CN102651595B

CN102651595B - 高效能发电装置

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Publication number: CN102651595B
Application number: CN201110049567.4A
Authority: CN
Inventors: 周忠民
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-02-28
Filing date: 2011-02-28
Publication date: 2014-04-09
Anticipated expiration: 2031-02-28
Also published as: CN102651595A

Abstract

一种高效能发电装置，具有一第一转动件及一第二转动件，其中，该第一转动件具有一转轴及一固设于该转轴的转子，该转轴上固设有一第一齿轮，且该转子设有一第一电磁部，而该第二转动件设有一内齿圈及一第二电磁部，并于该第一齿轮与该内齿圈之间设有至少一传动齿轮，当该第一转动件的转轴连动该转子与该第一齿轮旋转时，该第一齿轮通过该传动齿轮带动该第二转动件产生反向于该第一转动件的旋转，使该感应线圈及该磁铁因相对转速的提高而产生更高的输出电量。

Description

高效能发电装置

技术领域

本发明涉及一种发电装置，尤其涉及一种定子与转子可相对旋转的高效能发电装置。

背景技术

人类自从发现电能以来，电能即大大地改善了人类的生活，在物质文明的层面上，取得了惊人的进步。由于对电能的极度依赖与大量的需求，人类不断地从事各种能源的开发，以求获取转换为电能的各种方式，而目前最常见的发电方式就是通过发电机来进行发电。

发电机主要的构成元件为一定子和一转子，并在该定子及该转子上设置相对应的线圈及磁铁，当该转子相对于该定子转动，根据英国物理学家法拉第发现的电感效应，该定子及该转子提供磁力线的切割，才能产生电流。

请参考中国台湾专利证书第M326582号，其提供一种直接驱动外转式发电机，其包含一主轴、一转子外壳、多个永久磁石、一定子支撑壳体、一定子线圈及一转子背铁环，通过该主轴带动该转子转动，而该磁石相对该线圈转动，该绕组线圈感应即可产生交流电。

前项技术为传统的发电机结构，即定子固定而通过转子的转动使线圈及磁石因磁力线的切割而产生电流，此种结构的缺失在于电量的大小完全取决于转子产生的转速大小，若要输出更大的电力时，则需要以更大的功率来带动该转子产生更快的转速。鉴于此，相关业界便研发出一种可在有限的转子输入速度下仍能维持相当的输出电量，也就是将定子设计为可相对转子旋转运动。

请参考中国台湾公开专利第200409438号，其提供一种高效率发电机，该发电机具有一转子及一定子，该转子位于该定子内，转子和定子都在各自的动力驱动结构驱动下围绕同一轴芯独立地作反方向的旋转运动。

请再参考中国台湾公开专利第201027884号，其提供一种发电机，该发电机具有一线圈部及一磁极部，且该线圈部及该磁极部可以相反方向转动。

前述两项技术都将转子及定子(即线圈部及磁极部)设计为可独立转动，进而提升相对转速及发电量，但其以叶片作为驱动机构则使发电机的体积过于庞大。

请参考中国台湾公开专利第201025796号，其提供一种提高发电效率的发电机装置，其具有一动力输出装置及一发电机组，该发电机组包括有一差速齿轮组、一磁场旋转子及一电枢旋转子，而该磁场旋转子表面设置有磁铁，该电枢旋转子相对该磁铁设有电枢，通过该差速齿轮组而使该磁场旋转子及该电枢旋转子相反方向的转动。

前项技术通过设置一差速齿轮组而使该电枢旋转子及该磁场旋转子产生相反方向的旋转，以获取较多的电流，但是此种以伞齿轮为驱动结构的工作方式相当占用空间，且零件较多造成结构复杂及维修困难等缺失。

发明内容

本发明的主要目的在于解决上述技术的旋转速度不足所造成发电量随之不足、以及体积过大的缺失，或是为达到更高转速而提高相关零组件的质量要求，因而造成成本相对提高。

为达到上述目的，本发明提供一种高效能发电装置，其中，包括：

一第一转动件，其具有一第一齿轮及一第一电磁部，该第一转动件产生一第一旋转行程；

一第二转动件，其具有一第一容置空间以容置该第一转动件，并具有一内齿圈及一相对应该第一电磁部的第二电磁部；

至少一传动齿轮，设置于该第一转动件与该第二转动件之间，该传动齿轮与该第一齿轮及该内齿圈相互啮合，该传动齿轮在该第一旋转行程带动该第二转动件时产生一与该第一旋转行程方向相反的第二旋转行程，使该第一电磁部与该第二电磁部相对运动而产生电能。

根据本发明的技术构思，其中，该第一转动件包含一转轴及一固设于该转轴的转子，该第一齿轮及该第一电磁部分别设置于该转轴及该转子。

根据本发明的技术构思，其中，该第一电磁部为感应线圈，该第二电磁部为磁铁。

根据本发明的技术构思，其中，该第一电磁部为磁铁，该第二电磁部为感应线圈。

根据本发明的技术构思，其中，该发电装置还包含一外壳，该外壳内部中空而具有一第二容置空间以容置该第二转动件。

根据本发明的技术构思，其中，该外壳设有至少一流体进口以及至少一流体出口。

根据本发明的技术构思，其中，该第二转动件的表面设有导流沟槽，该第二转动件在第二旋转行程时冷却流体通过该流体进口进入该导流沟槽，并由该流体出口排出以进行散热。

根据本发明的技术构思，其中，该第二转动件及该外壳分别具有至少一第一容置槽及第二容置槽，该第一容置槽及第二容置槽之间设有一气密环。

根据本发明的技术构思，其中，该第二转动件设有多个轴承。

根据本发明的技术构思，其中，该外壳接设有两个相对的盖体，所述盖体分别具有至少一供该传动齿轮旋转而设置的固定轴。

综上所述，本发明相较现有技术的优点在于：本发明除了可在不增加转子转速的情况下，达到提升电力输出的效果，还可以减少组装构件以缩小发电装置的体积并节省成本。

附图说明

图1为本发明的分解示意图；

图2为本发明沿一个方向的剖面示意图；

图3为本发明沿另一个方向的剖面示意图。

主要元件符号说明

第一转动件10

转轴11

第一齿轮111

转子12

第一电磁部121

第二转动件20

第一容置空间21

内齿圈22

第二电磁部23

轴承24

导流沟槽25

第一容置槽26

传动齿轮30

外壳40

第二容置空间41

流体进口42

流体出口43

第二容置槽44

气密环45

盖体50

固定轴501

具体实施方式

请参阅图1所示，本发明提供一高效能发电装置，其具有一第一转动件10、一第二转动件20以及一外壳40，该第二转动件20内部具有一第一容置空间21以装设该第一转动件10，且该外壳40内部具有一第二容置空间41以装设该第二转动件20，并在该外壳40两端分别设有一盖合该外壳40的盖体50，该盖体50固设至少一固定轴501，通过所述两个盖体50使该第一转动件10与该第二转动件20可一并收纳在该外壳40中；该第二转动件20及该外壳40设有相对应的第一容置槽26及第二容置槽44以装设一气密环45，且该第二转动件20周围还设有多个轴承24，使该第二转动件20得以旋转支撑在该外壳40中。

本发明提供一高效能发电装置，其中所述的第一转动件10包含一转轴11及一固设于该转轴11的转子12，该转轴11上固设有一第一齿轮111，且该转子12具有一第一电磁部121；而该第二转动件20设有一内齿圈22，以及一对应于该第一电磁部121的第二电磁部23；在本实施例中该第一电磁部121为感应线圈，该第二电磁23部为磁铁，但两者可选择性根据设计者需求而相互更换，不以此实施例为限。该第一齿轮111及该内齿圈22之间还设有至少一传动齿轮30，该传动齿轮30旋转装设在该固定轴501上，且该传动齿轮30啮合于该第一齿轮111及该内齿圈22。在本实施例中，该传动齿轮30有三个并以等角度120°平均分布。该传动齿轮30的数量以及角度设置，仅为可能的实施例，不受前述所限。上述即构成本发明的主要架构。

另请参阅图2所示，本发明利用该第一转动件10及该第二转动件20的相对旋转造成磁场变化而产生电力，该转轴11可由一内燃机(如柴油引擎、汽油引擎)、蒸汽机、风力或水力等方式来驱动，使该转轴11连动该转子12与该第一齿轮111产生一第一旋转行程(如图中所示的顺时针方向旋转)；而在该转轴11的第一旋转行程中，该第一齿轮111将带动该传动齿轮30反向旋转(如图中所示的逆时针方向旋转)，并通过该传动齿轮30带动该第二转动件20的内齿圈22，使该第二转动件20产生一与该第一旋转行程方向相反的第二旋转行程(如图中所示的逆时针方向旋转)，使该第一转动件10的第一电磁部121及该第二转动件20的第二电磁部23因相互运动而产生电磁效应，该第一电磁部121在该第二电磁部23的磁场内相对运动而产生电流，在该第一转动件10旋转速度不变情况下，本发明因该第二转动件20相对于该第一转动件10旋转速度加快而得到更多的电能输出，其中，该第一齿轮111齿数越接近该内齿圈22齿数则可得到越快的相对转速，相对的输出功率也越高。

再请参阅图3所示，该第二转动件20设有导流沟槽25，该导流沟槽25以螺旋环绕的方式设置在该第二转动件20的表面。而该外壳40设有至少一流体进口42以及至少一流体出口43，该流体进口42与该流体出口43相连通于该导流沟槽25。该第二转动件20受该第一转动件10及该传动齿轮30带动而旋转产生该第二旋转行程时，该导流沟槽25随之转动，此时，外部冷却流体通过该流体进口42进入该导流沟槽25，并由该流体出口43排出，在该导流沟槽25内产生一散热流，使该第二转动件20能够得到良好的散热效果。本发明所称的冷却流体，包含冷却气体、冷却油或者其他冷却液体等，而该流体进口42及流体出口43还可设置滤网装置以过滤杂质。

综上所述，本发明通过在该第一转动件10上设置该第一齿轮111，并在该第二转动件20上设有该内齿圈22，及在该第一齿轮111及该内齿圈22之间设置该传动齿轮30，使该第二转动件20可相对于该第一转动件10进行反向旋转，进而加快相对旋转速度并增加发电量，且由于将该变换旋转方向的传动齿轮30设置在该第一转动件10及该第二转动件20之间，而能够有效的节省空间，还能马上应用于现有的发电机结构上，达到经济实用的功效。

以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，非因此局限本发明的保护范围，故凡运用本发明所作的等效技术变化，均包含在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种高效能发电装置，其特征在于，包括：

一外壳（40），具有一第二容置空间（41）；

一第一转动件（10），设置于该第二容置空间（41）内，具有一转轴（11）、一固设于该转轴（11）的转子（12）、一固定于该转轴（11）的一第一齿轮（111）及一固定于该转子（12）的第一电磁部（121），该第一转动件（10）产生一第一旋转行程；

一第二转动件（20），设置于该第二容置空间（41）内，具有一第一容置空间（21）以容置该第一转动件（10），并具有一内齿圈（22）、一相对应该第一电磁部（121）的第二电磁部（23）以及与该外壳（40）内壁接触使该第二转动件（20）旋转支撑于该外壳（40）内的多个轴承（24）；

至少一传动齿轮（30），设置在该第一转动件（10）与该第二转动件（20）之间，该传动齿轮（30）与该第一齿轮（111）及该内齿圈（22）相互啮合，该传动齿轮（30）于该第一旋转行程带动该第二转动件（20）时产生一与该第一旋转行程方向相反的第二旋转行程，使该第一电磁部（121）与该第二电磁部（23）相对运动而产生电能。

2.如权利要求1所述的高效能发电装置，其特征在于，该第一电磁部（121）为感应线圈，该第二电磁部（23）为磁铁。

3.如权利要求1所述的高效能发电装置，其特征在于，该第一电磁部（121）为磁铁，该第二电磁部（23）为感应线圈。

4.如权利要求1所述的高效能发电装置，其特征在于，该外壳（40）设有至少一流体进口（42）以及至少一流体出口（43）。

5.如权利要求4所述的高效能发电装置，其特征在于，该第二转动件（20）的表面设有导流沟槽（25），该第二转动件（20）在第二旋转行程时冷却流体通过该流体进口（42）进入该导流沟槽（25），并由该流体出口（43）排出以进行散热。

6.如权利要求1所述的高效能发电装置，其特征在于，该第二转动件（20）及该外壳（40）分别具有至少一第一容置槽（26）及第二容置槽（44），该第一容置槽（26）及第二容置槽（44）之间设有一气密环（45）。

7.如权利要求1所述的高效能发电装置，其特征在于，该外壳（40）接设有两个相对的盖体（50），所述盖体（50）分别具有至少一供该传动齿轮（30）旋转而设置的固定轴（501）。