CN102454560A - 重力发电装置 - Google Patents

Abstract

一种重力发电装置，包含一发电单元、一第一重力单元以及一第二重力单元。借由该第一重力单元与该第二重力单元的设计，并利用交互注水、泄水的方式，使一第一箱体与一第二箱体的整体重量改变并能上下移动，进而使该第一重力单元能相对于该第二重力单元在一第一发电位置与一第二发电位置间移动，并借此带动该发电单元的转轴转动而能连动该发电单元的发电机发电，因此能将位能转换为电能，以达到环保的需求。

Description

重力发电装置

技术领域

本发明涉及一种发电装置，特别是涉及一种重力发电装置。

背景技术

由于世界各国皆积极追求经济成长与现代化，其电力供给是否充足便成为左右经济发展的重要因素，然而随着京都议定书的制定，环保观念亦逐渐抬头，所以消耗天然能源(例如：煤炭、石油、天然气)且污染程度较高的火力发电就成为众矢之的。虽然核能发电的效率极高，但是如果以核能发电为主流供电手段，又具有相当程度的风险存在(车诺比尔核电厂意外)。而且如何处理核分裂后所产生的核废料也是一大难题。

因此，世界各国除了注重于减少火力发电与核能发电的使用，并积极倡导节能减碳政策外，更致力于各项环保能源的研究与开发，主要是环保能源具有洁净零污染与自产特性，能供永续使用，例如太阳能发电、风力发电及水力发电等等，这种环保能源虽然干净、安全且不会如石化原料有消耗殆尽与垄断的问题，但是发电效率上却一直无法有效提高。

因此，如何提高环保能源的发电效率，借以有效取代影响环境永续发展的火力发电与核能发电，便成为现今相关业者亟需努力研究克服的方向。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能将位能转换成电能的重力发电装置。

本发明重力发电装置，包含一个发电单元，该发电单元包括一个发电机，以及一个能连动该发电机发电的转轴，其特征在于：该重力发电装置还包含一个第一重力单元以及一个第二重力单元，该第一重力单元包括一个连接于该转轴上的第一缆绳、一个连接于该第一缆绳另一端的第一箱体、一个形成于该第一箱体上的第一顶部开口、一个用于对该第一顶部开口注水的第一注水管、一个形成于该第一箱体上而能将水排出外界的第一泄水口、一个能封闭该第一泄水口的第一止水件，以及一个用于控制该第一止水件以封闭该第一泄水口的第一控制件，该第二重力单元，包括一个连接于该转轴上的第二缆绳、一个连接于该第二缆绳另一端的第二箱体、一个形成于该第二箱体上的第二顶部开口、一个用于对该第二顶部开口注水的第二注水管、一个形成于该第二箱体上而能将水排出外界的第二泄水口、一个能封闭该第二泄水口的第二止水件，以及一个用于控制该第二止水件以封闭该第二泄水口的第二控制件，该第一重力单元能相对于该第二重力单元在一个第一发电位置与一个第二发电位置间移动，在该第一发电位置时，该第一箱体含水的总重量大于该第二箱体含水的总重量，该第二箱体是位于该第一箱体的相对上方，且该第二缆绳卷绕于该转轴上；在该第二发电位置时，该第二箱体含水的总重量大于该第一箱体含水的总重量，该第一箱体是位于该第二箱体的相对上方，且该第一缆绳卷绕于该转轴上。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选地，前述的重力发电装置，其中，该第一缆绳与该第二缆绳的长度实质上相等，该第一控制件与该第二控制件分别是长度短于该第一缆绳与该第二缆绳的绳体，且该第一控制件两端分别连接于一个固定物与该第一止水件上，该第二控制件两端分别连接于该固定物与该第二止水件上，该固定物是位于该转轴的相对上方。

优选地，前述的重力发电装置，其中，该第一泄水口是形成于该第一箱体侧面，该第一止水件是能够由上而下插入该第一箱体以遮蔽该第一泄水口，该第二泄水口是形成于该第二箱体的侧面，该第二止水件是能够由上而下插入该第二箱体以遮蔽该第二泄水口。

优选地，前述的重力发电装置，其中，该第一止水件与该第二止水件是板体的态样。

优选地，前述的重力发电装置，其中，在该第一注水管注水时，该第二注水管就停止注水，在该第二注水管注水时，该第一注水管就停止注水。

优选地，前述的重力发电装置，其中，该第一止水件与该第二止水件为电磁阀，该第一控制件与该第二控制件为能够控制电磁阀启闭的电子元件。

优选地，前述的重力发电装置，其中，该第一重力单元与该第二重力单元是设置于海平面的相对上方。

优选地，前述的重力发电装置，其中，该第一重力单元还包括一个用于供该第一箱体设置的第一轨道，该第一箱体能沿该第一轨道升降移动，该第二重力单元还包括一个用于供该第二箱体设置的第二轨道，该第二箱体能沿该第二轨道升降移动。

优选地，前述的重力发电装置，其中，该第一重力单元还包括多个连接于该固定物并用于扣合该第一箱体与该第一止水件的第一扣件，该第二重力单元还包括多个连接于该固定物并用于扣合该第二箱体与该第二止水件的第二扣件。

本发明的有益效果在于：借由该第一重力单元与该第二重力单元的设计，并借由交互注水、泄水的方式，使该第一箱体与该第二箱体的整体重量改变并能上下移动，并借此带动该转轴转动而能连动该发电机发电，因此能将位能转换为电能，以达到环保的需求。

附图说明

图1是一局部剖视示意图，说明本发明重力发电装置的第一优选实施例；

图2是一局部剖视示意图，辅助说明该第一优选实施例；

图3是一局部剖视示意图，说明本发明重力发电装置的第二优选实施例；

图4是一局部剖视示意图，说明本发明重力发电装置的第三优选实施例；以及

图5是一局部剖视示意图，说明本发明重力发电装置的第四优选实施例。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明：

在本发明被详细描述前，要注意的是，在以下的说明中，类似的元件是以相同的附图标记来表示。

参阅图1与图2，为本发明重力发电装置的第一优选实施例，包含一发电单元3、一第一重力单元4以及一第二重力单元5。

该发电单元3包括一设置于一固定物2下方的发电机31，以及一可转动地穿设于该发电机31并能连动该发电机31发电的转轴32。在本优选实施例中，该转轴32是水平地穿设于该发电机31并位于该固定物2的相对下方。

该第一重力单元4包括一连接于该转轴32上的第一缆绳41、一连接于该第一缆绳41另一端的第一箱体42、一形成于该第一箱体42上的第一顶部开口43、一用于对该第一顶部开口43注水的第一注水管44、一形成于该第一箱体42上而能将水排出外界的第一泄水口45、一能封闭该第一泄水口45的第一止水件46，以及一用于控制该第一止水件46以封闭该第一泄水口45的第一控制件47。

特别说明的是，在本优选实施例中，该第一控制件47是长度短于该第一缆绳41的绳体，且该第一控制件47两端分别连接于该固定物2与该第一止水件46上。另外，该第一泄水口45是形成于该第一箱体42侧面。该第一止水件46为板体的态样，并能够由上而下插入该第一箱体42以遮蔽该第一泄水口45。

该第二重力单元5包括一连接于该转轴32上的第二缆绳51、一连接于该第二缆绳51另一端的第二箱体52、一形成于该第二箱体52上的第二顶部开口53、一用于对该第二顶部开口53注水的第二注水管54、一形成于该第二箱体52上而能将水排出外界的第二泄水口55、一能封闭该第二泄水口55的第二止水件56，以及一用于控制该第二止水件56以封闭该第二泄水口55的第二控制件57。

值得一提的是，在本优选实施例中，该第二控制件57是长度短于该第二缆绳51的绳体，且该第二控制件57两端分别连接于该固定物2与该第二止水件56上。另外，该第二泄水口55是形成于该第二箱体52侧面。该第二止水件56为板体的态样，并能够由上而下插入该第二箱体52以遮蔽该第二泄水口55。

特别说明的是，在本优选实施例中，该第一缆绳41与该第二缆绳51的长度实质上相等。另外，该第一注水管44与该第二注水管54是受控制地注水，在该第一注水管44注水时，该第二注水管54就停止注水，当该第二注水管54注水时，该第一注水管44就停止注水。在本优选实施例中，该第一注水管44与该第二注水管54是以注入自来水作说明，当然注入海水或其它液体也能达成相同的功效，不以此为限。值得一提的是，在本优选实施例中，该第一重力单元4与该第二重力单元5是设置于空中作说明，当然该第一重力单元4与该第二重力单元5也能够设置于海平面的相对上方。

在实际使用时，该第一重力单元4能相对于该第二重力单元5在一第一发电位置(如图1所示)与一第二发电位置(如图2所示)间移动。

在该第一发电位置时，该第一箱体42含水的总重量大于该第二箱体52含水的总重量。此时该第一箱体42会向下降并拉动该第一缆绳41连动该转轴32转动，进而使该第二箱体52位于该第一箱体42的相对上方，且该第二缆绳51卷绕于该转轴32上。但是，当该第一箱体42下降到使该第一控制件47拉紧时，该第一控制件47就会向上拉起该第一止水件46并使装盛于该第一箱体42内的水由该第一泄水口45向外流出。此时由于该第二箱体52是位于上方，因此该第二控制件57能保持松弛的状态，而能使该第二止水件56因为本身的重量而向下遮蔽该第二泄水口55。接着就能开启该第二注水管54以将水注入该第二箱体52内。

在该第二发电位置时，该第二箱体52含水的总重量大于该第一箱体42含水的总重量，该第一箱体42是位于该第二箱体52的相对上方，且该第一缆绳41卷绕于该转轴32上。但是，当该第二箱体52下降到使该第二控制件57拉紧时，该第二控制件57就会向上拉起该第二止水件56并使装盛于该第二箱体52内的水由该第二泄水口55向外流出。此时由于该第一箱体42是位于上方，因此该第一控制件77能保持松弛的状态，而能使该第一止水件46因为本身的重量而向下遮蔽该第一泄水口45。接着就能开启该第一注水管44以将水注入该第一箱体42内。

借由交错地泄水、注水，使该第一重力单元4能相对于该第二重力单元5持续地在该第一发电位置与该第二发电位置间往复移动，进而使该转轴32能往复转动，并同时连动该发电机31发电，因此能将水的位能转换为电能，以达到环保的需求。

参阅图3，为本发明重力发电装置的第二优选实施例，本优选实施例大致类似于该第一优选实施例，不同的地方在于：该第一止水件46与该第二止水件56为电磁阀，该第一控制件47与该第二控制件57为能够控制电磁阀启闭的电子元件。由于该第一止水件46与该第二止水件56为电磁阀，且该第一控制件47与该第二控制件57为能够控制电磁阀启闭的电子元件，因此能利用自动控制的方式进行泄水，以确保运作稳定性。

参阅图4，为本发明重力发电装置的第三优选实施例，本优选实施例大致类似于该第一优选实施例，不同的地方在于：该第一重力单元4还包括一用于供该第一箱体42设置的第一轨道48，该第一箱体42能沿该第一轨道48升降移动。该第二重力单元5还包括一用于供该第二箱体52设置的第二轨道58，该第二箱体52能沿该第二轨道58升降移动。另外，该第一注水管44具有一能控制水流启闭的第一控制阀441，该第二注水管54具有一能控制水流启闭的第二控制阀541。在本优选实施例中，该第一控制阀441、第二控制阀541是以时间的方式进行控制。特别说明的是，在本优选实施例中，该转轴32是穿设于两个发电机31间，并能借此同时驱动所述发电机31发电以取得更大的发电量。

在本优选实施例中除了具有该第一优选实施例的优点之外，还能够借由该第一轨道48与该第二轨道58的设置，而能使该第一箱体42与该第二箱体52能在预定路径上升降，以避免强风(设置于空中时)或海流(设置于海平面上时)造成该第一箱体42与该第二箱体52偏摆甚至相互碰撞而影响运作的顺畅度。另外，借由该第一控制阀441、第二控制阀541的设置，本优选实施例能够利用地形之便直接设置于瀑布下方，并由瀑布的水流驱动该第一箱体42、第二箱体52升降进而发电，如此更能达到节能减碳的效果。

参阅图5，为本发明重力发电装置的第四优选实施例，本优选实施例大致类似于该第一优选实施例，不同的地方在于：该第一重力单元4的第一泄水口45是形成于该第一箱体42上并位于该第一顶部开口43的相反侧。该第二重力单元5的第二泄水口55是形成于该第二箱体52上并位于该第二顶部开口53的相反侧。另外，该第一重力单元4还包括多个连接于该固定物2并用于扣合该第一箱体42与该第一止水件46的第一扣件49。该第二重力单元5还包括多个连接于该固定物2并用于扣合该第二箱体52与该第二止水件56的第二扣件59。特别说明的是，所述第一扣件49、第二扣件59的设置并非必要，只要该第一止水件46、第二止水件56能稳固地与该第一箱体42、第二箱体52结合就能够，不以本优选实施例所公开的内容为限。

特别说明的是，本优选实施例是设置于海平面上，当该第一止水件46封闭该第一泄水口45时，该第一箱体42被投入海中就会由该第一顶部开口43进水并下沉，此时就能透过该第一缆绳41拉动该转轴32转动进而驱动该发电机31发电。当该第一箱体42沉到一定深度时，所述第一扣件49就会脱离，进而使该第一止水件46能够脱离该第一箱体42。此时，将该第二箱体52投入海中，就能使水流流过该第一箱体42以降低其上升阻力。当该第二箱体52下沉而该第一箱体42被拉出水面后，再将该第一止水件46与所述第一扣件49扣上，以使该第一止水件46与该第一箱体42重新结合为一体。如此重复作业就能使该发电机31持续地发电。本优选实施例除了具有该第一优选实施例的优点之外，能借由设置于海上，而省去注水的麻烦。

借由以上所述的设计，本发明重力发电装置于实际使用时具有以下所述优点：

(1)能将位能转换为电能：

借由该第一重力单元4与该第二重力单元5的设计，并借由交互注水、泄水的方式，使该第一箱体42与该第二箱体52的整体重量改变并能上下移动，并借此带动该转轴32转动而能连动该发电机31发电，因此能将位能转换为电能。

(2)环保：

承上所述，本发明重力发电装置利用水的重量，而能使该发电机31发电，因此本发明重力发电装置也能够设置于瀑布等具有位能差的场所，并应用大自然的力量而发电，因此较为环保。

综上所述，本发明重力发电装置借由该第一重力单元4与该第二重力单元5的设计，并借由交互注水、泄水的方式，使该第一箱体42与该第二箱体52的整体重量改变并能上下移动，并借此带动该转轴32转动而能连动该发电机31发电，因此能将位能转换为电能，以达到环保的需求。

Claims (10)

1.一种重力发电装置，包含一个发电单元，所述发电单元包括一个发电机，以及一个能连动所述发电机发电的转轴，其特征在于：所述重力发电装置还包含一个第一重力单元以及一个第二重力单元，所述第一重力单元包括一个连接于所述转轴上的第一缆绳、一个连接于所述第一缆绳另一端的第一箱体、一个形成于所述第一箱体上的第一顶部开口、一个用于对所述第一顶部开口注水的第一注水管、一个形成于所述第一箱体上而能将水排出外界的第一泄水口、一个能封闭所述第一泄水口的第一止水件，以及一个用于控制所述第一止水件以封闭所述第一泄水口的第一控制件，所述第二重力单元，包括一个连接于所述转轴上的第二缆绳、一个连接于所述第二缆绳另一端的第二箱体、一个形成于所述第二箱体上的第二顶部开口、一个用于对所述第二顶部开口注水的第二注水管、一个形成于所述第二箱体上而能将水排出外界的第二泄水口、一个能封闭所述第二泄水口的第二止水件，以及一个用于控制所述第二止水件以封闭所述第二泄水口的第二控制件，所述第一重力单元能相对于所述第二重力单元在一个第一发电位置与一个第二发电位置间移动，在所述第一发电位置时，所述第一箱体含水的总重量大于所述第二箱体含水的总重量，所述第二箱体是位于所述第一箱体的相对上方，且所述第二缆绳卷绕于所述转轴上；在所述第二发电位置时，所述第二箱体含水的总重量大于所述第一箱体含水的总重量，所述第一箱体是位于所述第二箱体的相对上方，且所述第一缆绳卷绕于所述转轴上。

2.根据权利要求1所述的重力发电装置，其特征在于：所述第一缆绳与所述第二缆绳的长度实质上相等，所述第一控制件与所述第二控制件分别是长度短于所述第一缆绳与所述第二缆绳的绳体，且所述第一控制件两端分别连接于一个固定物与所述第一止水件上，所述第二控制件两端分别连接于所述固定物与所述第二止水件上，所述固定物是位于所述转轴的相对上方。

3.根据权利要求2所述的重力发电装置，其特征在于：所述第一泄水口是形成于所述第一箱体侧面，所述第一止水件是能够由上而下插入所述第一箱体以遮蔽所述第一泄水口，所述第二泄水口是形成于所述第二箱体的侧面，所述第二止水件是能够由上而下插入所述第二箱体以遮蔽所述第二泄水口。

4.根据权利要求3所述的重力发电装置，其特征在于：所述第一止水件与所述第二止水件是板体的态样。

5.根据权利要求4所述的重力发电装置，其特征在于：在所述第一注水管注水时，所述第二注水管就停止注水，在所述第二注水管注水时，所述第一注水管就停止注水。

6.根据权利要求1所述的重力发电装置，其特征在于：所述第一止水件与所述第二止水件为电磁阀，所述第一控制件与所述第二控制件为能够控制电磁阀启闭的电子元件。

7.根据权利要求5或6所述的重力发电装置，其特征在于：所述第一重力单元与所述第二重力单元是设置于海平面的相对上方。

8.根据权利要求7所述的重力发电装置，其特征在于：所述第一重力单元还包括一个用于供所述第一箱体设置的第一轨道，所述第一箱体能沿所述第一轨道升降移动，所述第二重力单元还包括一个用于供所述第二箱体设置的第二轨道，所述第二箱体能沿所述第二轨道升降移动。

9.一种重力发电装置，包含一个发电单元，所述发电单元包括一个发电机，以及一个能连动所述发电机发电的转轴，其特征在于：所述重力发电装置还包含一个第一重力单元，以及一个第二重力单元，所述第一重力单元包括一个连接于所述转轴上的第一缆绳、一个连接于所述第一缆绳另一端的第一箱体、一个形成于所述第一箱体上的第一顶部开口、一个形成于所述第一箱体上并位于所述第一顶部开口相反侧的第一泄水口、一个能封闭所述第一泄水口的第一止水件，以及一个用于控制所述第一止水件以封闭所述第一泄水口的第一控制件，所述第二重力单元包括一个连接于所述转轴上的第二缆绳、一个连接于所述第二缆绳另一端的第二箱体、一个形成于所述第二箱体上的第二顶部开口、一个形成于所述第二箱体上并位于所述第二顶部开口相反侧的第二泄水口、一个能封闭所述第二泄水口的第二止水件，以及一个用于控制所述第二止水件以封闭所述第二泄水口的第二控制件，所述第一重力单元能相对于所述第二重力单元在一个第一发电位置与一个第二发电位置间移动，在所述第一发电位置时，所述第二箱体是位于所述第一箱体的相对上方，且所述第二缆绳卷绕于所述转轴上；在所述第二发电位置时，所述第一箱体是位于所述第二箱体的相对上方，且所述第一缆绳卷绕于所述转轴上。

10.根据权利要求9所述的重力发电装置，其特征在于：所述第一重力单元还包括多个连接于所述固定物并用于扣合所述第一箱体与所述第一止水件的第一扣件，所述第二重力单元还包括多个连接于所述固定物并用于扣合所述第二箱体与所述第二止水件的第二扣件。

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