TW201310871A - 磁浮式能源生成裝置 - Google Patents

Abstract

一種磁浮式能源生成裝置，其係於架體內裝設有慣性旋轉組，該慣性旋轉組設有垂直架置樞設於架體內之轉軸，以及固設於轉軸上之飛輪，另於該架體與慣性旋轉組間設有磁浮機構，該磁浮機構係於架體內環設有固定磁組，以及於慣性旋轉組之飛輪底部環設有浮動磁組，並以該固定磁組與浮動磁組之磁力相斥，使慣性旋轉組懸浮於架體內，另於慣性旋轉組連結一驅動機構，以供驅動該慣性旋轉組旋轉作動，並於該慣性旋轉組到達預定轉速後，即藉由飛輪之慣性作用帶動轉軸持續旋轉作動，而由轉軸輸出動能；藉此，利用磁浮機構使慣性旋轉組於架體內浮動旋轉，其不僅可消除轉軸旋轉之摩擦阻力，且可避免產生磨損現象，進而達到大幅提昇能源生成效率及使用壽命之實用效益。

Description

磁浮式能源生成裝置

本發明尤指其提供一種使轉軸及飛輪於架體內浮動旋轉，以消除轉軸旋轉之摩擦阻力，並防止轉軸產生磨耗現象，而可大幅提昇能源生成效率及使用壽命之磁浮式能源生成裝置。

在現今，由於科技進步神速，再加上全球經濟的發展、社會的進步和人口的快速成長，使人類對能源的需求量有增無減，依賴程度也與日俱增，因此，造成地球有限的石化能源日益枯竭，為因應能源危機，迫使人們努力尋求新的替代能源。

請參閱第1圖所示，係為坊間習用利用慣性動力之電能生成裝置，其主要係於一基座10上以二軸承11水平架置樞設一轉軸12，該轉軸12上固設有飛輪13，且於一端以皮帶輪組14連結一驅動馬達15，另端則連結一發電機16之轉子161；於進行產生電能時，其係先控制驅動馬達15，該馬達15即經由皮帶輪組14帶動轉軸12及飛輪13旋轉，當轉軸12及飛輪13到達預定之轉速時，該馬達15即停止驅動轉軸12，而利用飛輪13之慣性作用力，使轉軸12持續旋轉作動，進而以轉軸12持續帶動發電機16之轉子161旋轉，使發電機16產生電能；惟，該電能生成裝置於使用上仍有如下之缺弊：

1.該轉軸12及飛輪13係以二軸承11水平架置樞設於基座10上，而以二軸承11直接承受轉軸12及飛輪13之重量，當驅動轉軸12及飛輪13旋轉旋轉時，將於二軸承11產生阻礙飛輪13慣性旋轉之摩擦阻力，且受到該飛輪13之重力影響，將使飛輪13未能作平衡慣性旋轉，而必須耗費更多電能驅動馬達15帶動轉軸12，進而降低電能之生成效率。

2.該轉軸12及飛輪13係以二軸承11水平架置樞設於基座10上，於旋轉時，該二軸承11及轉軸12即必須承受飛輪13垂直軸向之強大重力，其不僅使二軸承11因摩擦而產生高熱，且於轉軸12造成偏擺現象，進而將影響其使用壽命。

有鑑於此，本發明人遂以其多年從事相關行業的研發與製作經驗，針對目前所面臨之問題深入研究，經過長期努力之研究與試作，終究研創出一種磁浮式能源生成裝置，並藉以改善習式之缺弊，此即為本發明之設計宗旨。

本發明之目的一，係提供一種磁浮式能源生成裝置，其係於架體內裝設有慣性旋轉組，該慣性旋轉組設有垂直架置樞設於架體內之轉軸，以及固設於轉軸上之飛輪，另於該架體與慣性旋轉組間設有磁浮機構，該磁浮機構係於架體內環設有固定磁組，以及於慣性旋轉組之飛輪底部環設有浮動磁組，並以該固定磁組與浮動磁組之磁力相斥，使慣性旋轉組懸浮於架體內，另於慣性旋轉組連結一驅動機構，以供驅動該慣性旋轉組旋轉作動，並於該慣性旋轉組到達預定轉速後，即藉由飛輪之慣性作用帶動轉軸持續旋轉作動，而由轉軸輸出動能；藉此，利用磁浮機構使慣性旋轉組於架體內浮動旋轉，以消除轉軸旋轉之摩擦阻力，進而達到大幅提昇能源生成效率之實用目的。

本發明之目的二，係提供一種磁浮式能源生成裝置，其係利用磁浮機構使慣性旋轉組於架體內浮動旋轉，即可消除轉軸旋轉之摩擦阻力，以避免產生磨損現象，進而達到大幅提昇使用壽命之實用目的。

為對本發明作更進一步之瞭解，茲舉一較佳實施例，並配合圖式詳述如后：請參閱第2、3、4圖所示，本發明之磁浮式能源生成裝置，其係包含有架體20、慣性旋轉組30、磁浮機構及驅動機構；該架體20係由上框架201及下框架202組合而成，並使該上框架201與下框架202可拆卸分離，以利進行維修作業；該架體20之上框架201上設有第一環座203，以供裝設第一軸承21，第二框架202則於對應第一環座203處設有第二環座204，以供裝設第二軸承22，以及於底部設有第三環座205，以供裝設第三軸承23，且該第一環座203、第二環座204與第三環座205間係分別間隔有容置空間；另於該第二框架202之頂部設有承座24，該承座24之頂面凹設有容槽241，該容槽241之底部設有連通至第二環座204之穿槽242，以及呈水平角度之第一環面243，且於周側設有具適當傾斜角度之第二環面244；於架體20內裝設慣性旋轉組30，該慣性旋轉組30係以架體20之第一軸承21、第二軸承22及第三軸承23垂直架置樞設有轉軸31，該轉軸31係穿伸於承座24之穿槽242內，且於內部開設有軸向之散熱孔311，以加強散熱效果，另該轉軸31於承座24之上方處固設有飛輪32，以使轉軸31可藉由飛輪32之慣性作用帶動旋轉，該飛輪32之底面並設有與承座24之第一環面243相對之第一底面321，以及與承座24之第二環面244相對之第二底面322；另於架體20與慣性旋轉組30間設有磁浮機構，該磁浮機構係於承座24之第一環面243上設有呈環型之固定磁組25，該慣性旋轉組30則於飛輪32之底部對應該固定磁組25處設有亦呈環型之浮動磁組33，並以該固定磁組25及浮動磁組33之磁力相斥，而使慣性旋轉組30懸浮於架體20內；於本實施例中，該固定磁組25係於承座24之第一環面243上環佈固設有複數個可為永久磁鐵之磁塊251，該浮動磁組33則於飛輪32之第一底面321環佈固設複數個可為永久磁鐵之磁塊331，並使該固定磁組25之磁塊251與浮動磁組33之磁塊331相對面為相同磁極，而以該固定磁組25及浮動磁組33之磁力相斥，使慣性旋轉組30懸浮於架體20內，且於該慣性旋轉組30之飛輪32底部與承座24之第一、二環面242、243間保持適當之懸浮間距；另於慣性旋轉組30連結驅動機構，以供控制驅動慣性旋轉組30旋轉作動，且以該驅動機構驅動慣性旋轉組30到達預定轉速後，即控制驅動機構停止驅動慣性旋轉組30，並藉由飛輪32之慣性作用帶動轉軸31持續旋轉作動，而由轉軸31輸出動能；該驅動機構係於架體20承座34之第二環面244上環佈裝設有複數個磁塊之驅動磁組26，該慣性旋轉組30則於飛輪32之底部對應該驅動磁組26處環佈裝設有複數個磁塊之旋轉磁組34，而以該驅動磁組26與旋轉磁組34產生之磁場相互推引，進而帶動慣性旋轉組30之轉軸31及飛輪32旋轉作動；於本實施例中，該驅動磁組26之磁塊係為複數個繞設有激磁線圈之電磁塊261，該旋轉磁組34則於飛輪32之第二底面322環佈裝設複數個繞設有激磁線圈之電磁塊341，且該電磁塊341之激磁線圈係以一導電結構電性連接電源之正、負極，該導電結構係於承座24上設有與電源電性連接之二導電環245、246，另飛輪32上則設有與電磁塊341之激磁線圈電性連接之二導電片342、343，並使該導電片342、343隨著飛輪32旋轉時，可分別與二導電環245、246保持接觸，以形成導通電路；進而於驅動磁組26產生旋轉磁場，以驅動旋轉磁組34旋轉，並帶動帶動慣性旋轉組30之轉軸31及飛輪32旋轉作動；另於架體20之第一環座203與第三環座205間裝設連結慣性旋轉組30轉軸31之能源轉換裝置，以供進行轉換由慣性旋轉組30之轉軸31輸出之動能；於本實施例中，該能源轉換裝置係為一發電機40，而以慣性旋轉組30之轉軸31連動發電機40之轉子旋作動，進而將慣性旋轉組30之轉軸31旋轉輸出之動能轉換成電能輸出，以供負載裝置使用，或以蓄電裝置儲存。

請參閱第5圖所示，本發明於動作時，其係使驅動機構之驅動磁組26產生旋轉磁場，使該驅動磁組26與旋轉磁組34之磁場相互推引，以帶動慣性旋轉組30之轉軸31及飛輪32持續加速旋轉作動，當慣性旋轉組30之飛輪32到達預定轉速(約1800rpm)後，即可控制驅動機構停止驅動慣性旋轉組30，而藉由飛輪32之慣性作用帶動轉軸31持續旋轉作動，而由轉軸31輸出動能，該慣性旋轉組30之轉軸31即連動發電機40之轉子旋作動，進而將慣性旋轉組30之轉軸31旋轉輸出之動能轉換成電能；由於該慣性旋轉組30係以第一軸承21、第二軸承22及第三軸承23垂直架置樞設於架體20內，而使飛輪32均衡架置於架體20內作慣性旋轉作動，且利用磁浮機構之固定磁組25及浮動磁組33磁力相斥，使慣性旋轉組30之轉軸31及飛輪32懸浮於架體20內，而於驅動慣性旋轉組30旋轉時，即可消除轉軸31及飛輪32之重力於該第一軸承21、第二軸承22及第三軸承23上所造成之摩擦阻力，並可以較小之驅動功率驅動慣性旋轉組30之飛輪32旋轉作動，而藉由飛輪32之慣性作用持續帶動轉軸31輸出動能，進而達到大幅提昇能源生成效率之效益；另由於慣性旋轉組30之轉軸31及飛輪32係懸浮於架體20內，而消除轉軸31及飛輪32之重力於該第一軸承21、第二軸承22及第三軸承23上所造成之摩擦阻力，即可大幅降低摩擦生熱及磨損現象，另該驅動磁組26與旋轉磁組34於驅動過程中所產生之熱能將傳導至轉軸31上，由於該轉軸31係垂直架置於架體20內，而可利用轉軸31之散熱孔311導引熱氣往上竄升，以加強散熱效果，並使慣性旋轉組30、驅動磁組26及旋轉磁組34可維持於正常工作溫度，進而達到大幅提昇使用壽命之目的。

據此，本發明實為一深具實用性及進步性之設計，然未見有相同之產品及刊物公開，從而允符發明專利申請要件，爰依法提出申請。

習式部分：

10．．．基座

11．．．軸承

12．．．轉軸

13．．．飛輪

15．．．驅動馬達

16．．．發電機

161．．．轉子

本發明部份：

20．．．架體

201．．．上框架

202．．．下框架

203．．．第一環座

204．．．第二環座

205．．．第三環座

21．．．第一軸承

22．．．第二軸承

23．．．第三軸承

24．．．承座

241．．．容槽

242．．．穿槽

243．．．第一環面

244．．．第二環面

245．．．導電環

246．．．導電環

25．．．固定磁組

251．．．磁塊

26．．．驅動磁組

261．．．電磁塊

30．．．慣性旋轉組

31．．．轉軸

311．．．散熱孔

32．．．飛輪

321．．．第一底面

322．．．第二底面

33．．．浮動磁組

331．．．磁塊

34．．．旋轉磁組

341．．．電磁塊

342．．．導電片

343．．．導電片

40．．．發電機

第1圖：係習用電能生成裝置之結構示意圖。

第2圖：本發明之分解示意圖。

第3圖：本發明之組合外觀圖。

第4圖：本發明之組合剖面圖。

第5圖：本發明之動作示意圖。

20．．．架體

201．．．上框架

202．．．下框架

203．．．第一環座

21．．．第一軸承

26．．．驅動磁組

31．．．轉軸

311．．．散熱孔

32．．．飛輪

40．．．發電機

Claims (10)

1. 一種磁浮式能源生成裝置，其係包含有：架體：係於內部設有承座；慣性旋轉組：係設有垂直架置樞設於架體內之轉軸，該轉軸穿伸架體之承座，且於該承座之上方處固設有飛輪；磁浮機構：係於架體之承座上設有固定磁組，該慣性旋轉組之飛輪底部則於對應該固定磁組處設有浮動磁組，並以該固定磁組及浮動磁組之磁力相斥，使慣性旋轉組懸浮於架體內；驅動機構：係供驅動慣性旋轉組旋轉作動。
2. 依申請專利範圍第1項所述之磁浮式能源生成裝置，其中，該架體係由上框架及下框架組合而成，該上框架設有第一環座，以供裝設第一軸承，第二框架則設有第二環座，以供裝設第二軸承，以及於底部設有第三環座，以供裝設第三軸承，並以該第一軸承、第二軸承及第三軸承垂直架置樞設慣性旋轉組之轉軸。
3. 依申請專利範圍第1項所述之磁浮式能源生成裝置，其中，該架體之承座係於頂面凹設有容槽，該容槽之底部設有供穿伸慣性旋轉組轉軸之穿槽，以及呈水平角度之第一環面，周側則設有具傾斜角度之第二環面，另該慣性旋轉組之飛輪底面則設有與架體承座之第一環面相對之第一底面，以及與承座之第二環面相對之第二底面。
4. 依申請專利範圍第3項所述之磁浮式能源生成裝置，其中，該磁浮機構係於架體承座之第一環面設有呈環型之固定磁組，該慣性旋轉組則於飛輪之第一底面設有亦呈環型之浮動磁組，並以該固定磁組及浮動磁組之磁力相斥，使慣性旋轉組懸浮於架體內。
5. 依申請專利範圍第4項所述之磁浮式能源生成裝置，其中，該磁浮機構之固定磁組係於架體承座之第一環面上環佈固設有複數個磁塊，該浮動磁組則於慣性旋轉組飛輪之第一底面環佈固設複數個磁塊，並使該固定磁組之磁塊與浮動磁組之磁塊相對面為相同磁極，而以該固定磁組及浮動磁組之磁力相斥，使慣性旋轉組懸浮於架體內。
6. 依申請專利範圍第3項所述之磁浮式能源生成裝置，其中，該驅動機構係於架體承座之第二環面上環佈裝設有複數個磁塊之驅動磁組，該慣性旋轉組則於飛輪之第二底面環佈裝設有複數個磁塊之旋轉磁組，而以該驅動磁組與旋轉磁組產生之磁場相互推引，以帶動慣性旋轉組旋轉作動。
7. 依申請專利範圍第6項所述之磁浮式能源生成裝置，其中，該驅動機構係於架體承座之第二環面上環佈裝設複數個具激磁線圈之電磁塊，該旋轉磁組則於慣性旋轉組飛輪之第二底面環佈裝設複數個具激磁線圈之電磁塊，而於驅動磁組產生旋轉磁場，以驅動旋轉磁組旋轉，進而帶動帶動慣性旋轉組旋轉作動。
8. 依申請專利範圍第7項所述之磁浮式能源生成裝置，其中，該旋轉磁組電磁塊之激磁線圈係以導電結構電性連接電源之正、負極，該導電結構係於承座上設有與電源電性連接之二導電環，另飛輪上則設有與電磁塊之激磁線圈電性連接之二導電片，並使該二導電片分別與承座之二導電環保持接觸，以形成導通電路。
9. 依申請專利範圍第1項所述之磁浮式能源生成裝置，其中，該慣性旋轉組之轉軸係於內部開設有軸向之散熱孔。
10. 依申請專利範圍第1項所述之磁浮式能源生成裝置，其中，該慣性旋轉組之轉軸係連結有能源轉換裝置。