專利名稱：風(fēng)力發(fā)電機的葉片螺距自動調(diào)整裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是與風(fēng)力發(fā)電有關(guān)，特別是關(guān)于一種風(fēng)力發(fā)電機的葉片螺距自動調(diào)整裝置。
背景技術(shù)：
風(fēng)力發(fā)電乃是借助自然界的風(fēng)力作用在風(fēng)力發(fā)電機的葉片上，驅(qū)使葉片轉(zhuǎn)動而帶動發(fā)電機運轉(zhuǎn)以產(chǎn)生電力的綠色能源技術(shù)，而從力學(xué)上來說，葉片的翼型截面的種類攻角 (angle of attack)與升力系數(shù)間是具有一定之關(guān)系，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機葉片的攻角達到某種程度時，升力系數(shù)提高至其最大限度，而產(chǎn)生失速(stall)現(xiàn)象，也即流經(jīng)葉片表面的氣流剝離而發(fā)生擾流，此時的葉片雖不具升力作用，但阻力作用仍然存在，是以，葉片若欲得到升力，即必需使葉片前后緣連結(jié)的弦長線(chord line)與風(fēng)之間的角度(即攻角)被維持在適當(dāng)?shù)墓ぷ鞣秶鷥?nèi)。由于自然風(fēng)力的風(fēng)速并不穩(wěn)定，造成風(fēng)力發(fā)電機的葉片轉(zhuǎn)速也隨之變化，一般而言，當(dāng)葉片的轉(zhuǎn)速低于額定轉(zhuǎn)速時，轉(zhuǎn)速越高則螺距(Pitch)角度越小越可獲得較佳的升力，因此，在先前技術(shù)中、特別是大型風(fēng)力發(fā)電機技術(shù)范疇內(nèi)，即有利用螺距控制(pitch control，或稱旋角控制)裝置，通過改變?nèi)~片的螺距角以使攻角被維持在適當(dāng)?shù)墓ぷ鞣秶?，確保升力作用的存在。而上述的螺距控制裝置，在已用技術(shù)中則如美國第6465901號專利或中國臺灣第 097140081號發(fā)明專利申請案中所揭露般，均需具備有如馬達等動力源，設(shè)置于輪轂(hub) 內(nèi)部，而以適當(dāng)?shù)膫鲃釉尤~片旋轉(zhuǎn)，以改變?nèi)~片的螺距角度，以達到調(diào)整攻角的效果；惟，上述已知的技術(shù)由于構(gòu)件繁雜且以輪轂內(nèi)部空間足夠容納為必要的條件，因此，縱可被應(yīng)用于大型風(fēng)力發(fā)電機，卻非中、小型風(fēng)力發(fā)電機所可應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種風(fēng)力發(fā)電機的葉片螺距自動調(diào)整裝置，其無需設(shè)置額外的動力元件即能自動改變調(diào)整葉片的螺距角。為了達成上述目的，本發(fā)明所提供風(fēng)力發(fā)電機的葉片螺距自動調(diào)整裝置，它包含有—輪轂，具有一轂身，至少三接合部，是分設(shè)在該轂身的周側(cè)；至少三葉片，分別具有一長形葉身，一接合端是位于該葉身長軸一端，而與一對應(yīng)的接合部交疊地串接結(jié)合，用以使各該葉片結(jié)合在該輪轂上；各該葉片是分別得沿各該葉身的長軸方向，各自相對于該轂身在一伸出及一縮回位置間為線性的伸縮位移；以及還包含有至少三導(dǎo)部，是分別設(shè)在一接合端及所串接的接合部間，各自具有呈相互嵌卡滑接的至少一長形滑槽與至少一插體，分設(shè)在該接合端與該接合部的相向端面間，并使該滑槽的長軸相對于對應(yīng)的葉身長軸呈斜向，用以導(dǎo)引各該葉片在伸縮位移的同時改變螺距角；至少三拘束件，是分設(shè)在彼此呈串接的接合端與接合部間，用以提供拉力以維持對應(yīng)葉片位于該縮回位置上。各所述接合部是呈孔狀，而受對應(yīng)的一接合端插設(shè)在其中。各所述導(dǎo)部所具有的滑槽數(shù)量是分別為一對，且彼此對稱地分設(shè)在對應(yīng)接合端相向于該接合部孔壁的側(cè)邊上，而各該導(dǎo)部所具有的插體數(shù)量是分別為一對，而各自突設(shè)于對應(yīng)接合部的孔壁上，并以突伸的端末嵌插滑接在對應(yīng)的滑槽中。各所述滑槽是分別沿長軸方向依序區(qū)隔成一鄰近于接合端自由端末的反向段，及一與該反向段連接的正向段，并使各該正、反向段的斜率彼此相異。各所述拘束件是分別為拉伸彈簧。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明所提供的風(fēng)力發(fā)電機的葉片螺距自動調(diào)整裝置乃是利用離心力對葉片的螺距角產(chǎn)生自動調(diào)整的功效，相對于已用技術(shù)而言，其零件的構(gòu)成精簡， 且無需額外電控裝置與動力源等繁復(fù)構(gòu)造，除可降低成本外，更減低了故障的可能性而提
高可靠性。


以下，茲舉本發(fā)明一較佳實施例，并配合圖式作進一步說明，其中圖1為本發(fā)明一較佳實施例的立體外觀圖；圖2為本發(fā)明一較佳實施例的分解圖；圖2A為圖2中A處放大圖；圖3為本發(fā)明一較佳實施例的動作平面示意圖，是顯示葉片未伸縮動作的狀態(tài)；圖4為本發(fā)明一較佳實施例的動作平面示意圖，是顯示與圖3相同狀態(tài)的不同視角視圖；圖5為本發(fā)明一較佳實施例的動作平面示意圖，是顯示葉片向外伸出位移至中段的動作狀態(tài)；圖6為本發(fā)明一較佳實施例的動作平面示意圖，是顯示與圖5相同狀態(tài)的不同視角視圖；圖7為本發(fā)明一較佳實施例的動作平面示意圖，是顯示葉片向外伸出位移至后段的動作狀態(tài)；圖8是本發(fā)明一較佳實施例的動作平面示意圖，是顯示與圖7相同狀態(tài)的不同視角視圖。
具體實施例方式請參閱圖1至圖8所示，在本發(fā)明一較佳實施例中所提供風(fēng)力發(fā)電機的葉片螺距自動調(diào)整裝置10，其主要是由一輪轂20、三葉片30、三導(dǎo)部40與三拘束件50所組成，其中輪轂20具有一概呈圓形的轂身21，一整流罩(nose cone) 22設(shè)在轂身21軸向一端上，三管狀的接合部23是以彼此相隔120度的方式，分設(shè)在該轂身21的周側(cè)上，并使各接合部23的管軸分別垂直于轂身21的曲率中心線。
各葉片30是分別具有一適當(dāng)長度及翼型的葉身31，一管狀的接合端32是以同軸于該葉身31長軸的方式，一體成型于該葉身31的長軸一端上，并同軸地以自由端末插接于一對應(yīng)管狀接合部23的管孔中，而與對應(yīng)的接合部23交疊串接且可相對位移，俾以之使各該葉片30得沿各自的葉身31長軸方向，相對于該輪轂20于一伸出及一縮回位置間為線性之伸縮位移。各該導(dǎo)部40則是分別設(shè)在呈彼此插接的一接合部23與一接合端32間，用以導(dǎo)引對應(yīng)的葉片30在進行該伸縮位移的同時，得以改變?nèi)~片的螺距角，各自具有一對長條狀的滑槽41是彼此對稱地分別貫穿對應(yīng)接合端32的兩側(cè)管壁，且使滑槽41長軸相對于葉身31 長軸呈斜向延伸，一對柱狀插體42是彼此同軸地分別以一端固設(shè)在對應(yīng)接合部23管孔內(nèi)側(cè)孔壁的相對位置上，并以另端插入對應(yīng)的滑槽41中，而與對之滑槽41呈滑接狀態(tài)，據(jù)此， 當(dāng)各該葉片30在伸縮位移的同時，是使各插體42與所滑接的滑體41彼此同步地產(chǎn)生相對位移；而其中，各滑槽41是更進一步沿自身長軸方向依序地被區(qū)隔成一鄰近于接合端32自由端末的反向段411，及一與該反向端連接的正向段412，并使各正、反向段412、411相對于葉身31長軸呈斜向的斜率，彼此相異。各拘束件50是分別由至少一拉伸彈簧所構(gòu)成，而各自被容設(shè)在一對應(yīng)接合端32 的內(nèi)部管孔中，并以兩端分別與輪轂20及對應(yīng)葉片30相接圖上未示其連接的構(gòu)造，惟此乃屬一般已用的彈簧固定技術(shù)，在此即不另為陳述，用以提供一彈性的拘束力，使各該葉片30 被彈性地維持于該縮回位置上。該風(fēng)力發(fā)電機的葉片螺距自動調(diào)整裝置10是可被應(yīng)用在風(fēng)力發(fā)電機上，而通過上述的組成，當(dāng)氣流作用在各葉片30上而使輪轂20轉(zhuǎn)動時，因轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的離心力將會隨轉(zhuǎn)速的高低而變化，因此，當(dāng)轉(zhuǎn)速越高的同時，較大的離心力會作用在各葉片30上，當(dāng)離心力大于各該拘束件50所產(chǎn)生的拉力時，各該葉片30即隨之自該縮回位置向外往該伸出位置方向軸移作動，其位移的程度并與離心力的大小成正比，據(jù)此，當(dāng)各該葉片30的轉(zhuǎn)速在額定轉(zhuǎn)速內(nèi)時，離心力的作用是使各該葉片30向外伸出，并同時藉由各該導(dǎo)槽之正向段 412與所滑接之插體42同步改變各葉片30的螺距角，而可達到隨轉(zhuǎn)速變化自動地調(diào)整葉片螺距角的效果，從而即可使葉片的攻角被維持在適當(dāng)?shù)墓ぷ鞣秶鷥?nèi)，據(jù)以避免失速的情況發(fā)生，此係可請參閱圖5與圖6所示；再請參閱圖7與圖8所示，當(dāng)葉片30的轉(zhuǎn)速高于額定轉(zhuǎn)速時，其所受的離心力是較前述的情況為高，而使得葉片30向外伸出之位移距離更大，此際，各該導(dǎo)部40對各該葉片30所提供的導(dǎo)引，即由該反向段411提供一反向的螺距調(diào)整，改變各葉片的螺距角以降低氣流對葉片30所產(chǎn)生的升力，據(jù)以避免葉片30產(chǎn)生過大的轉(zhuǎn)速，以確保元件的安全性。綜上所陳，本發(fā)明所提供風(fēng)力發(fā)電機的葉片螺距自動調(diào)整裝置10乃是利用離心力對葉片的螺距角產(chǎn)生自動調(diào)整的功效，相對于已用技術(shù)而言，其零件的構(gòu)成精簡，且無需額外電控裝置與動力源等繁復(fù)構(gòu)造，除可降低成本外，更減低了故障的可能性而提高可靠性，其功效自屬顯著。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)力發(fā)電機的葉片螺距自動調(diào)整裝置，它包含有一輪轂，具有一轂身，至少三接合部，是分設(shè)在該轂身的周側(cè)；至少三葉片，分別具有一長形葉身，一接合端是位于該葉身長軸一端，而與一對應(yīng)的接合部交疊地串接結(jié)合，用以使各該葉片結(jié)合在該輪轂上；其特征在于各該葉片是分別得沿各該葉身的長軸方向，各自相對于該轂身在一伸出及一縮回位置間為線性的伸縮位移；以及還包含有至少三導(dǎo)部，是分別設(shè)在一接合端及所串接的接合部間，各自具有呈相互嵌卡滑接的至少一長形滑槽與至少一插體，分設(shè)在該接合端與該接合部的相向端面間，并使該滑槽的長軸相對于對應(yīng)的葉身長軸呈斜向，用以導(dǎo)引各該葉片在伸縮位移的同時改變螺距角；至少三拘束件，是分設(shè)在彼此呈串接的接合端與接合部間，用以提供拉力以維持對應(yīng)葉片位于該縮回位置上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機的葉片螺距自動調(diào)整裝置，其特征在于各所述接合部是呈孔狀，而受對應(yīng)的一接合端插設(shè)在其中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)力發(fā)電機的葉片螺距自動調(diào)整裝置，其特征在于各所述導(dǎo)部所具有的滑槽數(shù)量是分別為一對，且彼此對稱地分設(shè)在對應(yīng)接合端相向于該接合部孔壁的側(cè)邊上，而各該導(dǎo)部所具有的插體數(shù)量是分別為一對，而各自突設(shè)于對應(yīng)接合部的孔壁上，并以突伸的端末嵌插滑接在對應(yīng)的滑槽中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的風(fēng)力發(fā)電機的葉片螺距自動調(diào)整裝置，其特征在于各所述滑槽是分別沿長軸方向依序區(qū)隔成一鄰近于接合端自由端末的反向段，及一與該反向段連接的正向段，并使各該正、反向段的斜率彼此相異。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)力發(fā)電機的葉片螺距自動調(diào)整裝置，其特征在于各所述拘束件是分別為拉伸彈簧。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種風(fēng)力發(fā)電機的葉片螺距自動調(diào)整裝置，它包含一輪轂，具有一轂身，其周側(cè)分設(shè)至少三接合部；至少三葉片，各具有一長形葉身，一接合端是位于葉身長軸一端，而與其對應(yīng)的接合部交疊地串接；各葉片是分別沿各葉身的長軸方向，各自相對于轂身在一伸出及一縮回位置間為線性的伸縮位移；至少三導(dǎo)部，是分別設(shè)在一接合端及所串接的接合部間，各自具有呈相互嵌卡滑接的至少一長形滑槽與至少一插體，并使滑槽的長軸相對于對應(yīng)的葉身長軸呈斜向，以導(dǎo)引各葉片在伸縮位移的同時改變螺距角；至少三拘束件，是分設(shè)在彼此呈串接的接合端與接合部間，用以提供拉力以維持對應(yīng)葉片位于該縮回位置上。其結(jié)構(gòu)簡單，降低成本，更減低了故障的可能性。
文檔編號F03D7/02GK102155355SQ20101010947
公開日2011年8月17日 申請日期2010年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月12日
發(fā)明者蔡國源, 黃子耀 申請人:大銀微系統(tǒng)股份有限公司