CN102447374B - 发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种发电装置，包含第一壳体、磁性元件、第二壳体以及感应线圈。第一壳体具有至少一第一卡合部；磁性元件固设于第一壳体；第二壳体具有至少一第二卡合部，其中第二卡合部活动式套接第一卡合部，使得第一壳体与第二壳体形成一空间，磁性元件容置空间中；感应线圈固设于第二壳体并位于空间中，且感应线圈置于磁性元件周围。当第一壳体与第二壳体受一外力时，第一卡合部与第二卡合部产生相对运动，使得感应线圈感应一磁通量变化而产生一感应电流。

Description

发电装置

技术领域

本发明关于一种发电装置，并且特别是关于一种利用电磁感应(electromagnetic induction)产生电能的发电装置。

背景技术

为了符合当前全世界提倡环保节能的趋势，市场上出现许多兼具实用与节能的产品。其中，利用人们简单动作就可以产生电能的商品，不仅可以达到节能环保的效果，在使用上也往往饶富趣味。举例来说，经手按压产生电能的手电筒以及从机械能转换成电能的脚踏车，皆是实用且可以产生电能的商品。

另一方面，当行人在夜间行走时，若周围的环境灯光微弱，交通意外十分容易产生。因此，行人身上经常需要配带易反光或可自发光的配件，以增加在夜间的识别度。可自发光的配件因为需要随身携带，配件内部通常装设薄型的电池，然而，所述薄型的电池内含水银，容易对环境造成污染。另外，若所述配件没有良好的防水设备，则所述电池容易漏电、受潮或者损坏。

综上所述，若发光配件可以搭配人们简单动作就可以产生电能，并且其内部结构简单不需要高规格的防水设备。除了不需于配件的内装置具有高污染性的水银电池之外，更利于行人于全天候配带，提高行人交通的安全性。因此，所述配件具有高度实用性，成为各家厂商积极研究的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种发电装置，可以利用人们简单动作就可以产生电能，除了不需于配件的内装置具有高污染性的水银电池，可产生LED光源，提高行人交通的安全性。

依据本发明的一具体实施例，本发明的发电装置包含第一壳体、磁性元件、第二壳体、感应线圈以及电力储存模组。第一壳体具有至少一第一卡合部。磁性元件固设于第一壳体。第二壳体具有至少一第二卡合部，其中第二卡合部活动式套接第一卡合部，使得第一壳体与第二壳体形成一空间，磁性元件容置所述空间中。感应线圈固设于第二壳体并位于所述空间中，且感应线圈环绕磁性元件。电力储存模组耦接感应线圈，接收感应线圈所产生的感应电流并储存为电能。其中，当第一壳体与第二壳体受外力时，第一卡合部与第二卡合部产生相对运动，使得感应线圈感应磁性元件的磁通量变化而产生感应电流。

于实际应用中，本发明的发电装置更包含弹性元件。弹性元件设置于第一壳体与第二壳体之间，当第一壳体与第二壳体受外力时，弹性元件提供恢复力以抵抗外力。此外，发电装置更包含第三壳体，第三壳体接触第一壳体，且第三壳体具有第三卡合部用以卡持第一卡合部，其中当第一壳体与第二壳体受外力时，第二壳体与第一壳体以及第三壳体产生相对运动。另外，第三壳体系碗状结构，且第二壳体置于第三壳体中，弹性元件设置于第二壳体与第三壳体之间，当第二壳体与第三壳体产生相对运动时，弹性元件提供恢复力以抵抗外力。

再者，于实际应用中，本发明的发电装置更包含发光模组，发光模组耦接电力储存模组并具有至少一发光二极体(LED)单元，且电力储存模组提供电能给发光二极体单元。

综上所述，本发明的发电装置可应用于鞋垫或者是地垫等物品之中，当使用者踩踏或挤压发电装置时，发电装置利用电磁感应的物理特性而产生感应电流，进而可以储存所述感应电流并供应LED发光。因此，本发明的发电装置可轻易装设于鞋子之中，于使用者行走的过程自动产生电能。更特别的是，本发明的发电装置的发光模组可增加使用者在夜间的识别度，提高使用者交通的安全性。

关于本发明的优点与精神可以藉由以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。

附图说明

图1A绘示本发明的一具体实施例的发电装置的爆炸图。

图1B绘示本发明的一具体实施例的发电装置的立体图。

图2A绘示本发明的一具体实施例的发电装置未受外力时的剖面视图。

图2B绘示本发明的一具体实施例的发电装置受外力时的剖面视图。

图3绘示本发明的另一具体实施例的发电装置的示意图。

图4绘示本发明的另一具体实施例的发电装置的的立体图。

图5A绘示本发明的再一具体实施例的发电装置未受外力时的剖面视图。

图5B绘示本发明的再一具体实施例的发电装置受外力时的剖面视图。

具体实施方式

请参见图1A，图1A绘示本发明的一具体实施例的发电装置的爆炸图。如图1A所示，发电装置1包含第一壳体10、磁性元件12、第二壳体14以及感应线圈16。此外，第一壳体10与第二壳体14互相搭配，可闭合形成一空间，磁性元件12以及感应线圈16可设置于所述空间之中。以下就各部元件以及其功能分别做更详细的叙述。

第一壳体10具有至少一第一卡合部102。于实务中，第一卡合部102除了可以是固设于第一壳体的构件之外，其更可与第一壳体10一体成型。此外，第一卡合部102不限于扇形的构件，更可以为其他适当的形状。

磁性元件12固设于第一壳体10。于实务中，磁性元件12位于第一壳体10与第二壳体14所形成的空间中，并且固设于第一壳体10的表面。此外，磁性元件12的材料并不加以限制，举例来说，磁性元件12可以是铷铁硼或是其他适当的材料所制成的高磁性磁铁，只要是能够提供磁力的元件应皆属于本发明的范畴。

第二壳体14具有至少一第二卡合部142，第二卡合部142可活动式套接第一卡合部102，使得第一壳体10与第二壳体14闭合并得以形成所述空间。其中，第二卡合部142用以搭配第一卡合部102的形状。详细来说，请参见图1B，图1B绘示本发明的一具体实施例的发电装置的立体图。如图1B所示，第一壳体10可为一种上盖，第二壳体14可为一种碗状结构，第一卡合部102与第二卡合部142用以引导第一壳体10与第二壳体14之间的相对运动方向。因此，第一卡合部102以及第二卡合部142更可为对应的沟槽、滑轨或者其他适于使第一壳体10与第二壳体14进行相对运动的结构。

感应线圈16固设于第二壳体14并位于所述空间中，且感应线圈16置于磁性元件12周围。其中，当第一壳体10与第二壳体14受一外力时，第一卡合部102与第二卡合部142产生相对运动，使得感应线圈16感应磁性元件12的一磁通量变化而产生一感应电流。于实务中，感应线圈16环绕于磁性元件12外侧，当磁性元件12因外力而对感应线圈16产生相对运动时，感应线圈16可感应因磁性元件12的相对位移引发的磁通量变化进而产生感应电流。

实际应用中，本发明的发电装置1可更包含一弹性元件，当第一壳体10与第二壳体14受外力产生相对运动时，所述弹性元件可以提供一恢复力以抵抗外力。请参见图1A、图2A与图2B，图2A绘示本发明的一具体实施例的发电装置未受外力时的剖面视图。图2B绘示本发明的一具体实施例的发电装置受外力时的剖面视图。如图所示，发电装置1更进一步包含弹性元件18，弹性元件18设置于第一壳体10与第二壳体14所闭合形成的空间之中，当第一壳体10与第二壳体14受外力时，弹性元件18提供一恢复力以抵抗外力。举例来说，当发电装置1承受如图2B所示的外力时，第一壳体10与第二壳体14产生相对运动以及相对位移，且其运动与位移方向依据第一卡合部102以及第二卡合部142所引导的方向。在此，本具体实施力中，第一壳体10与第二壳体14的相对运动与位移方向，与外力方向平行。

换句话说，当发电装置1未受到外力时，磁性元件12与感应线圈16所构成的磁回路为非闭合状态，此时磁通量较小；相对地，发电装置1受到外力时，磁性元件12与感应线圈16所构成的磁回路为闭合状态，此时磁通量较大，而磁通量变化可在感应线圈16产生感应电流或电压。实际上，为了提供较大的磁通量变化，弹性元件18可如图所示地嵌入第二壳体14中，使得磁性元件12与第二壳体14在磁回路闭合时密接。然而，本发明不以此为限，弹性元件18仅管未嵌入第二壳体14仍能达成相当的效果。

值得说明的是，弹性元件18只要是位于第一壳体10与第二壳体14所闭合形成的空间之中，且能够提供一恢复力以抵抗外力，即符合本发明的发明精神，于所属技术领域具有通常知识者应能自由变换弹性元件18于所述空间中的位置，本发明在此并不加以限制。于实务中，弹性元件18可以是弹簧或者其他具有弹性的物体。

此外，实际应用中，本发明的发电装置1可置于鞋垫、地垫、踏板或是其他适当的装置中，并且更包含发光模组、电力储存模组与控制模组，使得产生的电力做有效的应用。举例来说，请参见图3，图3绘示本发明的另一具体实施例的发电装置的示意图。如图所示，发电装置1可进一步包含电力储存模组20、发光模组22与控制模组24，电力储存模组20可耦接至感应线圈16用以接收并储存感应线圈16所产生的感应电流，此外，电力储存模组20所储存的电能更可进一步提供给发光模组22与控制模组24。

其中，发光模组22可具有至少一发光二极体单元，且电力储存模组20提供电能给发光模组22，使得所述发光二极体单元得以发光。控制模组24耦接发光模组22，可提供使用者控制发光模组22的发光频率、颜色或图案。换句话说，本发明的发电装置1可应用于脚踩发电的LED灯源，利用人行走时所施加于鞋垫或者地垫的外力，使得LED发光，成为一种不需外接电能或电池的绿色产品。

请注意，于本具体实施例中，外力施加在第一壳体10之上，并且第二壳体14固定于鞋垫、地垫、踏板或是其他适当的装置中，使得外力施于第一壳体10时，第一壳体10可藉此向第二壳体14产生相对运动。然而，本发明不以此为限，也就是说，外力更可施加在第二壳体14之上，只要是所施加的外力可以让第一壳体10与第二壳体14产生相对运动，即属于本发明的范畴。

举例来说，于本发明的再一具体实施例中，发电装置1更可包含一第三壳体。藉此，外力可施加在发电装置1的第二壳体14。请参见图4、图5A以及图5B，图4绘示本发明的另一具体实施例的发电装置的的立体图。图5A绘示本发明的再一具体实施例的发电装置未受外力时的剖面视图。图5B绘示本发明的再一具体实施例的发电装置受外力时的剖面视图。如图所示，发电装置1更包含第三壳体26，第三壳体26接触第一壳体10，且第三壳体26具有第三卡合部262用以卡持或挡止第一卡合部102。

在此，当外力施加于第二壳体14时，由于第三卡合部262用以挡止或者卡持第一卡合部102，即第三壳体26与第一壳体10之间无相对运动，使得外力用以提供第二壳体14相对于第一壳体10与第三壳体26运动。不同于图1B、图2A以及图2B，此具体实施例中，弹性元件18设置于第二壳体14与第三壳体26之间，当第二壳体14与第三壳体26产生相对运动时，弹性元件18提供恢复力以抵抗外力。此外，第三卡合部262系一凸环，固设于第三壳体26内部周围，用以挡止第一卡合部102。

值得说明的是，于此实施例中，外力施加在第二壳体14的开口端面上，推动第二壳体14向第三壳体26进行相对运动。因此，弹性元件18只要是位于第二壳体14与第三壳体26之间，且能够提供一恢复力以抵抗外力，即符合本发明的发明精神，于所属技术领域具有通常知识者应能自由变换弹性元件18于第二壳体14与第三壳体26之间的位置，本发明在此并不加以限制。

与图2不同的是，图2中的发电装置1受到外力将磁性元件12压入感应线圈16时，由于磁吸引力的影响，使得磁性元件12需要弹性元件18提供恢复力方能向感应线圈16外侧移动。另一方面，若去除图5中的弹性元件18，本发明也可达到相当的效果。实际上，图5中的发电装置1受到外力将磁性元件12抽离感应线圈16时，磁性元件12可以藉助磁吸引力而自行复归未受外力前的位置，也就是说，在本实施例当中，弹性元件18仅为辅助元件，非为必要的元件。

综上所述，本发明的发电装置可应用于鞋垫或者是地垫等物品之中，利用人行走时所施加于鞋垫或者地垫的外力，产生电能加以储存或者可将电能供给耗电装置运作，如供给LED灯源发光。换句话说，当其他适当的耗电装置整合于本发明的发电装置之后，即可成为一种不需外接电能或电池的绿色产品。此外，本发明的发电装置可轻易装设于鞋子之中，于使用者行走的过程自动产生电能。更特别的是，本发明的发电装置的发光模组可增加使用者在夜间的识别度，提高使用者交通的安全性。

藉由以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的专利范围的范畴内。

Claims (9)

1.一种发电装置，适于被设置于鞋具中以为发电，包含： 

一第一壳体，为一上盖，具有至少一第一卡合部，该第一卡合部为扇形； 

一磁性元件，固设于该第一壳体； 

一第二壳体，为一种碗状结构，具有至少一第二卡合部，其中该第二卡合部活动式套接该第一卡合部，使得该第一壳体与该第二壳体形成一空间，该磁性元件容置该空间中； 

一第三壳体，接触该第一壳体，且该第三壳体具有一第三卡合部用以卡持该第一卡合部；以及 

一感应线圈，固设于该第二壳体并位于该空间中，且该感应线圈置于该磁性元件周围； 

其中，当该第一壳体与该第二壳体受一外力时，该第二壳体的该第二卡合部与该第一壳体的该第一卡合部以及该第三壳体产生相对运动，使得该感应线圈感应一磁通量变化而产生一感应电流，同时，该第三壳体及该第一壳体之间无相对运动。 

2.如权利要求1所述的发电装置，其特征在于，更包含： 

一电力储存模组，耦接该感应线圈，接收该感应线圈所产生的一感应电流并储存为一电能。

3.如权利要求2所述的发电装置，其特征在于，该第三壳体系一碗状结构，且该第二壳体置于该第三壳体中。 

4.如权利要求3所述的发电装置，其特征在于，更包含： 

一弹性元件，设置于该第二壳体与该第三壳体之间，当该第二壳体与该第三壳体产生相对运动时，该弹性元件提供一恢复力以抵抗该外力。 

5.如权利要求2所述的发电装置，其特征在于，该第三卡合部系一凸环，固设于该第三壳体内部周围，用以挡止该第一卡合部。 

6.如权利要求1所述的发电装置，其特征在于，更包含： 

一发光模组，耦接一电力储存模组并具有至少一发光二极体单元，且该电力储存模组提供一电能给该发光二极体单元。 

7.如权利要求6所述的发电装置，其特征在于，更包含： 

一控制模组，耦接该发光模组，该控制模组用以控制该发光模组的发光频率、颜色或图案。 

8.如权利要求1所述的发电装置，其特征在于，该第一卡合部系一凸起结构，该第二卡合部系一凹陷结构，该凸起结构与该凹陷结构用以互相套接。 

9.如权利要求1所述的发电装置，其特征在于，该第一卡合部与该第二卡合部包含一滑轨结构，该第一卡合部与该第二卡合部沿着该滑轨结构产生相对运动。