TW201347392A - 發電裝置 - Google Patents

Abstract

一種發電裝置，包含一基座與一上盤。基座包括一底盤、一圍繞壁、複數鑲嵌於底盤的上表面的第一磁性元件及一繞設於圍繞壁的線圈；上盤包括一上盤體、複數鑲嵌於上盤體的下表面的第二磁性元件及一磁力切割單元，該等第一磁性元件與底盤上表面形成一夾角或該等第二磁性元件與上盤體下表面形成一夾角，該等第一磁性元件與該等第二磁性元件磁力相斥產生一斜向力，斜向力區分為一水平分力及一垂直分力，水平分力對上盤中心產生使上盤旋轉的力矩，垂直分力提供上盤抬升的浮力，磁力切割單元產生一磁力線並相對於圍繞壁旋轉，使線圈產生感應電流。

Description

發電裝置

本發明是有關於一種發電裝置，特別是指一種透過磁力作用驅使線圈產生感應電流的發電裝置。

由於全球暖化問題日益嚴重，各國近日來大力提倡節能減碳。使用例如煤礦、石油及天然氣非再生能源來進行如火力發電會嚴重的環境汙染。因此，需要開發如太陽能、風力及磁力等再生能源技術，如太陽能發電、風力發電及磁力發電以供永續利用。

因此，本發明之目的，即在提供一種透過磁力驅使線圈產生感應電流，且不需外力推動並具環保的發電裝置。

於是，本發明發電裝置包含一基座與一上盤。

該基座包括一底盤、一圍繞壁、複數個第一磁性元件、一線圈及一轉軸，該底盤具有一上表面，該圍繞壁由該上表面向上延伸，該等第一磁性元件鑲嵌於該上表面且位於該圍繞壁內，該線圈環繞地設置於該圍繞壁，該轉軸樞接於該底盤中央且呈縱向延伸；該上盤設置於該圍繞壁內，該上盤包括一上盤體、複數個第二磁性元件，及一設置於該上盤體周緣的磁力切割單元，該上盤體具有一面向該底盤的上表面的下表面，該等第二磁性元件鑲嵌於該下表面，該上盤體中央連接於該轉軸，該等第一磁性元件與該 底盤的上表面形成一夾角或該等第二磁性元件與該上盤體的下表面形成一夾角，該等第一磁性元件與該等第二磁性元件磁性相同，該等第一磁性元件與該等第二磁性元件磁力相斥產生一斜向力，該斜向力區分為一水平分力及一垂直分力，該水平分力對該上盤中心產生驅動該上盤旋轉的力矩，該垂直分力提供對該上盤抬升的浮力，該磁力切割單元會產生一流經繞設於該圍繞壁的該線圈的磁力線，該磁力切割單元被該上盤體帶動而相對於繞設於該圍繞壁的該線圈位移，使該磁力切割單元與該線圈間的磁通量發生改變，並使該線圈產生感應電動勢，進而產生感應電流。

本發明之功效在於：藉由該等第一磁性元件與該等第二磁性元件排列設置方式，利用磁力相斥產生一斜向力，斜向力區分為一水平分力及一垂直分力，水平分力對上盤中心產生驅動上盤旋轉的力矩，垂直分力提供對上盤抬升的浮力。再者，磁力切割單元會產生一流經繞設於圍繞壁的線圈的磁力線，磁力切割單元被上盤體帶動而相對於繞設於圍繞壁的線圈位移，使磁力切割單元與線圈間的磁通量發生改變，並使線圈產生感應電動勢，進而產生感應電流，且不需外力推動並具環保效應。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚地呈現。

參閱圖1、圖2，本發明發電裝置之一較佳實施例置 包含一基座1及一上盤2。

參閱圖2、圖3、圖4與圖6，基座1包括一底盤11、一圍繞壁12、複數個第一磁性元件13、一線圈14及一轉軸15。底盤11具有一上表面111，圍繞壁12由底盤11的上表面111向上延伸，該等第一磁性元件13鑲嵌於底盤11的上表面111且位於圍繞壁12內。線圈14環繞地設置於圍繞壁12，轉軸15設置於底盤11中央且呈縱向延伸。而線圈14設置於圍繞壁12的繞法為類似現有發電機的線圈繞法，在此不加詳述。

上盤2設置於圍繞壁12內，上盤2包括一上盤體21、複數個第二磁性元件22，及一設置於上盤體21周緣的磁力切割單元23。上盤體21具有一面向底盤11的上表面111的下表面211，該等第二磁性元件22鑲嵌於上盤體21的下表面211，上盤體21中央連接於轉軸15。

該等第一磁性元件13與底盤11的上表面111形成一夾角α或該等第二磁性元件22與上盤體21的下表面211形成一夾角β，該等第一磁性元件13與該等第二磁性元件22磁性相同，藉此，該等第一磁性元件13與該等第二磁性元件22磁力相斥產生一斜向力F，斜向力F區分為一水平分力F1及一垂直分力F2，水平分力F1對上盤2中心產生驅動上盤2旋轉的力矩M，垂直分力F2提供對上盤2抬升的浮力。再者，磁力切割單元23會產生一流經繞設於圍繞壁12的線圈14的磁力線，磁力切割單元23被上盤體21帶動而相對於繞設於圍繞壁12的線圈14 位移，使磁力切割單元23與線圈14間的磁通量發生改變，並使線圈14產生感應電動勢，進而產生感應電流。

以下將針對發電裝置的具體結構進行詳細說明：參閱圖3、圖4、圖5與圖6，底盤11中央形成有一樞接孔110，轉軸15可轉動地樞接於樞接孔110內。在本實施例中，該等第一磁性元件13與該等第二磁性元件22相向設置。該等第一磁性元件13呈環形排列地鑲嵌於底盤11的上表面111，且該等第二磁性元件22呈環形排列地鑲嵌於上盤體21的下表面211。當然，在設計時，也可採用只有該等第一磁性元件13呈環形排列地鑲嵌於該底盤11的上表面111，或者是只有該等第二磁性元件22呈環形排列地鑲嵌於該上盤體21的下表面211。前述兩種方式皆可達成由該等第一磁性元件13與該等第二磁性元件22的相斥磁力的水平分力F1對上盤2中心產生驅動上盤2旋轉的力矩M，也就是說，只要使上盤2轉動一角度，磁力切割單元23相對於圍繞壁12旋轉，能使線圈14產生感應電流進而發電。較佳地，若上盤2能持續地旋轉，能使線圈14產生源源不斷的感應電流。

具體而言，底盤11的上表面111凹陷形成多個呈放射狀排列且彼此相間隔的第一溝槽112，數量對應該等第一溝槽數量且對應設置於該等第一溝槽112內的第一承載座113，該等第一承載座113皆呈長條形，該等第一磁性元件13皆呈片狀且分別沿長度方向間隔排列於對應的該等第一承載座113內，該等第一承載座113與上表面111 形成夾角α。且上盤體21的下表面211凹陷形成多個呈放射狀排列且彼此相間隔的第二溝槽212，及數量對應該等第二溝槽212數量且對應設置於該等第二溝槽212內的第二承載座214，該等第二承載座214皆呈長條形，該等第二磁性元件22皆呈片狀且分別沿長度方向間隔排列於對應的該等第二承載座214內，該等第二承載座214與下表面211形成夾角β，夾角α不一定等於夾角β。在本實施例，每一第一承載座113皆擺設三個第一磁性元件13，每一第二承載座214皆擺設三個第二磁性元件22，在實際實施時，每一第一承載座113擺設第一磁性元件13的數量及每一第二承載座214擺設第二磁性元件22的數量，可視實際需求而有所增減。此外，每一排第一承載座113鄰近樞接孔110的第一磁性元件13可視為環形排列，而設置在每一排第一承載座113中間的第一磁性元件13可視為圍繞鄰近樞接孔110的第一磁性元件13環形排列，而設置在每一排第一承載座113末端的第一磁性元件13可視為圍繞中間的第一磁性元件13環形排列。且每一排第二承載座214的第二磁性元件22排列關係與每一排第一承載座113的第一磁性元件13排列關係相同，在此不再詳述。

上盤體21還具有一外周面213，磁力切割單元23包括多個環設於外周面213且彼此相間隔的磁石231，該等磁石231相對於上盤體21會產生徑向方向的磁力線。較佳地，若底盤11形成更密集的第一溝槽112，上盤體21 也對應形成更密集的第二溝槽212，則底盤11的第一溝槽112內便可鑲嵌數量更多的第一磁性元件13，且上盤體21的第二溝槽212內便可鑲嵌數量更多的第二磁性元件22，透過數量更多的第一磁性元件13與第二磁性元件22配置，從而提供更強相斥的磁力，進而加速上盤2旋轉及磁力切割單元23相對於圍繞壁12旋轉，而能使線圈14增加感應電流。

參閱圖1、圖2與圖3，為使發電裝置增加發電效率，發電裝置還包含一風扇單元3。基座1的轉軸15向上凸伸穿伸出上盤體21中央，本實施例的轉軸15固定地連接在上盤體21，風扇單元3固定地連接在基座1的轉軸15且設置於上盤體21上方。且前述的垂直分力F2提供對上盤2及風扇單元3抬升的浮力。在無風力吹拂的形情下，轉軸15會帶動風扇單元3緩慢旋轉；在風力吹拂的形情下，風扇單元3受風力帶動，並透過轉軸15帶動上盤2加速旋轉，藉此，上盤2除了可透過磁力相對於基座1旋轉以外，還可透過風扇單元3的風力帶動而相對於基座1旋轉。

具體而言，本實施例的風扇單元3包括多個分別固定地連接於轉軸15的扇葉31，每一扇葉31呈半圓形連接於轉軸15，並具有一扇葉本體311、多個形成於扇葉本體311的洩風孔312，及複數個凸設於扇葉本體311的導流罩313，各導流罩313罩設對應的於洩風孔312並形成一與對應的洩風孔312相連通的側風孔314。

在本實施例中，洩風孔312及導流罩313的數量為縱向三排及橫向五列，且扇葉本體311是等角度的間隔設置洩風孔312、導流罩313，兩兩相鄰的夾角為45°角。在實際實施時，可視實際情形有所增減，且每一扇葉本體311也可僅形成一洩風孔312及一導流罩313。

參閱圖2與圖7，由於風力在某一時段吹動的方向，常常是沿同一方向吹拂，如某一季節吹東風。當風力沿箭頭所示方向推動其中一個扇葉31時，持續吹拂的風力會對相鄰的另一個扇葉31造成旋轉時的阻力，因此，藉由洩風孔312與導流罩313的側風孔314將風力導流出的設計，使得扇葉31可被風力順暢地帶動而持續旋轉。

綜上所述，本發明發電裝置，藉由該等第一磁性元件13與該等第二磁性元件22排列設置方式，利用磁力相斥產生一斜向力F，斜向力F區分為一水平分力F1及一垂直分力F2，水平分力F1對上盤2中心產生驅動上盤2旋轉的力矩M，垂直分力F2提供對上盤2抬升的浮力。再者，磁力切割單元23會產生一流經繞設於圍繞壁12的線圈14的磁力線，磁力切割單元23被上盤體21帶動而相對於繞設於圍繞壁12的線圈14位移，使磁力切割單元23與線圈14間的磁通量發生改變，並使線圈14產生感應電動勢，進而產生感應電流，且不需外力推動並具環保效應，故確實能達成本發明目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請 專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧基座

11‧‧‧底盤

110‧‧‧樞接孔

111‧‧‧上表面

112‧‧‧第一溝槽

113‧‧‧第一承載座

12‧‧‧圍繞壁

13‧‧‧第一磁性元件

14‧‧‧線圈

15‧‧‧轉軸

2‧‧‧上盤

21‧‧‧上盤體

211‧‧‧下表面

212‧‧‧第二溝槽

213‧‧‧外周面

214‧‧‧第二承載座

22‧‧‧第二磁性元件

23‧‧‧磁力切割單元

231‧‧‧磁石

3‧‧‧風扇單元

31‧‧‧扇葉

311‧‧‧扇葉本體

312‧‧‧洩風孔

313‧‧‧導流罩

314‧‧‧側風孔

α‧‧‧夾角

β‧‧‧夾角

F‧‧‧斜向力

F1‧‧‧水平分力

F2‧‧‧垂直分力

M‧‧‧力矩

圖1是一立體圖，說明本發明發電裝置的一較佳實施例；圖2是一立體分解圖，說明該較佳實施例；圖3是一沿圖4的3-3剖面線的剖視示意圖，說明一基座與一上盤的組裝關係；圖4是一示意圖，說明該上盤相對於該基座旋轉；圖5是一俯視圖，說明該基座；圖6是一仰視圖，說明該上盤；及圖7是一示意圖，說明該風扇單元的一扇葉受風力吹拂，且風力流經另一扇葉的導流罩的側風孔流出。

1‧‧‧基座

11‧‧‧底盤

110‧‧‧樞接孔

111‧‧‧上表面

112‧‧‧第一溝槽

113‧‧‧第一承載座

12‧‧‧圍繞壁

13‧‧‧第一磁性元件

15‧‧‧轉軸

2‧‧‧上盤

21‧‧‧上盤體

211‧‧‧下表面

213‧‧‧外周面

23‧‧‧磁力切割單元

231‧‧‧磁石

3‧‧‧風扇單元

31‧‧‧扇葉

311‧‧‧扇葉本體

312‧‧‧洩風孔

313‧‧‧導流罩

314‧‧‧側風孔

Claims (9)

1. 一種發電裝置，包含：一基座，包括一底盤、一圍繞壁、複數個第一磁性元件、一線圈及一轉軸，該底盤具有一上表面，該圍繞壁由該上表面向上延伸，該等第一磁性元件鑲嵌於該上表面且位於該圍繞壁內，該線圈環繞地設置於該圍繞壁，該轉軸樞接於該底盤中央且呈縱向延伸；及一上盤，設置於該圍繞壁內，該上盤包括一上盤體、複數個第二磁性元件，及一設置於該上盤體周緣的磁力切割單元，該上盤體具有一面向該底盤的上表面的下表面，該等第二磁性元件鑲嵌於該下表面，該上盤體中央連接於該轉軸，該等第一磁性元件與該底盤的上表面形成一夾角或該等第二磁性元件與該上盤體的下表面形成一夾角，該等第一磁性元件與該等第二磁性元件磁性相同，該等第一磁性元件與該等第二磁性元件磁力相斥產生一斜向力，該斜向力區分為一水平分力及一垂直分力，該水平分力對該上盤中心產生驅動該上盤旋轉的力矩，該垂直分力提供對該上盤抬升的浮力，該磁力切割單元會產生一流經繞設於該圍繞壁的該線圈的磁力線，該磁力切割單元被該上盤體帶動而相對於繞設於該圍繞壁的該線圈位移，使該磁力切割單元與該線圈間的磁通量發生改變，並使該線圈產生感應電動勢，進而產生感應電流。
2. 根據申請專利範圍第1項所述發電裝置，其中，該等第一磁性元件呈環形排列地鑲嵌於該底盤的上表面或該等第二 磁性元件呈環形排列地鑲嵌於該上盤體的下表面。
3. 根據申請專利範圍第1項所述發電裝置，其中，該等第一磁性元件與該等第二磁性元件相向設置，該等第一磁性元件呈環形排列地鑲嵌於該底盤的上表面，且該等第二磁性元件呈環形排列地鑲嵌於該上盤體的下表面。
4. 根據申請專利範圍第3項所述發電裝置，其中，該底盤的上表面凹陷形成多個呈放射狀排列且彼此相間隔的第一溝槽，及數量對應該等第一溝槽數量且對應設置於該等第一溝槽內的第一承載座，該等第一承載座皆呈長條形，該等第一磁性元件分別沿長度方向間隔排列於對應的該等第一承載座內，該等第一承載座與該上表面形成該夾角。
5. 根據申請專利範圍第3或4項所述發電裝置，其中，該上盤體的下表面凹陷形成多個呈放射狀排列且彼此相間隔的第二溝槽，及數量對應該等第二溝槽數量且對應設置於該等第二溝槽內的第二承載座，該等第二承載座皆呈長條形，該等第二磁性元件分別沿長度方向間隔排列於對應的該等第二承載座內，該等第二承載座與該下表面形成該夾角。
6. 根據申請專利範圍第1項所述發電裝置，其中，該上盤體還具有一外周面，該磁力切割單元包括多個環設於該外周面且彼此相間隔的磁石。
7. 根據申請專利範圍第1項所述發電裝置，其中，該轉軸向上凸伸穿伸出該上盤體中央，該發電裝置還包含一連接在該轉軸且設置於該上盤體上方的風扇單元。
8. 根據申請專利範圍第7項所述發電裝置，其中，該風扇單元包括多個分別連接於該轉軸的扇葉，每一扇葉形成有複數個洩風孔。
9. 根據申請專利範圍第8項所述發電裝置，其中，每一扇葉呈半圓形連接於該轉軸，並具有一形成該等洩風孔的扇葉本體，及複數個凸設於該扇葉本體外周面的導流罩，各該導流罩罩設對應的該洩風孔並形成一與對應的該洩風孔相連通的側風孔。