CN108880172A - 磁组相对磁极异位的发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁组相对磁极异位的发电装置，具有一感应线圈组，且于该感应线圈组两侧分设有可同步相对运动的一平向磁组及一垂向磁组，其中平向磁组由至少一具有呈运动方向充磁的第一磁性件所构成，而垂向磁组由至少一具有充磁方向与运动方向垂交的第二磁性件所构成，且第一、二磁性件呈相对排列状，感应线圈组与平向磁组、垂向磁组间设有一供选择性对感应线圈组拉电与否的负载开关组，借此，使其在磁性件呈相对排列下可消弭磁阻力，以减少动能损耗，使其能提升转速，增进切割频率，且大部份的磁流系流经线圈件，经导磁体畅流的高磁通量，可以有效的切割磁线，增进切割数量，使发电量大幅增加，从而能有效提升能源转换的效率。

Description

磁组相对磁极异位的发电装置

技术领域

本发明涉及一种能源转换的电磁技术领域，具体而言是指一种消弭增生磁阻、降低动能损耗，且可汇流磁力线、增大磁通量的磁组相对磁极异位的发电装置，借以能提高发电装置的切割频率与切割数量，以有效增加其发电量，从而提高其能源转换率。

背景技术

一般发电装置是由一线圈组及一磁组所构成，其中线圈组是于一导磁体上设有一线圈，而磁组是于线圈组轴线两端分设有两磁性件，又两磁性件以异极磁极相对排列，且磁组与线圈组可被分别定义为转子及定子，而通过相对的线性或旋转运动，使线圈组的线圈因磁组的磁力线切割而产生电压，进而达到发电的目的；

前述发电装置在运转时，当该线圈组的线圈接上负载后会产生电流，并使线圈组感应磁化变成电磁铁，使线圈组两端与磁组的磁性件产生双磁吸现象，且其磁吸力与运动方向呈反向而呈磁阻，因此在负载下会有增生磁阻所造成的动能损，故传统发电装置运转速率难以提升，严重影响切割的频率，使其能源转换率低落；

换言之，由于现有发电装置受到双磁阻力的影响，造成动能损耗，减缓其运转速率与降低其切割频率，存在浪费能源的问题，使整体的能源转换率处于低落，因此如何解决前述问题，为业界所亟待开发。

于是，本发明人乃针对前述现有发电装置在应用上所面临的问题深入探讨，并借由多年从事相关产业的研发经验，积极寻求解决之道，经不断努力的研究与试作，终于成功的开发出本发明，借以克服现有因增生的磁阻力所造成的损耗与浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁组相对磁极异位的发电装置，借由消弭磁阻力，以减少动能损耗，使其能提升转速，增进切割频率，从而提高能源转换效率。

本发明的再一目的在于提供一种磁组相对磁极异位的发电装置，借由发电区(意指图1、图2的前段及图3、图4的后段)经导磁体畅流的高磁通量，可以有效切割大量磁线，增进切割数量，从而提高能源转换效率。

基于此，本发明主要通过下列的技术手段，来实现上述目的。

一种磁组相对磁极异位的发电装置，该发电装置包含有一感应线圈组、一平向磁组、一垂向磁组及一负载开关组，其中平向磁组及垂向磁组可同步相对感应线圈组运动：而所述感应线圈组具有至少一线圈件，且各线圈件具有一以垂直运动方向延伸的导磁体及至少一环设于该导磁体的线圈所构成，所述线圈并连接拉电负载；又所述平向磁组由至少一具有呈运动方向充磁的第一磁性件所组成，且各第一磁性件水平的前后两端中对应运动方向靠近感应线圈组的一端形成一第一磁极、而对应运动方向远离感应线圈组的一端形成一第二磁极；另所述垂向磁组由至少一具有垂直运动方向充磁的第二磁性件所组成，且各第二磁性件直立的上下两端中对应感应线圈组的一端形成一第三磁极、而异于感应线圈组的一端形成一第四磁极，再者平向磁组的第一磁性件与垂向磁组的第二磁性件呈等长、且相对排列，再者相对的平向磁组第一磁性件的第一磁极与垂向磁组第二磁性件的第三磁极呈相异的磁极；至于，所述负载开关组由一拉电开关、一断电开关及第一、二感应元件所构成，第一、二感应元件可以分设于感应线圈组的线圈件轴线对应平向磁组与垂向磁组的两端，而拉电开关设于平向磁组的第一磁性件位移进入感应线圈组的第一磁极端部，而断电开关则设于垂向磁组的第二磁性件中第三磁极一侧的中央轴线，而形成一种前段拉电的状态。

该发电装置的平向磁组由二个或二个以上具有呈运动方向充磁的第一磁性件串接而成，且相邻的第一磁性件呈同极相对，而垂向磁组由二个或二个以上具有垂直运动方向充磁的第二磁性件所串接而成，且相邻第二磁性件的第三磁极呈相异磁极。

一种磁组相对磁极异位的发电装置，该发电装置包含有一感应线圈组、一平向磁组、一垂向磁组及一负载开关组，其中平向磁组及垂向磁组可同步相对感应线圈组运动：而所述感应线圈组具有至少一线圈件，且各线圈件具有一以垂直运动方向延伸的导磁体及至少一环设于该导磁体的线圈所构成，所述线圈并连接拉电负载；又所述平向磁组由至少一具有呈运动方向充磁的第一磁性件所组成，且各第一磁性件水平的前后两端中对应运动方向靠近感应线圈组的一端形成一第一磁极、而对应运动方向远离感应线圈组的一端形成一第二磁极；另所述垂向磁组由至少一具有垂直运动方向充磁的第二磁性件所组成，且各第二磁性件直立的上下两端中对应感应线圈组的一端形成一第三磁极、而异于感应线圈组的一端形成一第四磁极，再者平向磁组的第一磁性件与垂向磁组的第二磁性件呈等长、且相对排列，再者相对的平向磁组第一磁性件的第一磁极与垂向磁组第二磁性件的第三磁极呈相同的磁极；至于，所述负载开关组由一拉电开关、一断电开关及第一、二感应元件所构成，其中第一、二感应元件可以分设于感应线圈组的线圈件轴线对应垂向磁组与平向磁组的两端，而拉电开关设于垂向磁组的第二磁性件中第三磁极一侧的中央轴线，而断电开关设于平向磁组的第一磁性件位移离开感应线圈组的第二磁极端部，而形成一种后段拉电的状态。

该发电装置的平向磁组由二个或二个以上具有呈运动方向充磁的第一磁性件串接而成，且相邻的第一磁性件呈同极相对，而垂向磁组由二个或二个以上具有垂直运动方向充磁的第二磁性件所串接而成，且相邻第二磁性件的第三磁极呈相异磁极。

借此，本发明磁组相对磁极异位的发电装置通过采用上述技术手段，可利用平向磁组由呈运动方向充磁的第一磁性件串接而成，以及垂向磁组由相对、且呈垂直运动方向充磁的第二磁性件所构成，借由在磁性件呈相对排列下消弭磁阻力，以减少动能损耗，使其能提升转速，增进切割频率，且大部份的磁力线系流经线圈件，经导磁体畅流的高磁通量，可以有效的切割磁线，增进切割数量，使发电量大幅增加，从而能有效提升能源转换的效率，故能大幅增进其附加价值，并提高其经济效益。

附图说明

图1为本发明磁组相对磁极异位的发电装置第一实施例的架构示意图，供说明拉电端在磁组前段的状态。

图2为本发明磁组相对磁极异位的发电装置第二实施例的架构示意图，供说明另一拉电端在磁组前段的状态。

图3为本发明磁组相对磁极异位的发电装置第三实施例的架构示意图，供说明拉电端在磁组后段的状态。

图4为本发明磁组相对磁极异位的发电装置第四实施例的架构示意图，供说明另一拉电端在磁组后段的状态。

图5、图6、图7为本发明第一实施例于前段拉电的动作示意图。

图8、图9、图10为本发明第二实施例于前段拉电的动作示意图。

图11、图12、图13为本发明第三实施例于后段拉电的动作示意图。

图14、图15、图16为本发明第四实施例于后段拉电的动作示意图。

图17为本发明磁组相对磁极异位的发电装置的磁力线切割示意图。

图18为本发明磁组相对磁极异位的发电装置第五实施例的架构示意图，供说明平向磁组与垂向磁组二个或二个以上串接的前段拉电状态。

图19为本发明磁组相对磁极异位的发电装置第六实施例的架构示意图，供说明平向磁组与垂向磁组二个或二个以上串接的后段拉电状态。

【符号说明】

10感应线圈组 11线圈件

12导磁体 13线圈

20平向磁组 21第一磁性件

211第一磁极 212第二磁极

30垂向磁组 31第二磁性件

311第三磁极 312第四磁极

40负载开关组 41拉电开关

42断电开关 45第一感应元件

46第二感应元件。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的构成、特征及其他目的，以下乃举本发明的较佳实施例，并配合图式详细说明如后，同时让本领域的技术人员能够具体实施。

本发明为一种磁组相对磁极异位的发电装置，随附图例示的本发明的具体实施例及其构件中，所有关于前与后、左与右、顶部与底部、上部与下部、以及水平与垂直的参考，仅用于方便进行描述，并非限制本发明，亦非将其构件限制于任何位置或空间方向。图式与说明书中所指定的尺寸，当可在不离开本发明的申请专利范围内，根据本发明的具体实施例的设计与需求而进行变化。

本发明的磁组相对磁极异位的发电装置的构成，如图1、图2、图3、图4所示，该发电装置具有一感应线圈组10，且于该感应线圈组10两侧分设可同步相对运动的一平向磁组20与一垂向磁组30，其中该平向磁组20平行运动方向充磁，而该垂向磁组30则垂直运动方向充磁，又该感应线圈组10与该平向磁组20、该垂向磁组30间设有一负载开关组40，而该负载开关组40可供选择性操控对感应线圈组10拉电与否；

而本发明磁组相对磁极异位的发电装置的详细构成则仍请参照图1、图2、图3、图4所揭示，其中该感应线圈组10可以被定义为定子，且该感应线圈组10由一或一个以上的线圈件11所组成【一个以上请参看图18、图19所示的实施例】，又各线圈件11具有一以垂直运动方向延伸的导磁体12及至少一环设于该导磁体12的线圈13所构成，所述线圈13并连接拉电负载，用以当作为转子的平向磁组20与垂向磁组30相对感应线圈组10运动时，线圈件11的线圈13可因磁力线切割而产生发电现象时，以提供负载电力；

又所述平向磁组20由至少一呈运动方向充磁的第一磁性件21串接而成【一个以上请参看图18、图19所示的实施例】，且各第一磁性件21水平的前后两端磁极中对应运动方向靠近感应线圈组10的一端可以被定义为第一磁极211【即S极或N极】、而对应运动方向远离感应线圈组10的一端可以被定义为第二磁极212【即N极或S极】；

另所述垂向磁组30由至少一具有垂直运动方向充磁的第二磁性件31所构成【一个以上请参看图18、图19所示的实施例】，且各第二磁性件31直立的上下两端中对应感应线圈组10的一端可以被定义为第三磁极311【即N极或S极】、而异于感应线圈组10的一端可以被定义为第四磁极312【即S极或N极】，再者平向磁组20与垂向磁组30的第一、二磁性件21、31呈等长、且相对排列，再者平向磁组20第一磁性件21的第一磁极211与垂向磁组30第二磁性件31的第三磁极311可以呈相异磁极【如图1、图2的前段拉电的第一、二实施例】或相同磁极【如图3、图4的后段拉电的第三、四实施例】；

至于，所述负载开关组40由一拉电开关41、一断电开关42及第一、二感应元件45、46所构成，如图1、图2的第一、二实施例所示，其中第一、二感应元件45、46可以分设于感应线圈组10的线圈件11轴线对应平向磁组20与垂向磁组30的两端中央，而负载开关组40的拉电开关41设于平向磁组20的第一磁性件21位移进入感应线圈组10的第一磁极211端部，而断电开关42则设于垂向磁组30的第二磁性件31中第三磁极311一侧的中央轴线，用以当平向磁组20移动靠近线圈件11，且当第一磁性件21上的拉电开关41在检知线圈件11上相对的第一感应元件45时，可以连通拉电负载与线圈件11的线圈13进行拉电，而形成一种前段拉电的状态，又当平向磁组20进入线圈件11内，且当第二磁性件31中央的断电开关42在检知线圈件11上相对的第二感应元件46时，可以切断拉电负载与线圈件11线圈13的连接形成断电状态；另如图3、图4的第三、四实施例，其中第一、二感应元件45、46可以分设于感应线圈组10的线圈件11轴线对应垂向磁组30与平向磁组20的两端中央，而该负载开关组40的拉电开关41设于垂向磁组30的第二磁性件31中第三磁极311一侧的中央轴线，而断电开关42设于平向磁组20的第一磁性件21位移离开感应线圈组10的第二磁极212端部，用以当垂向磁组30移动进入线圈件11、且当第二磁性件31上的拉电开关41在检知线圈件11上相对的第一感应元件45时，可以连通拉电负载与线圈件11的线圈13进行拉电，而当平向磁组20离开线圈件11、且当第一磁性件21上的断电开关42在检知线圈件11上相对的第二感应元件46时，则可以切断拉电负载与线圈件11线圈13的连接形成断电，而形成一种后段拉电的状态；

借此，组构成一可增加切割频率及切割数量，以提升能源转换率的磁组相对磁极异位的发电装置者。

至于本发明发电装置于实际使用时，以前段拉电为例，其动作为如第一实施例的图5至图7及第二实施例的图8至图10所揭示，由于平向磁组20由呈运动方向充磁的第一磁性件21串接而成，又垂向磁组30由相对、且呈垂直运动方向充磁的第二磁性件31所构成，因此两者的磁应力反向，使磁作用力相互抵消进而消弭磁阻，可以降低反动能的增生磁阻所造成的运转动损，如此可增进平向磁组20及垂向磁组30相对感应线圈组10间的运动速度，提高切割频率，另在磁性件呈相对排列下无磁漏，且磁线整流效果佳，形成特定磁通道而产生发电区(即图1、图2的前段及图3、图4后段)，大部份的磁力线流经线圈件11，经导磁体12的高磁通量借由线圈13可以有效的切割磁线，增进切割数量，使发电量大幅增加，从而能有效提升能源转换的效率；

当平向磁组20与垂向磁组30同步相对感应线圈组10移动，且当该平向磁组20的第一磁性件21上负载开关组40的拉电开关41对应感应线圈组10的线圈件11上第一感应元件45时【如图5、图6、图8、图9所示】，可令该线圈件11的线圈13与拉电负载呈导通状，而形成拉电状态，而各线圈件11对应第一磁性件21的一端形成与第一磁极211呈相异磁极，虽然产生逆运动方向的磁吸阻力，然而由于线圈件11对应垂向磁组30第二磁性件31的第三磁极311也呈相异磁极，供产生顺运动方向的磁吸助力，让移动的平向磁组20与垂向磁组30取得磁应力的抵消，而消弭磁阻产生的动能损耗，增加其切割频率，且此时进一步可如图17所示， N极磁极发出的磁力线会大量经由感应线圈组10线圈件11导磁体12切割线圈13，因此其可大幅增加切割数量，使发电量大幅提升，而有效提高能源转换率。

且当平向磁组20进入线圈件11内，当第二磁性件31中央的断电开关42在检知线圈件11上的相对第二感应元件46时【如图7、图10】，可以切断拉电负载与线圈件11线圈13的连接形成断电，不致因感应的增生磁阻而造成动能损耗。

另当本发明发电装置于实际使用时，以后段拉电为例，其动作如图11至图13及图14至图16所揭示，由于平向磁组20由呈运动方向充磁的第一磁性件21串接而成，又垂向磁组30由相对、且呈垂直运动方向充磁的第二磁性件31所构成，因此两者的磁应力反向，使磁作用力相互抵消进而消弭磁阻，可以降低反动能的增生磁阻所造成的运转动损，如此可增进平向磁组20及垂向磁组30相对感应线圈组10间的运动速度，提高切割频率，另在磁性件呈相对排列下无磁漏，且磁线整流效果佳，形成特定磁通道而产生发电区(即图1、图2的前段及图3、图4的后段)，大部份的磁力线流经线圈件11，经导磁体12的高磁通量借由线圈13可以有效的切割磁线，增进切割数量，使发电量大幅增加，从而能有效提升能源转换的效率；

当平向磁组20与垂向磁组30同步相对感应线圈组10移动，且当该垂向磁组30的第二磁性件31上负载开关组40的拉电开关41对应感应线圈组10的线圈件11上第一感应元件45时【如图11、图12、图14、图15所示】，可令该线圈件11的线圈13与拉电负载呈导通状，而形成拉电状态，而令线圈件11对应第二磁性件31的一端形成与第三磁极311呈相异磁极，虽然产生逆运动方向的磁吸阻力，然而由于线圈件11对应平向磁组20第一磁性件21的第二磁极212也呈相异磁极，供产生顺运动方向的磁吸助力，让移动的平向磁组20与垂向磁组30取得磁应力的抵消，而消弭磁阻产生的动能损耗，增加其切割频率，且此时进一步可如图17所示，N极磁极发出的磁力线会大量经由感应线圈组10线圈件11导磁体12切割线圈13，因此其可大幅增加切割数量，使发电量大幅提升，而有效提高能源转换率。

且当平向磁组20于离开感应线圈组10时，当第一磁性件21的断电开关42在检知线圈件11上相对的第二感应元件46时【如图13、图16】，可以切断拉电负载与线圈件11线圈13的之连接形成断电，不致因感应的增生磁阻而造成动能损耗。

又承如前述，本发明的感应线圈组10可以有二个或二个以上的线圈件11，而平向磁组20与垂向磁组30可以分别有二个或二个以上的第一磁性件21与第二磁性件31串接而成，如图18、图19所示，该平向磁组20由二个或二个以上具有呈运动方向充磁的第一磁性件21串接而成，且相邻的第一磁性件21呈同极相对【即前一第一磁性件的N极对应相邻后一第一磁性件的N极、且前一第一磁性件的S极对应相邻后一第一磁性件的之S极】，又该垂向磁组30由二个或二个以上具有垂直运动方向充磁的第二磁性件31所串接而成，且相邻第二磁性件31的第三磁极311呈相异磁极【即当前一第二磁性件的第三磁极为N极时则后一第二磁性件的第三磁极为S极、当前一第二磁性件的第三磁极为S极时则后一第二磁性件的第三磁极为N极】，且如图18所示，该负载开关组40的第一、二感应元件45、46可以分设于感应线圈组10的线圈件11轴线对应平向磁组20与垂向磁组30的两端，而负载开关组40的拉电开关41设于平向磁组20的第一磁性件21位移进入感应线圈组10的第一磁极211端部，而断电开关42则设于垂向磁组30的第二磁性件31中第三磁极311一侧的中央轴线，而形成前段拉电。又或如图19所示，该感应元件45、46可以分设于感应线圈组10的线圈件11轴线对应垂向磁组30与平向磁组20的两端，而负载开关组40的拉电开关41设于垂向磁组30的第二磁性件31中第三磁极311一侧的中央轴线，而断电开关42设于平向磁组20的第一磁性件21位移离开感应线圈组10的第二磁极212端部，而形成后段拉电。

通过前述的说明，本发明的磁组相对磁极异位的发电装置利用平向磁组20由呈运动方向充磁的第一磁性件21串接而成，以及垂向磁组30由相对、且呈垂直运动方向充磁的第二磁性件31所构成，因此两者的磁应力反向，使磁作用力相互抵消进而消弭磁阻，可以降低反动能的增生磁阻所造成的运转动损，如此可增进平向磁组20及垂向磁组30相对感应线圈组10间的运动速度，提高切割频率，且由于磁流部份路径的冲突止挡造成特定磁通道而形成发电区(即图1、图2的前段及图3、图4的后段)，大部份的磁力线系流经线圈件11，经导磁体12的高磁通量借由线圈13可以有效的切割磁线，增进切割数量，使发电量大幅增加，从而能有效提升能源转换的效率；

借此，可以理解到本发明为一创意极佳的创作，除了有效解决习式者所面临的问题，更大幅增进功效，且在相同的技术领域中未见相同或近似的产品创作或公开使用，同时具有功效的增进。

Claims (4)

1.一种磁组相对磁极异位的发电装置，其特征在于：该发电装置包含有一感应线圈组、一平向磁组、一垂向磁组及一负载开关组，其中平向磁组及垂向磁组可同步相对感应线圈组运动：

而所述感应线圈组具有至少一线圈件，且各线圈件具有一以垂直运动方向延伸的导磁体及至少一环设于该导磁体的线圈所构成，所述线圈并连接拉电负载；

又所述平向磁组由至少一具有呈运动方向充磁的第一磁性件所组成，且各第一磁性件水平的前后两端中对应运动方向靠近感应线圈组的一端形成一第一磁极、而对应运动方向远离感应线圈组的一端形成一第二磁极；

另所述垂向磁组由至少一具有垂直运动方向充磁的第二磁性件所组成，且各第二磁性件直立的上下两端中对应感应线圈组的一端形成一第三磁极、而异于感应线圈组的一端形成一第四磁极，再者平向磁组的第一磁性件与垂向磁组的第二磁性件呈等长、且相对排列，再者相对的平向磁组第一磁性件的第一磁极与垂向磁组第二磁性件的第三磁极呈相异的磁极；

至于，所述负载开关组由一拉电开关、一断电开关及第一、二感应元件所构成，第一、二感应元件可以分设于感应线圈组的线圈件轴线对应平向磁组与垂向磁组的两端，而拉电开关设于平向磁组的第一磁性件位移进入感应线圈组的第一磁极端部，而断电开关则设于垂向磁组的第二磁性件中第三磁极一侧的中央轴线，而形成一种前段拉电的状态。

2.如权利要求1所述的磁组相对磁极异位的发电装置，其特征在于：该发电装置的平向磁组由二个或二个以上具有呈运动方向充磁的第一磁性件串接而成，且相邻的第一磁性件呈同极相对，而垂向磁组由二个或二个以上具有垂直运动方向充磁的第二磁性件所串接而成，且相邻第二磁性件的第三磁极呈相异磁极。

3.一种磁组相对磁极异位的发电装置，其特征在于：该发电装置包含有一感应线圈组、一平向磁组、一垂向磁组及一负载开关组，其中平向磁组及垂向磁组可同步相对感应线圈组运动：

而所述感应线圈组具有至少一线圈件，且各线圈件具有一以垂直运动方向延伸的导磁体及至少一环设于该导磁体的线圈所构成，所述线圈并连接拉电负载；

又所述平向磁组由至少一具有呈运动方向充磁的第一磁性件所组成，且各第一磁性件水平的前后两端中对应运动方向靠近感应线圈组的一端形成一第一磁极、而对应运动方向远离感应线圈组的一端形成一第二磁极；

另所述垂向磁组由至少一具有垂直运动方向充磁的第二磁性件所组成，且各第二磁性件直立的上下两端中对应感应线圈组的一端形成一第三磁极、而异于感应线圈组的一端形成一第四磁极，再者平向磁组的第一磁性件与垂向磁组的第二磁性件呈等长、且相对排列，再者相对的平向磁组第一磁性件的第一磁极与垂向磁组第二磁性件的第三磁极呈相同的磁极；

至于，所述负载开关组由一拉电开关、一断电开关及第一、二感应元件所构成，其中第一、二感应元件可以分设于感应线圈组的线圈件轴线对应垂向磁组与平向磁组的两端，而拉电开关设于垂向磁组的第二磁性件中第三磁极一侧的中央轴线，而断电开关设于平向磁组的第一磁性件位移离开感应线圈组的第二磁极端部，而形成一种后段拉电的状态。

4.如权利要求3所述的磁组相对磁极异位的发电装置，其特征在于：该发电装置的平向磁组由二个或二个以上具有呈运动方向充磁的第一磁性件串接而成，且相邻的第一磁性件呈同极相对，而垂向磁组由二个或二个以上具有垂直运动方向充磁的第二磁性件所串接而成，且相邻第二磁性件的第三磁极呈相异磁极。