一种运载工具的风力发电装置，用于安装在运载工具的外表面，并通过垂直轴型风力叶轮捕捉风力，使运载工具行驶移动时产生的风力推动叶轮旋转，再由叶轮经传动机构来推动与叶轮不同轴设置的发电机进行发电。重要的是，风力发电装置的迎风面由入风口所形成的入风部分、流线板所形成的流线部分以及传动机构所形成的传动部分所共同组成，并且发电机是被叠置在入风部分、流线部分或者是传动部分中，使得风力发电装置的迎风面能被更有效地利用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种风力发电装置，尤其是一种安装于运载工具外表面且能有效利用迎风面的低风阻风力发电装置。
技术介绍
近来由于石油资源愈来愈稀少，其价格变得非常昂贵，且因长期使用石油燃料而造成的温室效应及其它污染问题也日益严重。基于以上原因，运载工具如汽车等均朝向电动化方向发展，如电动车、混合动力车等，以降低对石油燃料的使用。若与使用于内燃机运载工具的石化燃料比较，目前一般电动运载工具所使用的电池的电能储存容量相对很小，一次充电仅能行驶一段短的距离，且电池充电非常缓慢，需时甚久，这些电池技术问题为电动运载工具目前无法被推广使用的主因。为使电动运载工具的一次充电行驶距离能增长，在其上加装其它能源发电装置有其必要性，而且也要选择不会产生污染的能源，例如风力发电、太阳能发电和煞车能源回收等，其中又以风力发电能在行进时产生较大的电力。风力发电其原理于运载工具行驶移动产生相对风速时，利用风力叶轮捕捉风的能量，将风的阻力一部分转变成电力，供运载工具上的电池充电或其它电器设备直接使用，以增加运载工具一次充电的行驶距离。事实上，内燃机运载工具上也应安装风力发电装置。由于电子科技的进步，内燃机运载工具有电子化的趋势，其上配备电子导航设备、影音娱乐设备、计算机化控制系统等各种电子装置，样样都要消耗电能，势必需要加大内燃机所带动的发电机的功率，以便能产出更多电力满足其需求。内燃机的负荷也因此被加重，造成燃油更多的消耗。若内燃机运载工具上能加装风力发电装置以分担部份电能产出，则可采用较小功率的内燃机带动发电机，其结果便可减少内燃机的负荷、降低燃油的消耗以及废气的产生。众多的运载工具风力发电装置专利，如美国专利US4254843、US5680032、US5850108、US6373145、日本专利特开平05-344604、特开2001-180397、特开2004-197728等将风力发电装置装设于运载工具内部，并于运载工具前端迎风面设置一或数个开口，导入气流以带动风力发电装置。将风力发电装置装设于运载工具内部虽可避免破坏运载工具的外观并避免增加额外风阻，但需大幅变更运载工具内部结构以便能与其搭配，且安装施工甚为复杂，因此不易被施行应用。美国专利US3876925将风力发电装置装设于运载工具的外部顶端，装设拆卸较容易，但其外形非流线形状且没有与运载工具外形搭配。其或许可以捕捉较多风力，然在高速行驶时则可能产生极大风阻，甚致将风力发电装置吹离运载工具或损坏运载工具的顶部。美国专利US3621930和US5746283等，亦将风力发电装置装设于运载工具的顶端外部上，并利用平行轴型风力叶轮(平行轴型为风力叶轮之旋转轴和风的方向平行，垂直轴型为旋转轴和风向垂直)。一般运载工具的行驶速度不定，低速和高速都会遭遇到，然平行轴型风力叶轮的叶片大都是固定攻角，只对某一小范围风速较具有空气动力效率，于其它风速时，其所产生的阻力可能远大于其所产生用来旋转叶轮的扭力。除非其叶片攻角可随运载工具的行驶速度而变化，否则平行轴型风力叶轮将于大部分的行驶速度中表现出没有效率。因此平行轴型风力叶轮较不适用于运载工具的风力发电装置。另外，这两个风力发电装置都将发电机直接装于风力叶轮后方，如此安排不但会降低气流通过叶轮的顺畅度而且也会增加额外的风阻。美国专利US5287004和US6882059将风力发电装置装设于运载工具的特定部位，利用这些特定部位的构造和外形，以避免产生过高的风阻。但是这些特定部位只有在少数种类的运载工具上能被利用，因此无法推广。此外，这两个风力发电装置都将旋转式发电机直接连接于风力叶轮轴两端，意图使装置简单化。然一般风力叶轮转速大约每分钟几百转，而旋转式发电机有效率的发电转速需数千转以上，因此将旋转式发电机同轴连接于风力叶轮轴两端并不容易获得有效率的发电，根据法拉第定律(Faraday’s Law)，发电机所产生的电压E＝-dΦB/dt，其中t为时间，ΦB为磁通量，若欲在较低转速下获得相同的电压则需增加磁场强度，即使用较大型、转速可较慢的旋转式发电机。但是将较大型的发电机同轴设置于风力叶轮轴两端的结构，必定会在风力叶轮轴的两端形成较大的空间，而增加迎风面积，使得整个装置的风阻相对地提高。整体而言，将风力发电装置设置在运载工具内部的好处是不会增加额外的风阻，但是却必需变更运载工具的内部设计与配置方式，在安装上较为复杂，甚至会影响内部的人员乘坐空间，故而在推广使用上较为困难。而将风力发电装置设置于运载工具外表面，是为了使风力发电装置容易被安装，但却因为前述的风力发电装置并无将迎风面作有效利用的设计，因而增加了额外的风阻，造成运载工具的动力源(如内燃机)的额外损耗，进而使得风力发电装置的发电效能在扣除动力源的额外耗损后效益不张，而仍难以被大量推广应用。有鉴于此，本专利技术的专利技术人经过不断地研究思考，而以使风力发电装置的迎风面被有效利用的技术来解决前述诸多缺点，进而达到增进发电效益效果。
技术实现思路
本专利技术主要目的在于解决前述问题，而提供一种运载工具的风力发电装置，其主要将发电机与叶轮作不同轴的设置，使得发电机能被叠置于组成迎风面的入风部份、流线部份或传动部份中，以将传动部份所占的迎风面比例大幅降低，从而达到有效利用迎风面功效。为达前述目的，本专利技术风力发电装置具有一机壳以供安装于运载工具的外表面，而该机壳内组设的叶轮为垂直轴型，且该叶轮经由传动机构来带动发电机，使该发电机与该叶轮呈非同轴设置的形态，而该机壳对应该叶轮设有一入风口与一出风口，并且该机壳对应该入风口设有一流线板，以由该流线板降低风阻并且将风导引进入该入风口，该入风口所在一面定义为一迎风面，而该迎风面由入风口所形成的入风部份、流线板所形成的流线部份以及传动机构所形成的传动部份所组成，并且该发电机被叠置于入风部份、流线部份或传动部份中，藉此降低传动部份所占的迎风面比例，而能将迎风面作最有利的运用。附图说明图1本专利技术的立体外观图；图2为图1中A-A剖线的剖视图；图中主要示意机壳的第一、二容置部与叶轮及传动机构的配置关系； 图3为图1中B-B剖线的剖视图；图中主要示意于机壳的第一容置部中设置叶轮的配置示意图；图4为图1中C-C剖线的剖视图；图中主要示意于机壳的第二容置部中设置传动机构与发电机的示意图；图5为本专利技术迎风面的构成示意图；图6为本专利技术的风力发电装置装设于汽车的实施状态一；图7为本专利技术的风力发电装置装设于汽车的实施状态二；图8为本专利技术的风力发电装置装设于船只的实施状态三；图9为先前技术发电机与叶轮同轴设置的结构示意图；图10为本专利技术第二实施例的第二容置部中设置传动机构与发电机的示意图；图11为本专利技术第二实施例迎风面的构成示意图；主要组件符号说明外表面10风力发电装置1机壳11 隔板12第一容置部13第二容置部14入风口131 出风口132遮挡网133、134 流线板15叶轮2 轴21叶片22 侧板23传动机构3 曲柄31连杆32 发电机4轴41本体42电力调节控制装置43流线板15A 传动机构3A第一皮带轮31A 第二皮带轮32A皮带33A 发电机4A转轴41A发电机91叶轮92 入风部份I流线部份G传动部份D具体实施方式请参阅图1至图5，其为本专利技术所本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种运载工具的风力发电装置，其安装于运载工具的外表面，通过该运载工具的行驶移动而产生风力来推动风力发电装置，其特征在于，该风力发电装置具有一机壳以供安装于运载工具的外表面，该机壳内组设有一叶轮，该叶轮为一垂直轴型风力叶轮，且该叶轮经由一传动机构带动一发电机，使该发电机与该叶轮呈非同轴设置的形态，而该机壳对应该叶轮设有一入风口与一出风口，并且该机壳对应该入风口设有一流线板，以由该流线板降低风阻，并将风导引进入该入风口，该入风口所在的一面定义为该风力发电装置的迎风面，而该迎风面由入风口所形成的入风部份、流线板所形成的流线部份以及传动机构所形成的传动部份所组成，并且该发电机被叠置于入风部份、流线部份或传动部份中。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈文庆，邹健伟，陈彦羽，
申请(专利权)人：上银科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]
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