風力發電機及其葉輪的製作方法

2023-05-01 02:32:21 3

專利名稱：風力發電機及其葉輪的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種風力發電機及其葉輪上的減噪設計。
技術背景近年來由於國內外均努力提倡環保節能的概念，這也讓小型風力發電機 的應用有越來越普遍的現象，然而現行小型風力發電機的設計皆著重於整體 效率的提升，卻不常注意到風力發電機運轉時所產生的噪音，以及噪音對環 境和周圍居民的影響。對於小型風力發電機而言，其常設置安裝在建築物上，就近提供住宅用 電的需求，然運轉時產生的噪音卻對居民造成非常大的影響，幹擾生活作息、 影響生活品質，甚至可能造成個人因噪音帶來的疾病等等，成了節能設計上 的噪音公害。因此，如何提供一種發電機及其葉輪，可在運轉發電時降低噪音，進而 使小型風力發電機更能被使用者接受達到廣泛應用，實為當前重要課題之發明內容有鑑於上述課題，本發明的目的為提供一種裝設在發電機的葉輪，其上 具有粗糙面設計的葉片，可達到降低葉片與氣流產生的噪音。為此，為達到上述目的，本發明提供一種風力發電機，包括一桿體，一 葉輪連接至杆體的一端，葉輪還包括一轂部以及多個葉片環設於轂部上，每 個葉片上具有一第一表面以及一第二表面，當葉壽侖運轉時，氣流分別流經葉 片的第一表面以及所述第二表面， 一粗糙部則，而一粗糙部設置於每一葉片 上， 一發電單元，連接至葉輪上，當葉輪被氣流帶動時，可將轉動力量傳動 至發電單元轉換動能為電能進行發電。如上所述，依據本發明的一種風力發電機及其葉輪，可在運轉發電時降 低運轉氣流與葉片所產生的噪音，進而使風力發電機更能被使用者接受而達到廣泛應用。


圖1A為本發明的一種風力發電機的立體示意圖。圖1B為圖1A的風力發電機的另一視角的立體示意2為第一實施例的一種風力發電機葉片的頂視圖。 圖3A為圖2的A-A部位的剖面示意圖。 圖3B為其粗糙部設置於與圖3A相反的表面的示意圖。 圖4為第二實施例的 一種風力發電機葉片的頂視圖。 圖5為圖4B-B部位的剖面示意圖。 圖6為有粗糙部及無粗糙部設計的轉速與噪音測試圖。主要元件符號說明10:風力發電機；11:杆體；12:葉輪；121:葉片；121a:第一表面; 121b:第二表面；122:轂部；F:前翼端；B:後翼端；T:葉片末梢；A: 粗4造部；W:氣流；R:旋轉方向具體實施方式
以下將參照相關附圖，說明依據本發明較佳實施例的一種風力發電機及 其葉輪，可P爭低運轉發電時的噪音，其中相同的元件將以相同的參照符號加 以說明。第一實施例請同時參照圖1A、圖1B與圖2， 一種風力發電機IO,包括一桿體或一 任意支撐結構體11， 一葉輪12以及一發電單元(圖未顯示)。葉輪12連接 至杆體ll的一端，發電單元與葉輪12連接，當葉輪轉動時，通過發電單元 將機械能轉換為電能。葉輪12包括一轂部122、多個葉片121，至少一粗糙 部A設置於葉片121上。多個葉片121環設於轂部122上。每一葉片121 具有一第一表面121a以及一第二表面121b。當葉4侖12運轉時，氣流分別流 經該葉片121的第一表面121a以及第二表面121b。葉片121的部位還包括 一前翼端F及一後翼端B，當葉輪12以轉動方向R轉動時，貼近葉片121 的氣流W自前翼端F沿著葉片的第一表面121a及一第二表面121b流至後 翼端B，並將氣流施加葉片121的力量帶動轂部122產生轉動。另外，葉片121位於葉片121上距離轂部最遠的位置稱為葉片末梢T， 而上述粗糙部A即自葉片121的後翼端B延葉片121的第一表面121a或第 二表面121b (如圖3A與第3B圖所示)向前翼端F延伸設置，其延伸的寬 度為葉片121的葉片末梢T寬度的13% ~ 70%。又粗糙部A可自該葉片的葉 片末梢T朝該轂部122延伸設置於該葉片121的第一表面或第二表面上(如 圖3A與第3B圖所示)，其延伸的長度大於葉片121長度的13°/。。粗糙部A具有多個連續設置的凹部及凸部以形成粗糙表面，其粗糙部A 的粗糙度為60~ 100顆粒數/mn^並可於葉片121射出成形時一體成形製成， 或是另外再以打磨加工方式形成，或是直接將具有上述條件的粗糙面貼附粘 著於葉片上。第二實施例請同時參照圖1A、圖1B、圖4以及圖5，與第一實施例不同的是，第 二實施例的粗糙部A環設於每一葉片121的葉片末梢T，其環設的粗糙部A 寬度為葉片121長度的2%~5%,而粗糙部A具有多個連續設置的凹部及凸 部以形成所謂之粗糙表面，其粗糙部的粗糙度為60~ 100顆粒數/mm2並可 於葉片121成形時一體成形製成，或是另外再以加工方式形成，或是直接將 具有上述條件的粗糙面貼附粘著於葉片上。如上所述，依據本發明的一種風力發電機及其葉輪，可在運轉發電時降 ^f氐運轉氣流與葉片所產生的噪音，以葉片長度為60cm以內，轉速為1000RPM 以下的發電機而言，可降低3~5分貝的噪音值(如圖6所示)，進而使風力 發電機更能被使用者接受而達到廣泛應用。以上所述僅為舉例性，而非為限制性的。任何未脫離本發明的精神與範 疇而對其進行的等效修改或變更，均應包含於後附的申請專利範圍中。
權利要求
1.一種葉輪，包括一轂部；多個葉片環設於該轂部，每個葉片具有一第一表面以及一第二表面，當該葉輪運轉時，氣流分別流經每個所述葉片的所述第一表面以及所述第二表面；以及至少一粗糙部，該粗糙部分別設置於所述多個葉片上。
2. 如權利要求1所述的葉輪，其中每個所述葉片還包括一前翼端及一後 翼端，當葉輪轉動時，氣流自該前翼端沿著該葉片的所述第一表面與所述第 二表面流至該後翼端，該粗糙部自該葉片的後翼端向該前翼端延伸設置於該 葉片的所述第一表面或所述第二表面上。
3. 如權利要求2所述的葉輪，其中每個所述葉片還包括一前翼端、 一後 翼端及一葉片末梢，該葉片末梢為該葉片上距離轂部最遠的位置，且該粗糙 部所延伸的寬度為該葉片的葉片末梢寬度的13% ~ 70%。
4. 如權利要求1所述的葉輪，其中每個所述葉片還包括一葉片末梢，該 葉片末梢為該葉片上距離轂部最遠的位置，且該粗糙部自該葉片的葉片末梢 朝該轂部延伸設置於每個所述葉片的所述第一表面或所述第二表面上。
5. 如權利要求4所述的葉輪，其中該粗糙部延伸的長度大於葉片長度的 13%。
6. 如權利要求3或4所述的葉輪，其中該粗糙部環設於每個所述葉片的 葉片末梢，該環設的粗糙部寬度為每個所述葉片長度的2% ~ 5%。
7. 如權利要求1所述的葉輪，其中該粗糙部具有多個連續設置的凹部及 凸部。
8. 如權利要求1所述的葉輪，其中該粗糙部的粗糙度為60~ 100顆粒數 /mm20
9. 如權利要求1所述的葉輪，其中該粗糙部在所述多個葉片成形時一體 成形製成、在成形後施以外力加工形成或另以貼附方式設置於每個所述葉片 上。
10. 如權利要求l所述的葉輪，其中所述多個葉片為射出成形製成。
11. 一種風力發電機，包括一葉輪，包括一轂部；多個葉片環設於該轂部，每個所述葉片具有一第一表面以及一第二表 面，當該葉輪運轉時，氣流分別流經每個所述葉片的所述第一表面以及所述第二表面；以及至少一粗糙部，該粗糙部分別設置於所述多個葉片上；以及 一發電單元，連接至該葉輪。
12. 如權利要求11所述的風力發電機，其中當該葉輪轉動時，通過該 發電單元將機械能轉換為電能。
13. 如權利要求11所述的風力發電機，其中該風力發電機架設於一桿 體或一任意支撐結構體上。
全文摘要
一種風力發電機結構，包括一桿體，一葉輪連接至杆體的一端以及一發電單元。葉輪還包括一轂部，多個葉片環設於轂部，每個葉片上具有一第一表面以及一第二表面，當葉輪運轉時，氣流分別流經葉片的第一表面以及所述第二表面，一粗糙部設置於所述多個葉片上。一發電單元連接至該葉輪，可通過葉輪帶動進行發電。
文檔編號F03D9/00GK101555863SQ20081009166
公開日2009年10月14日 申請日期2008年4月11日 優先權日2008年4月11日
發明者徐偉峻, 蔡文龍, 黃遠芳 申請人:臺達電子工業股份有限公司