[实用新型]风力发电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种风力发电技术，尤指增加机身曲线设计，以及利用下洗减少翼尖涡流产生的风力发电机构造。

背景技术

近年来，科学家致力研究替代能源与新兴能源使用，常见的替代能原有：太阳能、风能、潮汐能甚至是生质能等，希望能将自然界循环不息的能量，转换成各种可以使用的能量。其中，风能的应用较为简单且永不枯竭，其成因是因为大气不均匀受热所引起的一种对流运动，一般风力发电机是利用风力的气流转动叶轮，将风能转换成电能，除风力发电机的设置地点外，而风力发电机本身结构上的设计，例如：叶片形状或数量等设计，也会影响风能的使用效率。

风力发电机依据受风方向，可分为逆风式(Up Wind)及顺风式(Down Wind)等二大类。一般常见的风力发电机多为逆风式(Up Wind)风力发电机，使用时，风力带动气流直接撞击叶轮正面的叶片而转动，以将风能转换为电能，而叶轮的迎风面必须正确面对风的来向，才能使叶轮发挥最大的效能，故风力发电机上大多设有自动寻风结构，其利用侦测装置侦测风向后，复由动力装置带动叶轮转向以获得自动寻风的效果，所以这类风力发电机的结构复杂且造价不斐。另外，顺风式(Down Wind)风力发电机的叶轮则设于机壳后方，且机壳偏心设置于支杆，利用转动中心与支点不共点，当叶轮受风力吹动时，气流自机壳的机鼻部吹入，叶轮至机壳支点间的距离可形成力臂，而产生带动叶轮转动的扭力，以产生自动寻风的效果。

不论是逆风式风力发电机或是顺风式风力发电机，请参阅图1，风力发电机10活动设置于一支杆20上，所述风力发电机10设有一机壳11、一发电机组12及一叶轮13，所述机壳11是近似弹头造形的流线外观，且机壳11表面是呈圆弧状，前端是呈渐扩经机壳11中段后则呈渐缩，因此，气流(图中的箭头表示)由机壳11前端吹入后会先呈现外散的状态，部分气流则经过机壳11中段而呈现内缩，其外散气流与内缩气流都会与叶轮13撞风，且会产生乱流。再者，其叶轮13周缘所设的多个叶片131，会通过风压的推动而产生正向力，推动叶轮13转动，以将风能转换为电能。但气流流经叶片131末端时，则会产生翼尖涡流及风切声，而叶片131末端为叶轮13转动时，为产生最大力矩的位置，翼尖涡流则会产生对叶轮13的反向推动力，抵销叶轮13正向转动的力量，因此，不论是机壳的设计或叶片的设计，都会影响到风力发电机的风能使用效率，甚至影响发电效率。

发明内容

本实用新型的一目的，旨在提供一种风力发电机的机壳结构，可减少乱流所产生的阻力，并提高风压而提升风能的使用效率。

本实用新型的次一目的，旨在提供一种风力发电机的机壳结构，有自动寻风的效果。

本实用新型的再一目的，旨在提供一种风力发电机，减少翼尖涡流的产生及叶轮转动时的风切声，而提升风能的使用效率。

本实用新型主要包括一机壳、一发电机组及一叶轮。其中，该机壳设有一机鼻及一机身，该机身上设有环弧槽，该环弧槽前端是收缩段，而后端是扩散段，收缩段与扩散段间设有一谷部，在环弧槽的内部至少设有一鳍片，使鳍片与机身轴线方向平行；另该叶轮中心的轮毂辐射向外设有多个叶片，叶片的末端设有一下洗(Down Wash)，该下洗的弯折方向是与叶片迎风面相反，且下洗与叶片间的夹角等于/大于90度。

本实用新型的有益效果在于，本实用新型在高风速的气流带动下，利用机身收缩段所产生的真空效应而吸引气流，复利用扩散段后改变吹出的上扬角度，使气流直接撞击叶轮的叶片，可减少乱流产生并提高风压，大幅提升风力发电时的风能使用效率；而设于环弧槽内的鳍片，在气流转向时，会与气流的流动方向产生一偏向角度，产生带动机身偏移转动的正向力，使本实用新型可有自动寻风的效果。再者，叶轮转动时，设置于叶片末端的下洗，可减少翼尖涡流(Tip Vortex)的产生，使气流被阻挡而向后延伸吹出，大幅提升风力发电时的风能使用效率，且可降低风切声。

附图说明

图1为现有风力发电机使用时的示意图。

图2为本实用新型较佳实施例的立体分解图。

图3为本实用新型较佳实施例组装后的立体外观图。

图4为本实用新型较佳实施例机壳受风时的气流示意图。

图5为本实用新型较佳实施例自动寻风功能的示意图。

图6为本实用新型较佳实施例的叶片受风时的气流流动示意图。