CN107620666A - 浮球型发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种浮球型发电装置，其利用所处的海水波浪或空气对流产生的波动来产生电力，其包含一第一浮球、一第二浮球及一连接件；第一浮球设有一第一发电模块，第二浮球设有一第二发电模块，连接件用以链接第一浮球及第二浮球；连接件的一端链接第一发电模块，并使第一浮球活动于一第一自由度，第一发电模块通过第一浮球于第一自由度的活动而产生一第一电力；连接件的另一端链接第二发电模块，并使第二浮球活动于一第二自由度，第二发电模块通过第二浮球于第二自由度的活动而产生一第二电力。

Description

浮球型发电装置

技术领域

本发明涉及一种发电装置，尤指一种利用海水波浪或空气对流所产生的波动驱动预设于浮球内的电枢于磁场中来回转动，以产生电力的浮球型发电装置。

背景技术

随着科技的日新月异，人类对于能源的依赖亦日益提升，目前各式各样的能源开发已步入一个较为成熟的阶段，但此上升趋势却带来了全球暖化及环境破坏的负面结果，对此人类已逐渐摒弃诸如核能及火力等非再生能源的发电方式，转而将重心转移至诸如水力、风力、海洋能及太阳能等再生能源的发电方式，希望藉此减缓全球暖化及环境破坏的问题。在上述再生能源的发电方式中，又以海洋能的发电方式最为稳定，相较于其他再生能源的发电方式而言，海洋能的发电方式不受限于天气及地形的影响，其原理主要为利用海浪波动的特性，并通过海浪发电装置将海浪的动能直接或间接转换成电能。

中国台湾第M492950公告号的实用新型专利公开了一种浮筒发电装置及浮筒发电系统，其属于海洋能的发电方式，可有效的将海浪的波动所产生的动能转换成电能。其中，该浮筒发电装置包括一浮筒本体及多个发电单元，该多个发电单元设置于该浮筒本体内且彼此连接，该多个发电单元中的至少两个为非平行，该多个发电单元分别包含至少一感应线圈组及设置于该感应线圈组旁的至少一磁铁，并通过该感应线圈组与该磁铁之间的相对运动，使该感应线圈组产生感应电流。至于，该浮筒发电系统则包括多个该浮筒发电装置、多个连接件及一电处理模块，该多个连接件用以将该多个浮筒发电装置连接在一起，该电处理模块则与该多个浮筒发电装置电性连接。

但是，虽然该实用新型专利可有效的将海浪的波动所产生的动能转换成电能，亦可配合海浪在多个波动的方向上具有高的能量转换效率，但其于每一发电单元皆设有单独的磁电组件(该感应线圈组及该磁铁)，再于该浮筒本体内设有彼此连接且至少两个为非平行的该多个发电单元，最后由多个该浮筒发电装置组成该浮筒发电系统，换言之，该实用新型的设计过于繁杂，不但不易拆装维修，且于该浮筒本体内设有该多个发电单元，该多个发电单元中的该感应线圈组及该磁铁亦具有相互干扰的问题。由此可见，目前市面上利用海洋能发电的相关技术仍然具有需要改进的空间。

发明内容

有鉴于上述现有技术所提出的问题，本案发明人特别潜心研思及设计组制，以提供一种浮球型发电装置，以供大众使用。

本发明的主要目的在于提供一种浮球型发电装置，其利用海水波浪或空气对流所产生的波动驱动预设于浮球内的电枢于磁场中来回转动，以产生电力。

本发明的再一目的在于提供一种浮球型发电装置，该浮球型发电装置具有多个浮球，该多个浮球分别具有自己的发电模块，可分别根据海水波浪或空气对流所产生的波动而活动于不同的自由度，再分别根据于不同的自由度的活动而产生电力。

本发明的另一目的在于提供一种浮球型发电装置，通过将多个该浮球型发电装置布设成为大型的发电网络，从而运用在大范围的海域或空域之中，以产生更多的电力。

为了达到上述目的，本发明提供的一种浮球型发电装置，其包含一第一浮球、一第二浮球及一连接件；该第一浮球设有一第一发电模块，该第二浮球设有一第二发电模块，该连接件用以连接该第一浮球及该第二浮球；该连接件的一端链接该第一发电模块，并使该第一浮球活动于一第一自由度，该第一发电模块通过该第一浮球于该第一自由度的活动而产生一第一电力；该连接件的另一端链接该第二发电模块，并使该第二浮球活动于一第二自由度，该第二发电模块通过该第二浮球于该第二自由度的活动而产生一第二电力。藉此，本发明可确实达到以上目的。

附图说明

图1为本发明最佳实施例整体装置的立体示意图；

图2为本发明最佳实施例部分构件的立体示意图；

图3为本发明最佳实施例部分构件的剖面示意图；

图4为本发明最佳实施例部分构件的座向示意图；

图5为本发明最佳实施例整体装置的应用示意图。

附图标记说明：100-浮球型发电装置；1-第一浮球；101-上半部；102-下半部；11-第一发电模块；111-第一电枢；112-磁铁；113-电枢轴；114-轴承；116-轴承座；117-外壳；118-轴油封；119-炭刷接触环；13-驱动轴；131-浮球轴承；132-浮球轴承；14-驱动齿轮；15-小齿轮；16-齿轮支持座；17-发电底座；18-浮球承座；2-第二浮球；21-第二发电模块；3-连接件；31-第一连接部；32-第二连接部；311-第一连轴器；321-第二连轴器；4-储电装置；5-电压调节装置；6-变频装置；7-变压器；8-市电。

具体实施方式

为了达成上述各项目的及功效，于此谨搭配图式，举一较佳实施例，以便本领域技术人员据以实施。

如图1、图2及图3所示，其分别为本发明最佳实施例整体装置的立体示意图、本发明最佳实施例部分构件的立体示意图及本发明最佳实施例部分构件的剖面示意图。如图所示，本发明提供的浮球型发电装置100利用所处的一媒介产生的波动来产生电力，该浮球型发电装置100包含一第一浮球1、一第二浮球2及一连接件3，该第一浮球1及该第二浮球2之间通过该连接件3彼此连接。在本发明最佳实施例中，该媒介为海水波浪，但其亦可为空气对流，该第一浮球1及该第二浮球2为空心，但其亦可为实心，又该第一浮球1及该第二浮球2除了球体的型式，其亦可为筒体的型式，从而呈现一第一浮筒及一第二浮筒的态样，所述第一浮筒与第二浮筒的浮筒形状可为圆筒形、椭圆形、方形、菱形、四边形、五边形、六边形、多边形、对称形或不对称形。但是，本发明并不以最佳实施例为限，合先叙明。

由法拉第的电磁原理可知，一导线在一磁场中旋转，该导线的两端会产生一电位差，若该导线连续的定速旋转，其产生的该电位差的波形将会是规则的正弦波，若该导线旋转的速度呈现一不稳定的状态，例如有时快而有时慢，该导线产生的该电位差的波形将会是不规则的正弦波。将其产生的该电位差通过全波整流器，其端点的输出将可以成为单向的直流电压。该导线的数量越多，其旋转的速度越快，该磁场的强度越大，该导线的两端所产生的该电位差越大，若将多个该导线围绕形成一电枢，再将该电枢在该磁场中旋转，该电枢的两端即可以产生更高的该电位差。

在本发明最佳实施例中，该第一浮球1包含一上半部101及一下半部102，其设有一第一发电模块11，该第二浮球2设有一第二发电模块21，该第一发电模块11包含一第一电枢111及一第一磁场，该第二发电模块21包含一第二电枢及一第二磁场。该第一发电模块11的基本结构为将由多个导线围绕形成的该第一电枢111安设于一电枢轴113上，该电枢轴113由一轴承114支撑，并由一轴承座116安设一外壳117上，该第一磁场则来自于一磁铁112，该磁铁112则固定在该外壳117内，该第一电枢轴113于该轴承114上旋转，并通过一轴油封118来防止内部的润滑油外泄，该第一电枢111进一步通过一炭刷接触环119电性连接至外部而供外界使用。

承上所述，该第一浮球1于该第一发电模块11之外，更由内部穿至外部的设有一驱动轴13以供外力输入，该驱动轴13经过一驱动齿轮14，再带动一小齿轮15，最后转动该第一电枢111以产生电力。该驱动轴13的一端由一浮球轴承131支撑，该浮球轴承131设于该第一浮球1的下半部102。该驱动轴13的另一端由另一浮球轴承132支撑，该浮球轴承132设于一齿轮支持座16上，该齿轮支持座16设于一发电底座17上，该发电底座17则设于该第一浮球1的下半部102的一浮球承座18上。该浮球承座18则为该第一浮球1的下半部102的一部分，两者为一体成型或拆装式的关系。藉此，即可将如此结构的该第一发电模块11安设于该第一浮球1中，并通过驱动该电枢轴113而产生电力。同理，该第二发电模块21的该第二电枢及该第二磁场，亦如同该第一发电模块11的该第一电枢111及该第一磁场具备同样的细部结构，在此即不赘述。

根据上述该第一发电模块11的基本结构，若欲藉此产生电力，则需要有外力对该第一电枢轴11作功，从而驱使该第一电枢轴11于该第一磁场中来回转动，以产生电力。同理，根据该第二发电模块21的基本结构，若欲藉此产生电力，则需要有外力对该第二电枢作功，从而驱使该第二电枢于该第二磁场中来回转动，以产生电力，在此即不赘述。换言之，在本发明最佳实施例中，该第一电枢111根据海水波浪或空气对流的波动于该第一磁场中来回转动以产生一第一电力，该第二电枢根据海水波浪或空气对流的波动于该第二磁场中来回转动以产生一第二电力。

如图1、图2、图3及图4所示，其中图4为本发明最佳实施例部分构件的座向示意图。如图所示，一般而言，两个物体的相对运动包含六个自由度，即沿着X轴、Y轴及Z轴进行直线运动的三个自由度，以及绕着X轴、Y轴及Z轴进行旋转运动的三个自由度。在本发明最佳实施例中，该连接件3的一端链接该第一发电模块11，并使该第一浮球1活动于一第一自由度，该第一发电模块11通过该第一浮球1于该第一自由度的活动而产生该第一电力。该连接件3的另一端链接该第二发电模块21，并使该第二浮球2活动于一第二自由度，该第二发电模块21通过该第二浮球2于该第二自由度的活动而产生该第二电力。

承上所述，该连接件3包含一第一连接部31及一第二连接部32，该第一连接部31朝一第一轴向而链接该第一发电模块11，该第二连接部32朝一第二轴向而链接该第二发电模块21，在本发明最佳实施例中，该第一连接部31的该第一轴向与该第二连接部32的该第二轴向呈相互垂直的关系。该第一自由度为该第一浮球1以该第一轴向为基准而进行旋转运动的自由度，该第二自由度为该第二浮球2以该第二轴向为基准而进行旋转运动的自由度。

更具体而言，该第一浮球1及该第一连接部31为通过一第一连轴器311连接在一起时，此时该连接件3被限定只能有一个自由度，例如绕着X轴进行旋转运动的自由度，即该第一自由度。同理，该第二浮球2及该第二连接部32为通过一第二连轴器321连接在一起时，此时该连接件3被限定只能有一个自由度，例如绕着Y轴进行旋转运动的自由度，即该第二自由度。该第一浮球1及该第二浮球2经由该连接件3连结之后，由于该连接件3的该第一连接部31与该第二连接部32呈相互垂直，该第一浮球1及该第二浮球2之间被限定只能有一个自由度，即该第一自由度或该第二自由度。

承上所述，一旦将该浮球型发电装置100置于海面上或悬挂于风中，其将因为海水波浪或空气对流产生的波动，造成该第一浮球1及该第二浮球2将不断的做相对运动，且一次只做一个自由度的相对运动，如此永不止息。换言之，在该第一浮球1及该第二浮球2做相对运动的过程之中，该第一浮球1将驱动该第二浮球2的该第二电枢，从而该第二浮球2同时亦将驱动该第一浮球1的该第一电枢111，如此的相对运动可以同时驱动该第一电枢111及该第二电枢，亦即其将形成一种靠海水波浪或空气对流产生的波动即可永恒发电的发电装置。

如图1及图5所示，其中图5显示本发明最佳实施例整体装置的应用示意图。如图所示，更进一步而言，若将多个该浮球型发电装置100所有的该多个第一浮球1或该些第二浮球2串联在一起，再将每一该多个第一浮球1或该多个第二浮球2的电压输出端并联在一起，其产生的第一电力或第二电力将可以达到足够且可被利用的量。值得一提的是，该多个第一浮球1产生的第一电力或该多个第二浮球2所产生的第二电力，即输出的直流电压，可以直接连接至一储电装置4进行充电，例如蓄电池，亦可连接一电压调节装置5，使第一电力或第二电力维持在一定的范围内，再连接上一变频装置6，使第一电力或第二电力由直流电压转成交流电压，最后连接上一变压器7，即可与一市电8并联。

Claims (10)

1.一种浮球型发电装置，其利用所处的一媒介产生的波动来产生电力，其特征在于，包含：

一第一浮球，其设有一第一发电模块；

一第二浮球，其设有一第二发电模块；以及

一连接件，其用以连接该第一浮球及该第二浮球，其中，该连接件的一端链接该第一发电模块，并使该第一浮球活动于一第一自由度，该第一发电模块通过该第一浮球于该第一自由度的活动而产生一第一电力，又，该连接件的另一端链接该第二发电模块，并使该第二浮球活动于一第二自由度，该第二发电模块通过该第二浮球于该第二自由度的活动而产生一第二电力。

2.根据权利要求1所述的浮球型发电装置，其特征在于，该媒介为海水波浪或空气对流。

3.根据权利要求1所述的浮球型发电装置，其特征在于，该第一发电模块包含一第一电枢及一第一磁场，该第一电枢根据该媒介的波动于该第一磁场中来回转动以产生该第一电力。

4.根据权利要求1所述的浮球型发电装置，其特征在于，该第二发电模块包含一第二电枢及一第二磁场，该第二电枢根据该媒介的波动于该第二磁场中来回转动以产生该第二电力。

5.根据权利要求1所述的浮球型发电装置，其特征在于，该连接件包含一第一连接部及一第二连接部，该第一连接部朝一第一轴向而链接该第一发电模块，该第二连接部朝一第二轴向而链接该第二发电模块。

6.根据权利要求5所述的浮球型发电装置，其特征在于，该第一连接部的该第一轴向与该第二连接部的该第二轴向相互垂直。

7.根据权利要求6所述的浮球型发电装置，其特征在于，该第一自由度为该第一浮球以该第一轴向为基准而进行旋转运动的自由度，该第二自由度为该第二浮球以该第二轴向为基准而进行旋转运动的自由度。

8.根据权利要求1所述的浮球型发电装置，其特征在于，该第一浮球及该第二浮球替换为一第一浮筒及一第二浮筒的型式，又，所述第一浮筒与第二浮筒为圆筒形、椭圆形或多边形并且为对称形或不对称形。

9.根据权利要求1所述的浮球型发电装置，其特征在于，该第一浮球及该第二浮球为空心或实心。

10.根据权利要求1所述的浮球型发电装置，其特征在于，该第一电力及该第二电力分别耦接至一储电装置或一市电。