前風力裝置皆為定點式的旋轉設置，在於該風力裝置的轉換機械動力為風力推動葉片旋轉，但是大型的風力裝置其葉片推動所需的推動力需求大，進而導致風力裝置的價格及維修費用高昂；若風力裝置設為小型時，其葉片也隨著風力裝置為小型設置，但是當風力過強時，該葉片隨著過大的風力推動而加速旋轉，而過快的旋轉速度以導致風力裝置加速磨耗而損壞。

　　有鑑於此，本發明人再加以改良習知風力裝置，並結合從事相關事業之多年經驗，針對上述問題，提出一種垂直軸向的風力裝置，使風力裝置可任意改變葉片以承受風力推動角度，以克服習知之缺點。

　　本發明的主要目的，在於將風力轉換為機械動力。

　　為達前述發明的目的，本發明採用的技術方案是提供一種垂直軸向之風力裝置，該風力裝置包括有一設置於地面上且具一支撐桿之支撐組、一設置在支撐組上方且包含有螺旋盤體及複數葉片組之轉動組、一設置轉動組上方並與複數葉片組連動之壓彈組，以及一與支撐桿頂部樞接的框架，其透過螺旋盤體上設置的複數葉片組開啟狀態承受風力推動而帶動轉動組旋轉，達到將風力轉換為機械動力。

　　本發明藉由上述技術可達到至少具有下列優點：

　1.本發明垂直軸向之風力裝置透過壓彈組及支撐組改變葉片組開啟或閉合的角度，使本發明可由葉片組角度的變化承受風力推動，而改變轉動組的旋轉速度。

　2.本發明透過螺旋盤體的設置，風力推動葉片組並可環繞螺旋盤體由下往上集收風力，達到在推動葉片組帶動旋轉。

　3.本發明可利用葉片組的角度變化改變旋轉速度，在於隨著過大的風力而降低葉片組承受風力角度，可保護並避免該風力裝置承受太大的風力加速磨耗或破壞。

　　茲為使　貴審查委員對本發明之結構特徵及所達成之功效更有進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例圖及配合詳細之說明，說明如後：

　　有關本發明之詳細說明及技術內容，現就配合圖式說明如下：

　　首先請參閱第1、第2、第3及第4圖所示，本發明為垂直軸向之風力裝置，該風力裝置2包括一支撐組3、一轉動組4、一壓彈組5，以及一框架6；其中

　　該支撐組3包含有

　　一支撐座31，該支撐座31與地面透過固鎖元件(圖中未示)連結固定，該支撐座31上方延設一凸桿部311，該凸桿部311上方延設一桿徑略大的凸軸312，該凸桿部311近上方外側設有外螺紋部313，該支撐座31、凸桿部311與凸軸312的中心設有一軸孔314，該支撐座31與凸桿部311連接的外側設有複數補強肋315，加強支撐座31的強度；

　　一支撐桿32，該支撐桿32一端穿伸該支撐座31之軸孔314至地面內與一固定座37樞接固定，該固定座37上方設有一與該支撐桿32嵌接並同步軸動之齒輪件321，以及與該齒輪件321配合之一動力轉換組322，該支撐桿32另一端向上穿設；

　　一轉盤33，該轉盤33底部設有一內螺孔331，該轉盤33穿伸該支撐座31並透過內螺孔331與支撐座31之凸桿部311的外螺紋部313螺合，該轉盤33頂部設有一容置空間332，該容置空間332內側設有一與轉盤33連接之凸環333，該轉盤33外側設有一轉動握把334，透過該轉動握把334帶動轉盤33旋轉並可上下移動；

　　一滾珠軸承34，該滾珠軸承34設置該轉盤33的容置空間332內側，且該滾珠軸承34外側與該轉盤33連接固定及上方受到該凸環333的壓掣定位；

　　一軸套35，該軸套35設置在該轉盤33之容置空間332內並穿套在該支撐座31的凸軸312外側，該軸套35近末端設有與該滾珠軸承34內側連接固定之一圓盤體351，該軸套35上方設有數個第一、第二支撐架352、353連結之一第一鈎盤354，該第一鈎盤354設有一第一內鈎盤355及一第一外鈎盤356，以及分佈設置於該第一鈎盤354連結的複數第一補強件357；以及

　　一第二鈎盤36穿伸該支撐桿32，該第二鈎盤36設有一第二內鈎盤361及一第二外鈎盤362，以及分佈設置於該第二鈎盤36連結的複數第二補強件363，該第二鈎盤36與第一鈎盤354相對設置，其第二內鈎盤361及第二外鈎盤362與該第一內鈎盤355及第一外鈎盤356為交錯設置。

　　該轉動組4與該支撐桿32連結，包含有

　　一第一圓盤41，該第一圓盤41設置於該第二鈎盤36上方並穿伸連結該支撐桿32；

　　一螺旋盤體42，該螺旋盤體42螺旋環繞連結該支撐桿32並設置在該第一圓盤41上方；

　　至少一葉片組43，該葉片組43為數個葉片431組合，該葉片組43的數個葉片431是各透過一軸桿432穿伸該些葉片431之連結側433並平均螺旋排列設置在螺旋盤體42上，該些葉片431相對連結側433的一側設有一第一嵌槽434及一第二嵌槽435；以及

　　一第二圓盤44，該第二圓盤44設置該螺旋盤體42上方並穿伸連結該支撐桿32。

　　該壓彈組5包括有

　　一固定盤51，該固定盤51設置在該第二圓盤44的上方並與該支撐桿32的頂部樞接；

　　複數彈性元件52，該些彈性元件52設置在該固定盤51及該第二圓盤44之間；以及

　　複數內支桿53及複數外支桿54，該些內支桿53及該些外支桿54一端由複數螺帽55螺接固定於固定盤51上方，其另一端分別穿伸固定盤51、複數彈性元件52、第二圓盤44、螺旋盤體42、第一圓盤41並與該第二鈎盤36連結鎖固，該些內支桿53相對連接設置該些葉片431之第一嵌槽434，該些外支桿54相對連接設置該些葉片431之第二嵌槽435，該些內支桿53與外支桿54分別透過相對的二連接件436與該些葉片431連結形成連動狀態。

　　該框架6的一端內設置有一軸承61並與該支撐桿32頂端樞接固定，該框架6另一端延伸設置地面連結並固定。

　　由上述各構件形成垂直軸向的風力裝置2。

　　本發明欲實施，請同時配合第5圖及第6圖所示，風力裝置2設置在所需位置，在風力過大時，透過該轉動握把334帶動轉盤33的內螺孔331與凸桿部311的外螺紋部313螺合旋轉向下旋移，該滾珠軸承34與軸套35依該轉盤33帶動向下，該軸套35的第一鈎盤354之第一內鈎盤355與第一外鈎盤356下拉並與相對設置的第二鈎盤36之第二內鈎盤361與第二外鈎盤362形成抵接，該第二鈎盤36與其連結鎖固的該些內、外支桿53、54也向下移動旋轉，該壓彈組5承受該些內、外支桿53、54下拉而向下移動，該些葉片組43各受到相對的二連接件436與該些內、外支桿53、54向下連動，但該轉動組4之第一圓盤41、螺旋盤體42、第二圓盤44因與該支撐桿32連結無法垂直移動， 使該些葉片組43成閉合狀態並貼附於螺旋盤體42上，該些葉片組43與該螺旋盤體42角度夾角為最小值，該些彈性元件52則受該固定盤51向下移動並受卡止的該第二圓盤44壓迫而緊縮，此時轉動組4承受風力推動為最小，使該風力裝置2之轉動組4帶動該支撐桿32作緩慢圓周旋轉，降低該支撐桿32同步軸動的齒輪件321與配合的動力轉換組322的轉速，即可保護且避免承受太大的風力加速磨耗或破壞。

　　反之，將該轉動握把334帶動轉盤33與凸桿部 311螺合旋轉向上旋移，並透過緊縮的該些彈性元件52將固定盤51及其固定的該些內、外支桿53、54回彈，該些葉片組43一側各由相對的二連接件436與該些內、外支桿53、54垂直向上連動分離於螺旋盤體42上而成開啟狀態，該些葉片組43及第二鈎盤36即可省力快速復歸原位，風力可由任何方位推動開啟狀態之該些葉片組43，該轉動組4之該些葉片組43承受風力的推動使其作圓周旋轉，當該第二鈎盤36與第一鈎盤354成分離狀態且該些葉片431與螺旋盤體42之間的夾角最大不超過90度，使該轉動組4承受風力推動轉速為最大值，該支撐桿32帶動同步軸動的齒輪件321，達到可將風力透過動力轉換組322作最有效率的轉換機械動力。

　　本發明螺旋盤體42外側更可增加複數補強柱7，如第7圖所示，使該螺旋盤體42在轉動時更穩定，避免螺旋盤體42轉動時晃動造成的旋轉動力磨耗。

　　最後請參閱第8圖所示，本發明各由該相對的二連接件436受該些內、外支桿53、54帶動上下移動時，該些內、外支桿53、54與該些葉片431擺動旋轉而不與第一嵌槽434及第二嵌槽435干涉；本發明該些葉片431兩端除一般矩形設置，該些葉片431a、431b更可設為如第9圖所示第一實施或如第10圖所示第二實施之形狀，且其各形狀以不妨礙該些葉片431開啟或閉合之設置。

　　本發明已藉上述較佳實施例加以說明，以上所述者，僅為本發明之較佳實施例，並非用來限定本發明實施之範圍。凡依本發明申請專利範圍所述之技術特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包含於本發明之申請專利範圍內。

2．．．風力裝置

3．．．支撐組

31．．．支撐座

311．．．凸桿部

312．．．凸軸

313．．．外螺紋部

314．．．軸孔

315．．．補強肋

32．．．支撐桿

321．．．齒輪件

322．．．動力轉換組

33．．．轉盤

331．．．內螺孔

332．．．容置空間

333．．．凸環

334．．．轉動握把

34．．．滾珠軸承

35．．．軸套

351．．．圓盤體

352．．．第一支撐架

353．．．第二支撐架

354．．．第一鈎盤

355．．．第一內鈎盤

356．．．第一外鈎盤

357．．．第一補強件

36．．．第二鈎盤

361．．．第二內鈎盤

362．．．第二外鈎盤

363．．．第二補強件

37．．．固定座

4．．．轉動組

41．．．第一圓盤

42．．．螺旋盤體

43．．．葉片組

431、431a、431b．．．葉片

432．．．軸桿

433．．．連結側

434．．．第一嵌槽

435．．．第二嵌槽

44．．．第二圓盤

5．．．壓彈組

51．．．固定盤

52．．．彈性元件

53．．．內支桿

54．．．外支桿

55．．．螺帽

6．．．框架

61．．．軸承

7．．．補強柱

第1圖：係本發明垂直軸向之風力裝置配置前視圖。

第2圖：係本發明支撐組之局部放大圖。

第3圖：係本發明轉動組之部分局部放大圖。

第4圖：係本發明壓彈組之局部放大圖。

第5圖：係本發明支撐組作動示意之局部放大圖。

第6圖：係本發明垂直軸向之風力裝置作動之示意圖。

第7圖：係本發明轉動組之補強柱局部放大實施示意圖。

第8圖：係本發明葉片之實施作動局部放大圖。

第9圖：係本發明葉片之第一實施狀態圖。

第10圖：係本發明葉片之第二實施狀態圖。

2．．．風力裝置

3．．．支撐組

31．．．支撐座

32．．．支撐桿

321．．．齒輪件

322．．．動力轉換組

37．．．固定座

4．．．轉動組

41．．．第一圓盤

42．．．螺旋盤體

43．．．葉片組

431．．．葉片

432．．．軸桿

44．．．第二圓盤

5．．．壓彈組

51．．．固定盤

52．．．彈性元件

6．．．框架

Claims (9)

1. 一種垂直軸向之風力裝置，該風力裝置包括一支撐組、一轉動組、一壓彈組，以及一框架；其中該支撐組包含有一支撐座，設置與地面鎖固，該支撐座的上方延設一凸桿部，該凸桿部的上方延設有一凸軸；一支撐桿，其一端穿伸該支撐座、凸桿部、凸軸，並與設在地面內的一固定座樞接固定；一轉盤，在底部穿伸該支撐座，該轉盤的頂部設有一容置空間；一滾珠軸承，設置並壓掣定位在該轉盤之容置空間內側；一軸套，設置在該轉盤之容置空間內並穿套該凸軸的外側，該軸套近末端設有與該滾珠軸承內側連接固定之一圓盤體，該軸套上方設有一第一鈎盤，該第一鈎盤設有一第一內鈎盤及一第一外鈎盤，該第一鈎盤透過數個第一支撐架、第二支撐架與該軸套連結；以及一第二鈎盤，穿伸該支撐桿，該第二鈎盤設有一第二內鈎盤及一第二外鈎盤，該第二鈎盤與該第一鈎盤相對設置，該第二內鈎盤及第二外鈎盤與該第一內鈎盤及第一外鈎盤為交錯設置；該轉動組與該支撐桿連結，該轉動組包含有一第一圓盤，設置於該第二鈎盤上方並穿伸連結該支撐桿；一螺旋盤體，係螺旋環繞連結該支撐桿並設置在該第一圓盤的上方；至少一葉片組，該葉片組為複數葉片組合，該葉片組的各葉片是分別透過一軸桿穿伸該葉片之連結側，並平均螺旋排列設置該螺旋盤體上，該些葉片相對連結側之一側設有一第一嵌槽及一第二嵌槽；以及一第二圓盤，設置該螺旋盤體的上方並穿伸連結該支撐桿；該壓彈組包含有一固定盤，係設置在該第二圓盤上方並與該支撐桿的頂部樞接；複數彈性元件，設置在該固定盤及該第二圓盤之間；以及複數內支桿、複數外支桿，係分別穿伸該固定盤、該些彈性元件、該第二圓盤、螺旋盤體、第一圓盤並與該第二鈎盤連結設置，該些內支桿相對樞設在該些葉片之第一嵌槽，該些外支桿相對樞設在該些葉片之第二嵌槽；該框架，其一端與該支撐桿的頂端樞接固定，該框架另一端延伸設置地面連結固定。
2. 如申請專利範圍第1項所述之垂直軸向之風力裝置，其中，該轉盤之容置空間內側設有一與該轉盤連接之凸環，該滾珠軸承的外側與該轉盤連接固定，該滾珠軸承的上方受該凸環壓掣並定位。
3. 如申請專利範圍第1項所述之垂直軸向之風力裝置，其中，該固定座上方設有一與該支撐桿嵌接同軸動之齒輪件，以及與該齒輪件配合之一動力轉換組。
4. 如申請專利範圍第1項所述之垂直軸向之風力裝置，其中，該凸桿部近上方外側設有外螺紋部，該轉盤底部設有一與該凸桿部之外螺紋部相互螺接之內螺孔。
5. 如申請專利範圍第1項所述之垂直軸向之風力裝置，其中，該轉盤外側設有一轉動握把，該轉動握把帶動該轉盤旋轉上下移動。
6. 如申請專利範圍第1項所述之垂直軸向之風力裝置，其中，該支撐座上設有複數補強肋。
7. 如申請專利範圍第1項所述之垂直軸向之風力裝置，其中，該第一鈎盤之第一內鈎盤及第一外鈎盤之間設有複數第一補強件，該第二鈎盤之第二內鈎盤及第二外鈎盤之間設有複數第二補強件。
8. 如申請專利範圍第1項所述之垂直軸向之風力裝置，其中，該些內、外支桿分別透過相對的二連接件與該些葉片連結形成連動。
9. 如申請專利範圍第1項所述之垂直軸向之風力裝置，其中，該螺旋盤體的外側設有複數補強柱。