CN102269096A - 发电机、水流发电系统及其设置及维修方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种发电机，一种水流发电系统及其设置及维修方法。该水流发电系统包括有至少一水流发电机，每一水流发电机包括有一转子单元、至少一定子单元及至少一密闭空间，该转子单元的转动轴的方向与水流的方向概略垂直，且包括有多个扰流装置，通过该些扰流装置可用以推动该转子单元转动；藉此，该水流发电系统可利用浮力而漂浮在水面与水底之间。该水流发电系统的设置及维修方法是用以安装设置与维修该水流发电系统，其步骤包括：透过一升降缆线拉起及降下该水流发电机、利用一浮体装置固定该水流发电机，藉此，可快速有效地安装、维修该水流发电系统。

Description

发电机、水流发电系统及其设置及维修方法

技术领域

本发明是关于一种发电机、水流发电系统及该水流发电系统的设置及维修方法，特别是关于一种可增加发电量的发电机以及一种可通过浮力及缆绳锚固而浮在水中的水流发电系统。

背景技术

现代人生活非常依赖能源，举凡照明、交通、暖气、冷气，还有其他所有的人类活动，均需大量地依赖各式各样的能源。然而，目前人类所使用的大部份能源均是消耗性的，总有耗尽的一天；而再生性的能源，例如太阳能、生物能、潮汐能、洋流能等，不是成本极高，就是技术尚未成熟，在短时间内还无法大量取代消耗性的能源。近百年来，人类最为仰赖的能源，莫过于石油了；可是石油除了有耗竭的问题之外，还会产生温室效应，造成生态的浩劫以及全球的气侯变迁。因此，发展再生性的能源来取代石油，减缓全球暖化的速度，已是刻不容缓的议题。

在众多再生性能源中，海洋洋流可说是一种发电机的技术较为成熟的一种，其优点在于：具有终年稳定的流速、水流的动能大、无污染、永远不会耗竭，因此未来潜力极大。然而，因为海水的腐蚀及海底设置、维修发电机不易，且一般发电机发电量不足以支撑昂贵的海底设置、维修成本，因此，目前几乎尚无架设在海底正式运转的水流发电系统。

故，如何提升发电机的发电量、降低水流发电系统的设置及维修成本，减低设置及维修的难度，是本领域具有通常知识者努力的目标。

发明内容

本发明主要目的在于利用浮力而使水流发电机漂浮在水面与水底之间，用以经济、快速地安装设置及维修该水流发电机，克服目前锚固工程的技术瓶颈。

为达上述目的，本发明提供一种水流发电系统，该水流发电系统包括有至少一水流发电机，每一水流发电机包括有一转子单元、至少一定子单元及至少一密闭空间。该转子单元的转动轴的方向与水流的方向概略垂直，该转子单元的外侧包括有多个与水流产生压差阻力的扰流装置，当水流流经该些扰流装置时用以推动该转子单元转动，该密闭空间位于该转子单元内部；藉此，该水流发电系统可利用浮力而漂浮在水面与水底之间。

如上所述的水流发电系统，其中，该扰流装置向外凸出或向内凹进该转子单元。

如上所述的水流发电系统，更包括有至少一固定缆线及至少一升降缆线，每一固定缆线的一端与至少一定子单元相接，另一端连接至水底，且该固定缆线连接至水底时是通过一锚状结构固定于水底；每一升降缆线的一端连接至水面上的一浮体装置，另一端连接至其中一定子单元或其中一锚状结构。

如上所述的水流发电系统，其中，该浮体装置上备配有定位系统，方便浮体装置的海上定位，用以在大海中找寻水流发电机。

如上所述的水流发电系统，其中，该升降缆线将电力引导至该浮体装置，可用以电解水，生产高纯度的氢气或氧气，或者方便该浮体装置侦测该水流发电机所产生的电量与电性变化。

如上所述的水流发电系统，其中，至少一固定缆线与一海底缆线相接，用以将电力传送至陆地。

如上所述的水流发电系统，其中，该转子单元内更包括有至少一个次转子，该次转子与该转子单元的该些扰流装置同步转动，每一定子单元更包括有至少一个次定子，该次转子与相对应的次定子是以其转动轴为圆心而呈同心圆的结构设置，并使每一个次转子至少与一个次定子相邻，每一个次定子至少与一个次转子相邻；藉此，可在该水流发电机内设置较多的次转子与次定子，使发电量极大化。

如上所述的水流发电系统，其中，该转子单元的次转子数目为m，相对应的定子单元的次定子数目为n，且m＝n或m＝n+1。

如上所述的水流发电系统，其中，当该次转子或该次定子的数目至少为2以上时，该次转子与次定子依序相间。

如上所述的水流发电系统，其中，该转子单元内更包括有至少一个次转子，该次转子与该转子单元的该些扰流装置同步转动，每一定子单元更包括有至少一个次定子，该次转子与该次定子是分布于该水流发电机的轴向上，并使每一个次转子至少与一个次定子相邻，每一个次定子至少与一个次转子相邻；藉此，可在该水流发电机内设置较多的次转子与次定子，使发电量极大化。

如上所述的水流发电系统，其中，该水流发电机的数目为复数个，多个水流发电机呈立体结构排列，且包括有至少一固定缆线，每一固定缆线的一端与至少一定子单元相接，另一端连接至水底；藉此，多个水流发电机可利用浮力而漂浮在水底与水面之间，使发电量极大化。

如上所述的水流发电系统，其中，靠近水底的水流发电机的密闭空间小于靠近水面的水流发电机的密闭空间，使靠这水面的水流发电机的浮力大于靠近水底的水流发电机。藉此，可使该水流发电系统维持上下方向的恒定，不因乱流、逆流而倾覆。

如上所述的水流发电系统，其中，至少一水流发电机的扰流装置的排列方向为与其它的水流发电机相反，使该水流发电机的转子单元的转动向量相反；藉此，可消除该水流发电机在转动时的频率共振。

如上所述的水流发电系统，其中，在该水流发电机内设置一可缓慢挥发出气体的固体物质或液体物质。藉此，该挥发出的气体其压力可阻止水汽进入该水流发电机之内，进而防止水流发电机内部的零件被腐蚀。

为达上述目的，本发明提供一种水流发电系统的设置及维修方法，其是用以安装设置及维修一水流发电系统，该水流发电系统包括有至少一水流发电机、至少一浮力元件、至少一固定缆线、至少一锚状结构及至少一升降缆线，该水流发电系统通过该浮力元件而向上浮起，该固定缆线的两端分别连接该水流发电机与该锚状结构，该升降缆线的一端连接至一水面上的浮体装置，另一端连接至该水流发电机或该锚状结构；其设置及维修方法的步骤包括：利用该锚状结构的重量使该水流发电机往水底的方向移动；该锚状结构停止在水底；藉此，该水流发电机可透过浮力及该固定缆线的拉力而漂浮在水面与水底之间。

如上所述的水流发电系统的设置及维修方法，更包括步骤：将该升降缆线端部的浮体装置更换为另一浮体装置；藉此，将排水量较大的浮体装置更换为排水量较小的浮体装置，或将排水量较小的浮体装置更换为排水量较大的浮体装置，可经济有效地利用不同的浮体装置进行安装设置、维修、海上定位、生产氢气、氧气...等不同的作业。

如上所述的水流发电系统的设置及维修方法，更包括步骤：透过该浮体装置拉起该升降缆线；该水流发电机往水面移动；利用该浮体装置固定该水流发电机；透过该升降缆线放下该锚状结构，使该水流发电机往水底移动；藉此，该水流发电机可在该浮体装置上维修或拖回陆地维修，维修完毕再将该水流发电机安装回水中。

本发明另一目的在于使发电机的发电量极大化。

为达上述目的，本发明提供一种发电机，其包括有一转子单元及一定子单元，该转子单元包括有至少一个次转子，该定子单元包括有至少二次定子，其中，每一个次转子至少与一个次定子相邻，每一个次定子至少与一个次转子相邻；藉此，该发电机内可设置较多的次转子与次定子，使发电量极大化。

如上所述的发电机，其中，该次转子的数目为m，该次定子的数目为n，且m＝n或n＝m+1。

如上所述的发电机，其中，当该次转子或该次定子的数目至少为2以上时，该次转子与次定子依序相间。

如上所述的发电机，其中，该次转子与该次定子是分布于该发电机的轴向上，或者，该次转子与该次定子以转动轴为圆心而呈同心圆的结构设置。

综上所述，本发明的发电机、水流发电机、水流发电系统可大幅提升发电量，使发电量极大化。另外，水流发电系统与水流发电机可通过浮力元件或该密闭空间的设置而漂浮在水面与水底之间，再透过固定缆线而连接至水底，并将产生的电力导出。本发明的水流发电系统的设置及维修方法可用以安装设置及维修水流发电机，克服目前锚固工程的技术瓶颈，因此可降低水流发电系统的设置及维修成本。

为使熟悉该项技艺人士了解本发明的目的、特征及功效，兹通过下述具体实施例，并配合所附的图式，对本发明详加说明如后。

附图说明

图1A所绘示为本发明第1实施例的水流发电系统示意图；

图1B所绘示为本发明第1实施例的水流发电系统的漂浮原理示意图；

图2A所绘示为本发明第2实施例的转子单元示意图；

图2B所绘示为本发明第3实施例的转子单元示意图；

图3A所绘示为本发明第4实施例的转子单元示意图；

图3B所绘示为本发明第5实施例的转子单元示意图；

图3C所绘示为本发明第6实施例的转子单元示意图；

图4A所绘示为本发明第7实施例的转子单元示意图；

图4B所绘示为本发明第8实施例的转子单元示意图；

图5A所绘示为本发明第9实施例的转子单元示意图；

图5B所绘示为本发明第10实施例的转子单元示意图；

图5C所绘示为本发明第11实施例的转子单元示意图；

图6A～图6C所绘示为本发明第12实施例的水流发电机示意图；

图7A～图7C所绘示为本发明第13实施例的水流发电机示意图；

图8A～图8C所绘示为本发明第14实施例的水流发电机示意图；

图8D所绘示为本发明第15实施例的水流发电机示意图；

图8E所绘示为本发明第16实施例的水流发电机示意图；

图9A～图9C所绘示为本发明第17实施例的水流发电机示意图；

图9D所绘示为本发明第18实施例的水流发电机示意图；

图10A～图10C所绘示为本发明第19实施例的水流发电机示意图；

图10D所绘示为本发明第20实施例的水流发电机示意图；

图11A所绘示为图11B的A-A剖面示意图；

图11B所绘示为本发明第21实施例的水流发电机示意图；

图12A所绘示为图12B的B-B剖面示意图；

图12B所绘示为本发明第22实施例的水流发电机示意图；

图13所绘示为本发明第23实施例的多个水流发电机示意图；

图14所绘示为本发明第24实施例的多个水流发电机示意图；

图15所绘示为本发明第25实施例的多个水流发电机示意图；

图16所绘示为本发明第26实施例的多个水流发电机示意图；

图17所绘示为本发明第27实施例的多个水流发电机示意图；

图18所绘示为本发明第28实施例的多个水流发电机示意图；

图19所绘示为本发明第29实施例的多个水流发电机示意图；

图20所绘示为本发明第30实施例的多个水流发电机示意图；

图21所绘示为本发明第31实施例的多个水流发电机示意图；

图22所绘示为本发明第32实施例的多个水流发电机示意图；

图23所绘示为本发明第33实施例的多个水流发电机示意图；

图24所绘示为本发明第34实施例的多个水流发电机示意图；

图25A～图25D所绘示为本发明的水流发电系统的设置及维修方法示意图；

图26A～图26D所绘示为本发明的水流发电系统的另一设置及维修方法示意图；

图27所绘示为本发明水流发电系统的设置及维修方法流程图；

图28A所绘示为本发明第35实施例的发电机示意图；

图28B所绘示为本发明第36实施例的发电机示意图；

图29A所绘示为本发明第37实施例的发电机示意图；

图29B所绘示为本发明第38实施例的发电机示意图；

图30A所绘示为本发明第39实施例的发电机示意图；

图30B所绘示为本发明第40实施例的发电机示意图；

图31所绘示为本发明第41实施例的发电机示意图；

图32所绘示为本发明第42实施例的发电机示意图。

附图标记说明：

110、2310、2410、2510、2610、2710、2810、3110、3210、3310、3410-水流发电系统；

111、2311、2511-固定缆线；112-锚状结构；113-升降缆线；114-浮体装置；115-海底缆线；116-主电缆；

117、1217、1317、1417、2117、2317、2617、2717、3217-支架部；

120、220、320、720、820、1220、1320、1420、1620、1720、1820、1920、2020、2120、2220、2320、2420、2520、2620、2720、2820、2920、3020、3120、3220、3320、3420-水流发电机；

130、1230、1330、1430、1630、1730、1830、1930、2030、2130、2230、3530、3630、3730、3830、3930、4030、4130、4230-定子单元；

1231A、1331A、1431A、1531A、1631A、1731A、1731B、1831A、1831B、1931A、1931B、2031A、2031B、2131、2231、3531A、3531B、3631A、3631B、3731A、3731B、3831A、3831B、3931A、3931B、3931C、4031A、4031B、4031C、4131、4231-次定子；

140、240、340、440、540、640、740、840、940、1040、1140、1240、1340、1440、1640、1740、1840、1940、2040、2140、2240、2340、2840、3540、3640、3740、3840、3940、4040、4140、4240-转子单元；

1241A、1341A、1441A、1441B、1641A、1641B、1741A、1741B、1841A、1841B、1941A、1941B、1941C、2041A、2041B、2041C、2141、2241、3541A、3641A、3741A、3741B、3841A、3841B、3941A、3941B、4041A、4041B、4141、4241-次转子

1247、1347、1447、1747、1947、2147、2247-密闭空间

148、248、348、448、548、648、748、848、948、1048、1148、1248、1348、1448、1748、1948、2148、2248、2348-扰流装置

1232、1342、1432、1532、1642、1732、1842、1942、2032、2132、2242、3542、3632、3742、3832、3932、4042、4142、4232-磁力元件

1242、1332、1442、1632、1742、1832、1932、2042、2142、2232、3532、3642、3732、3842、3942、4032、4132、4242-导线绕组

2232A-导线

3520、3620、3720、3820、3920、4020、4120、4220-发电机

3550、3650、3750、3850、3950、4050、4150、4250-外壳

θ-夹角；F_B-浮力；F_C-推力；F_P-拉力。

具体实施方式

<第1实施例>

请参阅图1A，图1A所绘示为本发明第1实施例的水流发电系统示意图。如图1A所示，本发明的水流发电系统110包括有多个水流发电机120、多条固定缆线111、多条升降缆线113、多条海底缆线115、多个锚状结构112及多个浮体装置114。每一水流发电机120包括有一转子单元140及一定子单元130。每一转子单元140的外侧包括有多个与水流产生压差阻力(Pressure drag)的扰流装置148。在流体力学中，利用该些扰流装置148的弯曲形状，可使水流流动时在该些扰流装置148之前后产生不同大小的压差阻力(又称形状阻力，Form dragforce)；透过该压差阻力，当水流流经该些扰流装置148时，即可利用水流的推动而使转子单元140与扰流装置148持续不断地转动。在此，该些扰流装置148为向外凸出的叶片；且，如图1A所示，该水流的方向是由右向左流动，该转子单元140的转动轴(未编号)的方向是垂直于图面，因此，该转动轴的方向与水流的方向概略垂直。另外，该水流发电系统110可利用浮力而使多个水流发电机120漂浮在水面与水底之间，其浮力产生的原因会于后续的实施例中介绍。

每一固定缆线111均与一海底缆线115相接。如图1A的放大图所示，每12个水流发电机120连接成一组，其连接的方式是透过一支架部117连接该些水流发电机120的定子单元130，藉以将12个水流发电机120固定在一起。在较佳实施例中，该支架部117是与该些定子单元130为一体成型的结构；在其他实施例中，该支架部117与该些定子单元130当然也可以是分开的结构。另外，该支架部117与该些水流发电机120的不同连接方式会在后续的实施例中介绍。在较佳实施例中，每一支架部117除了用以连接多个定子单元130之外，还可用以将该些水流发电机120所产生的电力导出，再透过该固定缆线111及该海底缆线115而将电力引导至一主电缆116，再连接至陆地供人们使用。每一固定缆线111的一端透过一支架部117而与定子单元130相接，另一端连接至水底的锚状结构112，且通过该锚状结构112固定于水底。该锚状结构112的优点在于可用以抵抗该些水流发电机120的浮力及水流的冲力，亦即：通过该锚状结构112的重量，即可利用该固定缆线111来拉住该些水流发电机120，使该些水流发电机120不会被水流冲走。在其他实施例中，还可以通过其他形状的结构物或水底的锚固工程技术而将该固定缆线111的一端锚固在水底。每一升降缆线113的一端连接至水面上的一浮体装置114，另一端连接至其中一锚状结构112。该浮体装置114上可备配有定位系统(未绘示)或卷线装置(未绘示)，且该浮体装置114可为任何形式的船、船坞或水上动力装置。该升降缆线113的目的在于将电力引导至该浮体装置114，因此可在该浮体装置114上电解海水，生产氢气、氧气或其他化合物，也可用于供给该定位系统的用电需求；除此之外，人们也可以从该浮体装置114上，透过该升降缆线113来侦测该水流发电机120的产生电量大小或电性讯号的变化。该升降缆线113的另一目的在于方便该些水流发电机120的维修；如图25A～图25D所示，当需要维修该水流发电机120时，可利用该浮体装置114上的卷线装置将该升降缆线113往上拉起，使该锚状结构112往水面的方向移动；再来，通过浮力的作用，该些水流发电机120即可往上浮而移动至水面之处。如此，即可利用该浮体装置114来维修该水流发电机120，或另外再透过水上的维修船来对该水流发电机120实施维修，解决深海工程或水下工程的困难与不便。此外，在较佳实施例中，该定位系统可以是全球定位系统(Global Positioning System，GPS)，该全球定位系统包括有GPS无线电机(未绘示)及接收发射机(未绘示)，目的在于该浮体装置114的海上定位。该全球定位系统可由卫星上即时地取得该浮体装置114的时间、位置、速度等资料，再通过该接收发射机将时间、位置、速度的资料传出，即可让维修人员或操作人员迅速地找到该浮体装置114的位置。在其他实施例中，如图26A～图26D所示，该升降缆线113之下端还可以连接至其中一定子单元130或其中一支架部117，再利用该浮体装置114上的卷线装置卷起该升降缆线113，直接将该些水流发电机120往上拉，如此也可达到前述的功效。

请参阅图1B，图1B所绘示为本发明第1实施例的水流发电系统的漂浮原理示意图。如图1B所示，多个水流发电机120透过浮力(F_B)、水流的推力(F_C)及固定缆线111的拉力(F_P)的力平衡作用，而漂浮在水面与水底之间。其中，浮力(F_B)是液态水作用在该些水流发电机120的力，其方向永远朝上。水流的推力(F_C)大小则与该水流的流速成比例，其方向则与水流同向。该固定缆线111的拉力(F_P)则是用以抵抗浮力(F_B)及推力(F_C)所产生的力，因此其方向为永远朝下。如图1B所示，因为该固定缆线111是连接于该些水流发电机120之下方，因此，无论是水流流速改变或者发生乱流、逆流的状况，该些水流发电机120受到浮力(F_B)、推力(F_C)及拉力(F_P)的作用，永远不会翻转，仅会改变该固定缆线111与水底的夹角θ；故本发明的水流发电系统110可用以维持上下的恒定，以及漂浮位置的大致稳定，适用于任何水底环境。

<第2、第3实施例>

请同时参阅图2A与图2B，图2A所绘示为本发明第2实施例的转子单元示意图，图2B所绘示为本发明第3实施例的转子单元示意图。如图2A所示，两个水流发电机220的多个扰流装置248向外凸出于转子单元240之外，且该些扰流装置248的设置方向相同，因此两水流发电机220的转子单元240均会逆时针转动。如图2B所示，两个水流发电机320的多个扰流装置348亦向外凸出于转子单元340之外，该些扰流装置348的设置方向相反，因此上面水流发电机320的转子单元340会逆时针转动，下面水流发电机320的转子单元340会顺时针转动。于较佳实施例中，在一水流发电系统内，多个转子单元可以搭配不同的转动向量，藉以消除转动时所产生的频率共振现象。当然，若其共振现象不明显，基于该水流发电系统在制造组装上的考量，也可以将其转子单元的扰流装置同向设置，使该转子单元全部顺时针转动或全部逆时针转动。

<第4、第5、第6实施例>

请同时参阅图3A～图3C，图3A所绘示为本发明第4实施例的转子单元示意图，图3B所绘示为本发明第5实施例的转子单元示意图，图3C所绘示为本发明第6实施例的转子单元示意图。在图3A的实施例中，该些凸出于转子单元440之外的扰流装置448可以是多个叶片，每一扰流装置448的轴向长度远小于该转子单元440的转动轴(未编号)长度，且该些扰流装置448排列的方式是与转动轴平行设置；还有，该水流发电机的转子单元440为长轴型，在制造条件允许的情况下，可以尽量地延长其转动轴方向的长度，如此，该扰流装置448的数目也可以尽量地增加，使该水流发电机接受水流推动的面积增加，进而增加推动的力量。在图3B的实施例中，该转子单元540为长轴型；该些凸出于转子单元540之外的扰流装置548可以是轴向长度与转动轴等长的多个叶片，且每一扰流装置548是与转动轴平行设置。在图3C的实施例中，该转子单元640为长轴型，每一扰流装置648是围绕其转动轴而呈螺旋方式旋转。此外，在较佳实施例中，该转子单元640的外侧壁或该些扰流装置648的材质可以塑胶、压克力、树脂、橡胶或其他高分子塑化聚合物等质量较轻的材质来制成，用以减轻该转子单元640的重量，使水流更容易推动该转子单元640。

<第7、第8实施例>

请同时参阅图4A与图4B，图4A所绘示为本发明第7实施例的转子单元示意图，图4B所绘示为本发明第8实施例的转子单元示意图。如图4A所示，两个水流发电机720的多个扰流装置748向内凹进该转子单元740，且该些扰流装置748的设置方向相同，因此两水流发电机720的转子单元740均会逆时针转动。如图4B所示，两个水流发电机820的多个扰流装置848亦向内凹进该转子单元840，该些扰流装置848的设置方向相反，因此上面水流发电机820的转子单元840会逆时针转动，下面水流发电机820的转子单元840会顺时针转动。

<第9、第10、第11实施例>

请同时参阅图5A～图5C，图5A所绘示为本发明第9实施例的转子单元示意图，图5B所绘示为本发明第10实施例的转子单元示意图，图5C所绘示为本发明第11实施例的转子单元示意图。在图5A的实施例中，该转子单元940为长轴型；该些凹进该转子单元940的扰流装置948，其轴向长度远小于该转子单元940的转动轴长度，且该些扰流装置948排列的方式是与转动轴平行设置。在图5B的实施例中，该转子单元1040为长轴型；该些扰流装置1048的轴向长度与该转子单元1040的转动轴等长，且每一扰流装置1048是与其转动轴平行设置。在图5C的实施例中，该转子单元1140为长轴型，每一扰流装置1148是围绕该转子单元1140的转动轴而呈螺旋围绕的型式。

此外，本领域具有通常知识者还可在上所述的各种扰流装置上或该转子单元的外壁上，设置多个凹凸不平的细微颗粒或微结构，用以破坏该些扰流装置或该转子单元附近水流的流动边界层(Boundary Layer)，使转子单元的转动更顺畅。

<第12实施例>

接下来，介绍本发明的水流发电系统、水流发电机的内部结构以及水流发电机可以浮在水中的原因。请同时参阅图6A～图6C，图6A～图6C所绘示为本发明第12实施例的水流发电机示意图。其中，图6A与图6B的水流发电机1220是以相对应的剖面方式呈现。如图6A与图6B所示，两水流发电机1220设置在一支架部1217的左右两侧，每一水流发电机1220包括有一转子单元1240及一定子单元1230。该定子单元1230与该支架部1217相接而固定，除了可用以固定该水流发电机1220之外，还可将产生的电力导出。在该水流发电机1220的内部，该转子单元1240包括有一个次转子1241A，该次转子1241A可通过水流的带动而与该转子单元1240外侧的多个扰流装置1248同步转动。该定子单元1230包括有一个次定子1231A，该次转子1241A与次定子1231A是以该转子单元1240的转动轴为圆心而呈同心圆的结构设置，且，该次定子1231A位于该次转子1241A之内而与该次转子1241A相邻设置。在该转子单元1240内部，还包括有一密闭空间1247，该密闭空间1247与外界隔绝。如图6B所示，当该密闭空间1247的轴向长度越长，该密闭空间1247的体积会越大，整个水流发电机1220的密度也越小，因此该水流发电机1220的浮力也就越大。故，本发明即可通过该密闭空间1247的设置，降低该水流发电机1220及该水流发电系统的密度；这也表示：可以通过调整该密闭空间1247的轴向长度而改变该水流发电机1220或水流发电系统的平均密度，进而改变该水流发电机1220或水流发电系统的浮力(F_B)大小。当其平均密度小于水的密度时，即可通过水的作用而使该水流发电机1220或该水流发电系统向上浮起来。另外，因为该转子单元1240的转动轴方向与水流的方向垂直，所以当该转子单元1240的轴向长度越长时，该扰流装置1248的数目也越多，水流推动该转子单元1240的力量也越大，如此可用以克服转子单元1240与定子单元1230间的摩擦力。

如图6C所示，该次转子1241A的内侧包括有多个导线绕组1242，该次定子1231A的外侧包括有多个由N极及S极所构成的磁力元件1232。当该次转子1241A围绕该次定子1231A转动时，该些导线绕组1242上的多条导线即可切割该些磁力元件1232周边的磁力线(未绘示)，藉以产生电力。在较佳实施例中，每一导线绕组1242周边的铁芯结构是以高磁导率材质所制成；该磁力元件1232可以是永久磁铁，采用永久磁铁的目的在使该定子单元1230及该转子单元1240的结构较为简单。当然，在其他实施例中，该磁力元件1232也可以是透过励磁绕组所形成。

另外，本领域具有通常知识者还可以在该水流发电机1220内部设置一可缓慢挥发出气体的固体物质或液体物质，该固体物质或液体物质包括但不限于干冰、萘(naphthalene)、樟脑、醚、甲醛...等。其设置的位置可在该密闭空间1247内，或转子单元1240与定子单元1230之间；其固定的方法可利用有固定结构的容器来容置该液体物质，或者是利用半开放式的结构来固定、夹持或容置该固体物质。因为该固体物质或液体物质可缓慢地挥发出气体，因此可长时间地维持该水流发电机1220内的压力于较高的状态；如此，该挥发出的气体其压力可阻止外界的水汽进入该水流发电机1220内，该水流发电机1220内部的零件就不易被腐蚀，故水流发电机1220可维持较久的使用寿命。

<第13实施例>

接下来，请同时参阅图7A～图7C，图7A～图7C所绘示为本发明第13实施例的水流发电机示意图。其中，图7A与图7B的水流发电机1320是以相对应的剖面方式呈现。如图7A与图7B所示，一水流发电机1320设置在两支架部1317之间，该水流发电机1320包括有一转子单元1340、两定子单元1330及一密闭空间1347。两定子单元1330分别位于该水流发电机1320的两端，且分别与一支架部1317相接，藉以固定该水流发电机1320。该转子单元1340的左右两端分别包括有两个次转子1341A，该些次转子1341A可透过水流的带动而与该转子单元1340外侧的多个扰流装置1348同步转动。该密闭空间1347则位于该转子单元1340两端部之中间，亦即，端部的两个定子单元1330分别位于该密闭空间1347轴向的两端，且与该密闭空间1347相邻。每一定子单元1330还包括有一个次定子1331A。每一个次转子1341A均对应于一个次定子1331A，且，该次定子1331A位于该次转子1341A之内而与该次转子1341A相邻设置。该次转子1341A与次定子1331A是以该转子单元1340的转动轴为圆心而呈同心圆的结构设置。在较佳实施例中，在该水流发电机1320左侧的次转子1341A与次定子1331A所产生的电力是通过左边的支架部1317而导出，在该水流发电机1320右侧的次转子1341A与次定子1331A所产生的电力是通过右边的支架部1317而导出。

如图7C所示，该次转子1341A的内侧包括有多个由N极及S极所构成的磁力元件1342，且该N极、S极的磁极方向朝向圆心；该次定子1331A包括有多个导线绕组1332。当该次转子1341A围绕该次定子1331A转动时，该些磁力元件1342周边所产生的磁力线(未绘示)即可被该些导线绕组1332上的多条导线切割。当然，如前所述，该次转子1341A上的磁力元件1342可由永久磁铁或励磁绕组所构成。

<第14实施例>

请参阅图8A～图8C，图8A～图8C所绘示为本发明第14实施例的水流发电机示意图。其中，图8A与图8B的水流发电机1420是以相对应的剖面方式呈现。如图8A与图8B所示，一水流发电机1420设置在一支架部1417的右侧，该水流发电机1420包括有一转子单元1440、一定子单元1430及一密闭空间1447。该转子单元1440包括有一个次转子1441A及一个次转子1441B，该定子单元1430包括有一个次定子1431A。该次转子1441A、次转子1441B可透过水流的带动而与该转子单元1440外侧的多个扰流装置1448同步转动。该次定子1431A以同心圆的结构而设置在该次转子1441A与该次转子1441B之间，因此该次转子1441A位于该次定子1431A的外侧而与该次定子1431A相邻，该次转子1441B位于该次定子1431A的内侧而与该次定子1431A相邻；该次转子1441A、次定子1431A与次转子1441B依序相间而设置。

如图8C所示，该次转子1441A与次转子1441B包括有多个导线绕组1442，该次定子1431A包括有多个由N极及S极所构成的磁力元件1432。其中，分布在该次定子1431A内侧、外侧的磁力元件1432可以是一块磁铁，或是两块方向相同的磁铁；多个N极朝外的磁力元件1432与N极朝圆心的磁力元件1432依序排列于该次定子1431A的圆周上。当该转子单元1440转动时，该次转子1441A的多个导线绕组1442即可切割分布在该次定子1431A外侧的磁力线(未绘示)，该次转子1441B的多个导线绕组1442即可切割分布在该次定子1431A内侧的磁力线(未绘示)。

<第15实施例>

请参阅图8D，图8D所绘示为本发明第15实施例的水流发电机示意图。如图8D所示，该水流发电机的结构与图8C的实施例类似，故不再赘述。其中，该次定子1531A的内侧及外侧是分别设置有多个磁力元件1532，且，内外侧同时对应的两磁力元件1532的磁极方向为相反。

<第16实施例>

请参阅图8E，图8E所绘示为本发明第16实施例的水流发电机示意图。如图8E所示，该水流发电机1620的转子单元1640包括有一个次转子1641A及一个次转子1641B，该定子单元1630包括有一个次定子1631A；该转子单元1640及定子单元1630的结构与图8C的实施例类似，故不再赘述。其中，该次转子1641A与次转子1641B包括有多个由N极及S极所构成的磁力元件1642；在较佳实施例中，该些磁力元件1642的N极与S极依序相间地排列于该次转子1641A与次转子1641B的圆周上；在其他实施例中，该些磁力元件1642的N极与S极也可以改变其磁力大小、设置位置或磁极方向，甚至形成中间极。该次定子1631A则分别在其外侧与次转子1641A相邻之处设有多个导线绕组1632，在其内侧与次转子1641B相邻之处亦设有多个导线绕组1632；因此，当该转子单元1640转动时，该次定子1631A内外两侧的导线绕组1632可同时切割该次转子1641B与次转子1641A的磁力元件1642周边的磁力线(未绘示)。

<第17实施例>

接下来请参阅图9A～图9C，图9A～图9C所绘示为本发明第17实施例的水流发电机示意图。其中，图9A与图9B的水流发电机1720是以相对应的剖面方式呈现。如图9A与图9B所示，该水流发电机1720包括有一转子单元1740、一定子单元1730及一密闭空间1747。该转子单元1740包括有一个次转子1741A及一个次转子1741B，该定子单元1730包括有一个次定子1731A及一个次定子1731B。该次转子1741A、次转子1741B可透过水流的带动而与该转子单元1740外侧的多个扰流装置1748同步转动。该次转子1741A、次定子1731A、次转子1741B、次定子1731B依序由外而内以同心圆的结构而设置，使得该次转子1741A、次转子1741B分别位于该次定子1731A的外侧与内侧，而且紧邻于该次定子1731A。该次定子1731A、次定子1731B分别位于该次转子1741B的外侧与内侧，而且紧邻于该次转子1741B。

如图9C所示，该次转子1741A、次转子1741B包括有多个导线绕组1742，该次定子1731A、次定子1731B包括有多个由N极及S极所构成的磁力元件1732。且，本领域具有通常知识者还可将该次定子1731A上的磁力元件1732的磁极方向、磁力大小或设置位置作不同的变化与设计。

<第18实施例>

请参阅图9D，图9D所绘示为本发明第18实施例的水流发电机示意图。如图9D所示，该水流发电机1820的转子单元1840包括有一个次转子1841A及一个次转子1841B，该定子单元1830包括有一个次定子1831A及一个次定子1831B。该次转子1841A、次转子1841B可透过水流的带动而与该转子单元1840外侧的多个扰流装置1848同步转动。该转子单元1840及定子单元1830的结构与图9C的实施例类似，故不再赘述。其中，该次转子1841A与次转子1841B包括有多个由N极及S极所构成的磁力元件1842，且该些磁力元件1842的N极与S极依序相间地排列于该次转子1841A与次转子1841B的圆周上。该次定子1831A则分别在其外侧与次转子1841A相邻之处设有多个导线绕组1832，在其内侧与次转子1841B相邻之处亦设有多个导线绕组1832。该次定子1831B则在其外侧与次转子1841B相邻之处设有多个导线绕组1832。

<第19实施例>

接下来请参阅图10A～图10C，图10A～图10C所绘示为本发明第19实施例的水流发电机示意图。其中，图10A与图10B的水流发电机1920是以相对应的剖面方式呈现。如图10A与图10B所示，该水流发电机1920包括有一转子单元1940、一定子单元1930及一密闭空间1947。该转子单元1940包括有一个次转子1941A、一个次转子1941B及一个次转子1941C，该定子单元1930包括有一个次定子1931A及一个次定子1931B。该次转子1941A、次转子1941B及次转子1941C可透过水流的带动而与该转子单元1940外侧的多个扰流装置1948同步转动。该次转子1941A、次定子1931A、次转子1941B、次定子1931B、次转子1941C依序由外而内以同心圆的结构而设置，使得该次转子1941A、次转子1941B分别位于该次定子1931A的外侧与内侧，而且紧邻于该次定子1931A。该次定子1931A、次定子1931B分别位于该次转子1941B的外侧与内侧，而且紧邻于该次转子1941B。该次转子1941B、次转子1941C分别位于该次定子1931B的外侧与内侧，而且紧邻于该次定子1931B。

如图10C所示，该次转子1941A、次转子1941B、次转子1941C包括有多个由N极及S极所构成的磁力元件1942，且，该次转子1941A的磁力元件1942是位于该次转子1941A的内侧，该次转子1941B的磁力元件1942是位于该次转子1941B的内侧与外侧，该次转子1941C的磁力元件1942是位于该次转子1941C的外侧。该次定子1931A、次定子1931B包括有多个导线绕组1932。

<第20实施例>

请参阅图10D，图10D所绘示为本发明第20实施例的水流发电机示意图。如图10D所示，该水流发电机2020的转子单元2040包括有一个次转子2041A、一个次转子2041B及一个次转子2041C，该定子单元2030包括有一个次定子2031A及一个次定子2031B。该次转子2041A、次转子2041B及次转子2041C可透过水流的带动而与该转子单元2040外侧的多个扰流装置2048同步转动。该转子单元2040及定子单元2030的结构与图10C的实施例类似，故不再赘述。其中，该次转子2041A、次转子2041B与次转子2041C包括有多个导线绕组2042；该次定子2031A、次定子2031B包括有多个由N极及S极所构成的磁力元件2032，且该些磁力元件2032的N极与S极依序相间地排列于该次定子2031A、次定子2031B的圆周上。

综上所述，图6A～图6C所绘示第12实施例中，相对应的次转子的数目与次定子的数目均为1。在图7A～图7C所绘示第13实施例中，相对应的次转子的数目与次定子的数目均为1。在图8A～图8E所绘示第14、15、16实施例中，次转子的数目为2，相对应的次定子的数目为1。在图9A～图9D所绘示第17、18实施例中，次转子的数目为2，相对应的次定子的数目亦为2。在图10A～图10D所绘示第19、20实施例中，次转子的数目为3，相对应的次定子的数目为2。因此，上述第12至第20所述的实施例中，可以得出一个通式：该转子单元的次转子数目为m，其相对应的定子单元的次定子数目为n，且m＝n或m＝n+1。故，只要该转子单元与定子单元的直径允许，该次转子与相对应的次定子的数目可以很多个，且该些次转子与该些次定子均呈同心圆的结构设置；当该次转子或该次定子的数目至少为2以上时，该次转子与次定子依序相间，使相邻的导线绕组与磁力元件可以尽量的增多，藉以使每一水流发电机的发电量极大化。

<第21实施例>

如上所述的次转子与次定子是自外而内地排列于该水流发电机的径向上，且呈同心圆的结构设置。然而在其他实施例中，本领域具有通常知识者还可将该次转子与次定子排列于该水流发电机的轴向上。请同时参阅图11A与图11B，图11A所绘示为图11B的A-A剖面示意图，图11B所绘示为本发明第21实施例的水流发电机示意图；其中，图11A与图11B的水流发电机2120是以相对应的剖面方式呈现。如图11A与图11B所示，该水流发电机2120是通过一定子单元2130而固定在一支架部2117的右侧，该水流发电机2120还包括有一转子单元2140及一密闭空间2147。其中，该转子单元2140包括有四个次转子2141，该些次转子2141依序分布于该转子单元2140的轴向上，且与该转子单元2140的多个扰流装置2148同步转动。该定子单元2130包括有三个呈轴向分布的次定子2131。该些次转子2141与该些次定子2131是依序分布于该水流发电机2120的轴向上，并使每一个次转子2141至少与一个次定子2131相邻，每一个次定子2131至少与一个次转子2141相邻。

该些次定子2131包括有多个由N极与S极所构成的磁力元件2132，该些次转子2141包括有多个导线绕组2142，使每一导线绕组2142至少与一磁力元件2132相邻，每一磁力元件2132至少与一导线绕组2142相邻。该磁力元件2132可以是永久磁铁或是透过励磁绕组所构成，且该些磁力元件2132的N极与S极还可以改变其磁力大小、设置位置或磁极方向，甚至形成中间极。在本实施例中，最左侧的次转子2141仅在其右边设置有导线绕组2142，最右侧的次转子2141仅在其左边设置有导线绕组2142，中间的次转子2141则在其左右两边均设置有导线绕组2142。藉此，只要该水流发电机2120的轴向长度允许，即可以尽量地设置较多的次转子2141与次定子2131，进而使其发电量极大化。

如图11A所示，该次定子2131是位于该水流发电机2120的内部，且多个磁力元件2132的N极与S极是分布于该次定子2131的圆心轴(未编号)的不同幅角上而依序相间。

<第22实施例>

请同时参阅图12A与图12B，图12A所绘示为图12B的B-B剖面示意图，图12B所绘示为本发明第22实施例的水流发电机示意图；其中，图12A与图12B的水流发电机2220是以相对应的剖面方式呈现。如图12A与图12B所示，该水流发电机2220包括有一转子单元2240、一定子单元2230及一密闭空间2247。该转子单元2240包括有四个次转子2241，该定子单元2230包括有三个次定子2231，该些次转子2241依序分布于该转子单元2240的轴向上，且与该转子单元2240的多个扰流装置2248同步转动。该些次转子2241与该些次定子2231的结构与图11A的实施例类似。其中，该些次转子2241上包括有多个由N极与S极所构成的磁力元件2242，该些次定子2231在其左右两边均设置有多个导线绕组2232，使每一导线绕组2232至少与一磁力元件2242相邻，每一磁力元件2242至少与一导线绕组2232相邻。

如图12A所示，该次定子2231上的导线绕组2232是由多条导线2232A以辐射状的方式而绕制在该次定子2231上。当该磁力元件2242随该转子单元2240转动时，多条导线2232A即可切割该磁力元件2242周边的磁力线(未绘示)，藉以产生电力。

<第23实施例>

接下来介绍包括有多个水流发电机的水流发电系统。请参阅图13，图13所绘示为本发明第23实施例的多个水流发电机示意图。如图13所示，该水流发电系统2310包括有12个水流发电机2320。其中，该水流发电系统2310是通过支架部2317而将该些水流发电机2320两端部的定子单元(未编号)固定。每四个水流发电机2320成一组而垂直设置。三组水流发电机2320可以不同的水平高度或不同的角度而设置，或者使不同组别的水流发电机2320相互错开，用以避开上游水流发电机2320的尾流(Wake)，减少水流的无效扰动来降低水流的推力。该固定缆线2311设置于该支架部2317的最下端，并透过该支架部2317而与该定子单元相接。该固定缆线2311之下端连接至水底，用以将该些水流发电机2320所产生的电力导出，并可藉以产生拉力(F_P)来固定该些水流发电机2320。此外，该转子单元2340的转动轴的方向与水流的方向垂直。在其他实施例中，可以使数个水流发电机2320的扰流装置2348的排列方向相反，亦即，使部份水流发电机2320的转子单元2340的转动向量与其他的水流发电机2320相反；如此，在该水流发电系统2310之中，会有部份的转子单元2340呈顺时针转动，部份的转子单元2340呈逆时针转动，藉此可以消除频率共振的问题。

<第24实施例>

请参阅图14，图14所绘示为本发明第24实施例的多个水流发电机示意图。如图14所示，该水流发电系统2410包括有12个水流发电机2420。其中，靠近水底的水流发电机2420的轴长小于靠近水面的水流发电机2420的轴长；亦即，靠近水底的水流发电机2420的密闭空间小于靠近水面的水流发电机2420的密闭空间。因此，靠这水面的水流发电机2420的浮力会大于靠近水底的水流发电机2420。

<第25实施例>

请参阅图15，图15所绘示为本发明第25实施例的多个水流发电机示意图。如图15所示，该水流发电系统2510包括有12个水流发电机2520。其中，每四个水流发电机2520成一组而约略成水平设置，且靠近水底的水流发电机2520的轴长小于靠近水面的水流发电机2520的轴长。该水流发电系统2510是通过两固定缆线2511而连接至水底。

<第26实施例>

请参阅图16，图16所绘示为本发明第26实施例的多个水流发电机示意图。如图16所示，该水流发电系统2610包括有16个水流发电机2620，每一水流发电机2620包括有一设置于端部的定子单元(未编号)，且，该水流发电系统2610是通过支架部2617连接多个定子单元而将该些水流发电机2620固定。每八个水流发电机2620成一组而约略成水平设置。

<第27实施例>

请参阅图17，图17所绘示为本发明第27实施例的多个水流发电机示意图。如图17所示，该水流发电系统2710包括有16个水流发电机2720。其中，每四个水流发电机2720成一组设置，且每一组的四个水流发电机2720是成交叉形式设置，该交叉的结构与水流的方向垂直。此外，多组水流发电机2720是通过与水流同向的一支架部2717而固定。

<第28实施例>

请参阅图18，图18所绘示为本发明第28实施例的多个水流发电机示意图。如图18所示，该水流发电系统2810包括有9个水流发电机2820。其中，每三个水流发电机2820成一组而水平设置，每一组的三个水流发电机2820是合围成三角形。若此三角形为钝角三角形，则该些转子单元2840的转动轴的方向会与水流的方向概略垂直。

<第29、30实施例>

请参阅图19与图20，图19所绘示为本发明第29实施例的多个水流发电机示意图，图20所绘示为本发明第30实施例的多个水流发电机示意图。如图19所示，每一组的五个水流发电机2920是合围成五边形；如图20所示，每一组的六个水流发电机3020是合围成六边形。

<第31实施例>

请参阅图21，图21所绘示为本发明第31实施例的多个水流发电机示意图。如图21所示，该水流发电系统3110包括有12个水流发电机3120。其中，每四个水流发电机3120成一组而垂直设置，每一组的四个水流发电机3120是合围成四边形，且该四边形垂直于水流的方向。

<第32实施例>

请参阅图22，图22所绘示为本发明第32实施例的多个水流发电机示意图。如图22所示，该水流发电系统3210包括有8个水流发电机3220。其中，每二个水流发电机3220成一组而呈“V”字型的结构垂直设置，该支架部3217是与水流同向而串接起该“V”字型的结构。

<第33实施例>

请参阅图23，图23所绘示为本发明第33实施例的多个水流发电机示意图。如图23所示，该水流发电系统3310包括有9个水流发电机3320。其中，每三个水流发电机3320成一组而合围成三角型，且呈垂直设置；水流流动的方向同时与该三个水流发电机3320呈垂直。

<第34实施例>

请参阅图24，图24所绘示为本发明第34实施例的多个水流发电机示意图。如图24所示，该水流发电系统3410包括有多个水流发电机3420，且该些水流发电机3420可分别在x轴、y轴、z轴上呈多层堆迭的方式设置，使该水流发电系统3410内可以尽量地设置较多的水流发电机3420，进而使发电量极大化。

再来，为使前述水流发电系统能够运转发电，其设置及维修的方法也是关键的一环。以目前科技而言，制造水流发电机与水流发电系统并非高深艰难的技术，然而其真正困难的瓶颈在于水流发电机与水流发电系统的安装设置及维修，需克服离岸很远及水底施工不易的问题，再加上海面及海底环境的恶劣，因此目前尚无大规模的水流发电机或水流发电系统正式运转。故，在此揭露一水流发电系统的设置及维修方法，其是用以安装设置及维修一水流发电系统。如图25A～图25D所示，该水流发电系统110包括有一固定缆线111、一锚状结构112、一升降缆线113、一海底缆线115及多个在内部设置有浮力元件(未绘示)的水流发电机120；其中，该浮力元件可为前述第12～22实施例中的密闭空间，因此，该水流发电机120可通过该浮力元件而向上浮起。该固定缆线111的两端分别连接该些水流发电机120与该锚状结构112，且与该锚状结构112相接的一端更与一海底缆线115相接，因此，该固定缆线111可透过该海底缆线115而将产生的电力导引至陆地。该固定缆线111与该些水流发电机120连接的方式为：直接连接至该水流发电机120的定子单元(未编号)，或是透过固定的支架部117而连接。该升降缆线113的一端连接至一水面上的浮体装置114，另一端连接至该锚状结构112。在其他实施例中，该浮力元件还可以是设置在该水流发电机120外部的浮球或密度小于水的物体；如此，即可利用该浮球或密度小于水的物体来带动该水流发电机120向上浮起。

在安装设置该水流发电系统110之前，如图25A所示，多个水流发电机120漂浮在水面，且该浮体装置114通过该升降缆线113而拉住该锚状结构112，防止该锚状结构112下沉。然后，本发明的水流发电系统110的设置及维修方法，即如图27所示，步骤A1：利用该锚状结构112的重量使该些水流发电机120往水底的方向移动；移动时，如图25A至图25D，该浮体装置114可通过卷线装置(未绘示)而控制该升降缆线113及锚状结构112下放的速度，而该锚状结构112利用本身的重量即可带动该固定缆线111及该些水流发电机120往水底移动。故，在步骤A1中，该固定缆线111的功用在于承受该锚状结构112向下的拉力，进而带动该些水流发电机120往下移动；该升降缆线113的功用在于方便浮体装置114上的工人操作，用以将该些水流发电机120安装设置于水面之下。接下来，步骤A2：该锚状结构112停止在水底；当该锚状结构112抵达水底后，因为其重量的关系，该锚状结构112会稍微沉入水底的土壤中；此时，该升降缆线113即可停止释放，而该些水流发电机120也可以利用该固定缆线111下拉的力量及水流向上的浮力而漂浮在水面与水底之间(如图25D所示)。至此，该水流发电系统110的安装设置即可完成。此外，在较佳实施例中，该浮体装置114上备配有定位系统(未绘示)，该升降缆线113也可将电力引导至该浮体装置114；该定位系统的功用在于方便人们寻找该水流发电机120的位置，该升降缆线113的功用在于控制该锚状结构112、水流发电机120之下放、安装，以及将电力引导至浮体装置114上利用，如此即可在浮体装置114上电解水，生产高纯度的氢气、氧气。

在一般的情况下，步骤A1的浮体装置114为了要能够载运并安装设置水流发电机120及锚状结构112，该浮体装置114的排水量应该会较大(排水量较大代表浮力较大)；而安装设置完毕后，该浮体装置114的目的仅为海上定位及生产氢气、氧气，其需要的排水量应该会较小。因此，基于经济上的考量，该浮体装置114如果能够更换成排水量较小的浮体装置，则可节省该水流发电系统110的运作成本。故，本发明的水流发电系统110的设置及维修方法更进一步揭露步骤B1：将该升降缆线113端部的浮体装置114更换为另一浮体装置；其中，该更换的动作是在步骤A2之后。等该锚状结构112停止在水底后，将该升降缆线113靠近浮体装置114的一端，通过机械手臂(未绘示)或其他机械装置，而将该升降缆线113靠近水面的一端固定至另一排水量较小的浮体装置。如此，排水量较大的浮体装置114即可从事其他水流发电系统110的安装设置，或开回陆地岸边。当然，在该步骤A2之后，也可以不更换浮体装置，或者以其他具有定位功能的小船来取代排水量较小的浮体装置，如此亦可达前述功效。

当该水流发电机120使用一段时间后，无可避免地会面临维修的问题。在此，本发明的水流发电系统110的设置及维修方法更进一步揭露步骤C1：透过该浮体装置114拉起该升降缆线113，以及步骤C2：该水流发电机120往水面移动。藉此，利用该卷线装置将该升降缆线113上拉，同时带动该锚状结构112往上移动。此时，该些水流发电机120即可通过浮力而往上移动，其示意图即由图25D至图25A。当该些水流发电机120上升至水面浮体装置114之处时，施予步骤C3：利用该浮体装置114固定该水流发电机120，然后，即可在该浮体装置114内维修该些水流发电机120，或将该些水流发电机120拖回岸边陆地上维修。其固定的手段可透过浮体装置114上的另一机械手臂或机械装置而为的。等维修完毕后，如步骤C4：透过该升降缆线113放下该锚状结构112，使该水流发电机120往水底移动，重新将该些水流发电机120安装设置在水底与水面之间；故，步骤C4会与步骤A1～A2产生相同的效果。

再来，介绍本发明的水流发电系统的设置及维修方法的另一实施例。请参图26A～图26D，图26A～图26D所绘示为本发明的水流发电系统的另一设置及维修方法示意图。如图26A～图26D所示，该升降缆线113的下端是连接至该些水流发电机120；其连接的方式可直接连接至该水流发电机120的定子单元(未编号)，或是透过固定的支架部117而连接。如此，在步骤A1及步骤C4中，该锚状结构112即可通过重力而带动该固定缆线111及该些水流发电机120往下移动，该升降缆线113则通过拉住该水流发电机120而减缓或控制其往下移动的速度。在步骤C1中，该浮体装置114则是直接通过该升降缆线113克服该锚状结构112的重力，而将该些水流发电机120及锚状结构112拉起。

藉此，本发明的水流发电系统的设置及维修方法可用以安装设置多个水流发电机120，可更换成不同排水量大小的浮体装置114，还可在该浮体装置114上维修或拖回陆地维修该水流发电机120，维修完毕再将该水流发电机120安装回水中。因此，可用以克服目前锚固工程的技术瓶颈。

接下来，本领域具有通常知识者可将本发明多个次定子与多个次转子的结构应用至一般的发电机；亦即，将前述同心圆设置的次定子与次转子应用至一般的发电机，或者将排列于轴向上的多个次定子、次转子应用至一般发电机。如此，其次定子、次转子周边的磁力元件或导线绕组即可以类似图6A、6C、7A、7C、8A、8C、8D、8E、9A、9C、9D、10A、10C、10D、11A或12A的结构而设置。请参阅下列实施例：

<第35实施例>

请参阅图28A，图28A所绘示为本发明第35实施例的发电机示意图。如图28A所示，一发电机3520，包括有一外壳3550、一转子单元3540及一定子单元3530，该转子单元3540及定子单元3530均设置于该外壳3550之内。该定子单元3530包括有一个次定子3531A及一个次定子3531B，该转子单元3540包括有一个次转子3541A。该次定子3531A、该次转子3541A、该次定子3531B依序自外而内紧邻相间，而且以转动轴(未编号)为圆心而呈同心圆的结构设置。该次定子3531A位于该次转子3541A的外侧而与该次转子3541A相邻，该次定子3531B位于该次转子3541A的内侧而与该次转子3541A相邻。其中，该次定子3531A与次定子3531B包括有多个导线绕组3532，该次转子3541A包括有多个由N极及S极所构成的磁力元件3542，且，N极朝外的磁力元件3542与N极朝圆心的磁力元件3542依序排列于该次转子3541A的圆周上。当该转子单元3540转动时，该次转子3541A的多个磁力元件3542即可与该次定子3531A及次定子3531B的多个导线绕组3532产生相对运动，用以产生电力。如前所述，该次转子3541A上的磁力元件3542可由永久磁铁或励磁绕组所构成。还有，在其他实施例中，该次转子3541A的内侧及外侧还可以分别设置磁极方向相反的磁力元件3542，或者改变该些磁力元件3542的N极与S极的磁力大小、设置位置或磁极方向，甚至形成中间极。

<第36实施例>

请参阅图28B，图28B所绘示为本发明第36实施例的发电机示意图。如图28B所示，一发电机3620，包括有一外壳3650、一转子单元3640及一定子单元3630。该定子单元3630包括有一个次定子3631A及一个次定子3631B，该转子单元3640包括有一个次转子3641A。其中，该转子单元3640、定子单元3630的结构与图28A的实施例类似。在本实施例中，该次定子3631A与次定子3631B包括有多个由N极及S极所构成的磁力元件3632，且，其N极朝外的磁力元件3632与N极朝圆心的磁力元件3632依序相间排列。该次转子3641A的内侧及外侧均包括有多个导线绕组3642。

<第37实施例>

请参阅图29A，图29A所绘示为本发明第37实施例的发电机示意图。如图29A所示，一发电机3720，包括有一外壳3750、一转子单元3740及一定子单元3730。该定子单元3730包括有一个次定子3731A及一个次定子3731B，该转子单元3740包括有一个次转子3741A及一个次转子3741B。该次定子3731A、该次转子3741A、该次定子3731B、该次转子3741B依序自外而内紧邻相间，且以转动轴为圆心而呈同心圆的结构设置。该次定子3731A、次定子3731B分别位于该次转子3741A的外侧与内侧，而且紧邻于该次转子3741A。该次转子3741A、次转子3741B分别位于该次定子3731B的外侧与内侧，而且紧邻于该次定子3731B。其中，该次定子3731A与次定子3731B包括有多个导线绕组3732，该次转子3741A与次转子3741B包括有多个由N极及S极所构成的磁力元件3742。

<第38实施例>

请参阅图29B，图29B所绘示为本发明第38实施例的发电机示意图。如图29B所示，一发电机3820，包括有一外壳3850、一转子单元3840及一定子单元3830。该定子单元3830包括有一个次定子3831A及一个次定子3831B，该转子单元3840包括有一个次转子3841A及一个次转子3841B。其中，该转子单元3840、定子单元3830的结构与图29A的实施例类似。在本实施例中，该次定子3831A与次定子3831B包括有多个由N极及S极所构成的磁力元件3832，且，N极朝外的磁力元件3832与N极朝圆心的磁力元件3832依序相间排列。该次转子3841A与次转子3841B均包括有多个导线绕组3842。

<第39实施例>

请参阅图30A，图30A所绘示为本发明第39实施例的发电机示意图。如图30A所示，一发电机3920，包括有一外壳3950、一转子单元3940及一定子单元3930。该定子单元3930包括有一个次定子3931A、一个次定子3931B及一个次定子3931C，该转子单元3940包括有一个次转子3941A及一个次转子3941B。该次定子3931A、该次转子3941A、该次定子3931B、该次转子3941B、该次定子3931C依序自外而内紧邻相间，且以转动轴为圆心而呈同心圆的结构设置。该次定子3931A、次定子3931B分别位于该次转子3941A的外侧与内侧，而且紧邻于该次转子3941A。该次转子3941A、次转子3941B分别位于该次定子3931B的外侧与内侧，而且紧邻于该次定子3931B。该次定子3931B、次定子3931C分别位于该次转子3941B的外侧与内侧，而且紧邻于该次转子3941B。其中，该次定子3931A、次定子3931B及次定子3931C包括有多个磁力元件3932，该次转子3941A及次转子3941B包括有多个导线绕组3942。

<第40实施例>

请参阅图30B，图30B所绘示为本发明第40实施例的发电机示意图。如图30B所示，一发电机4020，包括有一外壳4050、一转子单元4040及一定子单元4030。该定子单元4030包括有一个次定子4031A、一个次定子4031B及一个次定子4031C，该转子单元4040包括有一个次转子4041A及一个次转子4041B。其中，该转子单元4040、定子单元4030的结构与图30A的实施例类似。在本实施例中，该次定子4031A、次定子4031B及次定子4031C包括有多个导线绕组4032，该次转子4041A及次转子4041B包括有多个磁力元件4042。

综上所述，图28A～图28B所绘示第35、36实施例中，次定子的数目为2，相对应的次转子的数目为1。在图29A～图29B所绘示第37、38实施例中，相对应的次定子的数目与次转子的数目均为2。在图30A～图30B所绘示第39、40实施例中，次定子的数目为3，相对应的次转子的数目为2。因此，上述第35至第40的实施例中，可以得出一个通式：该转子单元的次转子数目为m，其相对应的定子单元的次定子数目为n，且m＝n或n＝m+1；且，当该次转子或该次定子的数目至少为2以上时，该次转子与次定子依序相间。故，只要该转子单元与定子单元的直径允许，可以尽量地设置较多的次转子与次定子，使相邻的导线绕组与磁力元件可以尽量的增多，藉以每一发电机的发电量极大化。

<第41实施例>

上述第35至第40的实施例中，该发电机的次转子与次定子是自外而内地排列于该水流发电机的径向上，且呈同心圆的结构设置。然而在其他实施例中，本领域具有通常知识者还可将该次转子与次定子排列于该发电机的轴向上。请参阅图31，图31所绘示为本发明第41实施例的发电机示意图。如图31所示，该发电机4120包括有一外壳4150、一转子单元4140及一定子单元4130，该转子单元4140包括有三个次转子4141，该些次转子4141依序分布于该转子单元4140的轴向上而同步转动。该定子单元4130包括有四个呈轴向分布的次定子4131。该些次转子4141与该些次定子4131是分布于该水流发电机4120的轴向上，并且，每一个次转子4141至少与一个次定子4131相邻，每一个次定子4131至少与一个次转子4141相邻。

该些次转子4141上包括有多个由N极与S极所构成的磁力元件4142，该些次定子4131上包括有多个导线绕组4132，使每一导线绕组4132至少与一磁力元件4142相邻，每一磁力元件4142至少与一导线绕组4132相邻。该磁力元件4142可以是永久磁铁或是透过励磁绕组所构成，且该些磁力元件4142的N极与S极还可以改变其磁力大小、设置位置或磁极方向，甚至形成中间极。在本实施例中，最左侧的次定子4131仅在其右边设置有导线绕组4132，最右侧的次定子4131仅在其左边设置有导线绕组4132，中间的两个次定子4131则在其左右两边均设置有导线绕组4132。藉此，只要该发电机4120的轴向长度允许，即可以尽量地设置较多的次转子4141与次定子4131，进而使其发电量极大化。另外，在本图式中，该外壳4150与该定子单元4130是绘示为一体成型的结构，然而，在其他实施例中，该外壳4150与该定子单元4130亦可为相异的两结构。

<第42实施例>

请参阅图32，图32所绘示为本发明第42实施例的发电机示意图。如图32所示，该发电机4220包括有一外壳4250、一转子单元4240及一定子单元4230，该转子单元4240包括有三个次转子4241，该定子单元4230包括有四个次定子4231。该些次转子4241与该些次定子4231的结构与图31的实施例类似。其中，该些次定子4231上包括有多个由N极与S极所构成的磁力元件4232，该些次转子4241在其左右两边均设置有多个导线绕组4242，使每一导线绕组4242至少与一磁力元件4232相邻，每一磁力元件4232至少与一导线绕组4242相邻。

综上所述，本发明的发电机、水流发电机、水流发电系统可大幅提升发电量。另外，水流发电系统与水流发电机可通过浮力元件或该密闭空间的设置而漂浮在水面与水底之间，再透过固定缆线而连接至水底，并将产生的电力导出。本发明的水流发电系统的设置及维修方法可用以安装设置及维修水流发电机，克服目前锚固工程的技术瓶颈，因此可降低水流发电系统的设置及维修成本。

本发明以实施例说明如上，然其并非用以限定本发明所主张的专利权利范围。其专利保护范围当视后附的申请专利范围及其等同领域而定。凡本领域具有通常知识者，在不脱离本专利精神或范围内，所作的更动或润饰，均属于本发明所揭示精神下所完成的等效改变或设计，且应包含在下述的权利要求范围内。

Claims (24)

1.一种水流发电系统，该水流发电系统包括有至少一水流发电机，其特征在于，每一水流发电机包括：

一转子单元，该转子单元的转动轴的方向与水流的方向概略垂直，该转子单元的外侧包括有多个与水流产生压差阻力的扰流装置，当水流流经该些扰流装置时用以推动该转子单元转动；

至少一定子单元；

至少一密闭空间，该密闭空间位于该转子单元内部；

藉此，该水流发电系统可利用浮力而漂浮在水面与水底之间。

2.根据权利要求1所述的水流发电系统，其特征在于，该扰流装置向外凸出或向内凹进该转子单元。

3.根据权利要求1所述的水流发电系统，其特征在于，该系统还包括有至少一固定缆线，每一固定缆线的一端与至少一定子单元相接，另一端连接至水底。

4.根据权利要求3所述的水流发电系统，其特征在于，该固定缆线连接至水底时是通过一锚状结构固定于水底。

5.根据权利要求4所述的水流发电系统，其特征在于，该系统还包括有至少一升降缆线，每一升降缆线的一端连接至水面上的一浮体装置，另一端连接至其中一定子单元或其中一锚状结构。

6.根据权利要求5所述的水流发电系统，其特征在于，该浮体装置上备配有定位系统。

7.根据权利要求5所述的水流发电系统，其特征在于，该升降缆线将电力引导至该浮体装置，或者透过该升降缆线侦测该水流发电机所产生的电量或电性变化。

8.根据权利要求3所述的水流发电系统，其特征在于，至少一固定缆线与一海底缆线相接，用以将电力传送至陆地。

9.根据权利要求1所述的水流发电系统，其特征在于，该转子单元内更包括有至少一个次转子，该次转子与该转子单元的该些扰流装置同步转动，每一定子单元更包括有至少一个次定子，该次转子与相对应的次定子是以其转动轴为圆心而呈同心圆的结构设置，并使每一个次转子至少与一个次定子相邻，每一个次定子至少与一个次转子相邻。

10.根据权利要求9所述的水流发电系统，其特征在于，该转子单元的次转子数目为m，相对应的定子单元的次定子数目为n，且m＝n或m＝n+1。

11.根据权利要求9所述的水流发电系统，其特征在于，当该次转子或该次定子的数目为2个或2个以上时，该次转子与次定子依序相间。

12.根据权利要求1所述的水流发电系统，其特征在于，该转子单元内更包括有至少一个次转子，该次转子与该转子单元的该些扰流装置同步转动，每一定子单元更包括有至少一个次定子，该次转子与该次定子是分布于该水流发电机的轴向上，并使每一个次转子至少与一个次定子相邻，每一个次定子至少与一个次转子相邻。

13.根据权利要求1所述的水流发电系统，其特征在于，该水流发电机的数目为复数个。

14.根据权利要求13所述的水流发电系统，其特征在于，多个水流发电机呈立体结构排列，且包括有至少一固定缆线，每一固定缆线的一端与至少一定子单元相接，另一端连接至水底。

15.根据权利要求14所述的水流发电系统，其特征在于，靠近水底的水流发电机的密闭空间小于靠近水面的水流发电机的密闭空间，使靠这水面的水流发电机的浮力大于靠近水底的水流发电机。

16.根据权利要求13所述的水流发电系统，其特征在于，至少一水流发电机的扰流装置的排列方向为与其它的水流发电机相反，使该水流发电机的转子单元的转动向量相反。

17.根据权利要求1所述的水流发电系统，其特征在于，在该水流发电机内设置一可缓慢挥发出气体的固体物质或液体物质。

18.一种发电机，其特征在于，该发电机包括：

一转子单元，该转子单元包括有至少一个次转子；

一定子单元，该定子单元包括有至少二个次定子；

每一个次转子至少与一个次定子相邻，每一个次定子至少与一个次转子相邻。

19.根据权利要求18所述的发电机，其特征在于，该次转子的数目为m，该次定子的数目为n，且m＝n或n＝m+1。

20.根据权利要求18所述的发电机，其特征在于，当该次转子或该次定子的数目为2个或2个以上时，该次转子与次定子依序相间。

21.根据权利要求18所述的发电机，其特征在于，该次转子与该次定子是分布于该发电机的轴向上，或者，该次转子与该次定子以转动轴为圆心而呈同心圆的结构设置。

22.一种水流发电系统的设置及维修方法，其是用以安装设置及维修一水流发电系统，该水流发电系统包括有至少一水流发电机、至少一浮力元件、至少一固定缆线、至少一锚状结构及至少一升降缆线，该水流发电系统通过该浮力元件而向上浮起，该固定缆线的两端分别连接该水流发电机与该锚状结构，该升降缆线的一端连接至一水面上的浮体装置，另一端连接至该水流发电机或该锚状结构；其设置及维修方法的步骤包括：

利用该锚状结构的重量使该水流发电机往水底的方向移动；

该锚状结构停止在水底；

藉此，该水流发电机可透过浮力及该固定缆线的拉力而漂浮在水面与水底之间。

23.根据权利要求22所述的水流发电系统的设置及维修方法，其设置及维修方法的步骤更包括：

将该升降缆线端部的浮体装置更换为另一浮体装置。

24.根据权利要求22所述的水流发电系统的设置及维修方法，其设置及维修方法的步骤更包括：

透过该浮体装置拉起该升降缆线；

该水流发电机往水面移动；

利用该浮体装置固定该水流发电机；

透过该升降缆线放下该锚状结构，使该水流发电机往水底移动；

藉此，该水流发电机可在该浮体装置上维修或拖回陆地维修，维修完毕再将该水流发电机安装回水中。

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