TW201406012A - 磁流體發電裝置 - Google Patents

Abstract

一種磁流體發電裝置包含：一磁流體流道，內填充一磁流體，具有一升速部位在該磁流體流道彎折點，該升速部係縮小該磁流體流道之流道徑向截面積而成；一對活塞，分別裝設在該磁流體流道兩端，可活動地封閉該磁流體流道兩端，用以推動該磁流體，使該磁流體在該升速部外具有一初始速度，並使該磁流體在該升速部內具有一目標速度，其中該目標速度大於該初始速度；一活塞驅動裝置，連接該活塞，用以往復推動該對活塞；及一感應電流組件，對應該升速部裝設在該磁流體流道，當該磁流體受該對活塞推動而經過該感應電流組件時，該感應電流組件足以產生電流。

Description

磁流體發電裝置

本發明係關於一種磁流體發電裝置，特別是一種可提高磁流體發電能力之磁流體發電裝置。

磁流體發電係指流動之導電流體與磁場相互作用而誘發出電能，亦即帶有磁性粒子之流體高速流動橫切且穿過磁場時，按照電磁感應定律，由磁力線切割而產電之技術。

第1圖係習知磁流體發電裝置之結構示意圖。請參照第1圖所示，習知磁流體發電裝置包含一磁流體流道91、一幫浦92及一感應線圈93。一磁流體94被填充在該磁流體流道91內，而該幫浦92則被裝設在該磁流體流道91中，用以推動該磁流體94。當該磁流體94受該幫浦92推動而經過該感應線圈93時，該感應線圈93產生電流，然而，有發電效率不佳的問題。

本發明主要目係提供一種磁流體發電裝置，能夠透過升速部，提高磁流體之流速，進而提高發電效率。

本發明次一目的係提供一種磁流體發電裝置，能夠透過氣體產吸裝置及活塞，配合升速部，使磁流體往復皆能提高流速，更進一步提高發電效率。

本發明再一目的係提供一種磁流體發電裝置，能夠透 過高壓氣體裝置、低壓氣體裝置及活塞，配合升速部，使磁流體往復皆能提高流速，再進一步提高發電效率。

本發明又一目的係提供一種磁流體發電裝置，透過逐漸縮小該磁流體流道之流道內之流道的徑向截面積而成之升速部，使磁流體之流速上升效果更加平滑且持久。

本發明另一目的係提供一種磁流體發電裝置，透過支撐件及連桿，配合磁流體發電，可以將其他動力〔如人力〕轉換成電力。

本發明還有一目的係提供一種磁流體發電裝置，藉由將升速部設置在磁流體流道最低點，可藉由重力輔助，強化發電效果。

為達到前述及其他發明目的，本發明之磁流體發電裝置，係包含：一磁流體流道，呈一U型，內填充一磁流體，該磁流體流道具有一升速部位在該磁流體流道該U型之彎折點，該升速部係縮小該磁流體流道之流道徑向截面積而成，該磁流體流道已磁化，能夠提供一磁場；一對活塞，分別裝設在該磁流體流道兩端，可活動地封閉該磁流體流道兩端，用以推動該磁流體，使該磁流體在該升速部外具有一初始速度，並使該磁流體在該升速部內具有一目標速度，其中該目標速度大於該初始速度；一活塞驅動裝置，連接該活塞，用以往復推動該對活塞；及一感應電流組件，對應該升速部裝設在該磁流體流道，當該磁流體受該對活塞推動而經過該感應電流組件時，該感應電流組件足以產生電流，其中該感應電流組件至少一感應電線，延伸方向與該磁流體之目標速度方向保持非平行，且與該磁場方向 保持非平行。

在一實施例中，該磁流體流道係垂直擺放，使該U型之彎折點之該升速部位在該磁流體流道最低點。更佳，該升速部係逐漸縮小該磁流體流道之流道徑向截面積而成。

在一實施例中，該磁流體流道係兩端封閉且各封閉端均包含一入氣口及一出氣口，且該活塞驅動裝置包含：一高壓氣體裝置，具有一對氣體輸出口，該對氣體輸出口分別連接至該磁流體流道兩端之該入氣口，該高壓氣體裝置藉由該對氣體輸出口交替輸出氣體，用以推動該對活塞往復推動該磁流體；及一低壓氣體裝置，具有一對氣體輸入口，該對氣體輸入口分別連接至該磁流體流道兩端之該出氣口，該低壓氣體裝置藉由該對氣體輸入口交替輸入氣體，用以拉動該對活塞往復推動該磁流體，其中，該高壓氣體裝置之氣體壓力係大於該低壓氣體裝置之氣體壓力。

在一實施例中，該磁流體流道係兩端封閉且各封閉端均包含一入氣口及一出氣口，且其中該活塞驅動裝置包含一氣體產吸裝置，具有一對氣體輸出口及一對氣體輸入口，該對氣體輸出口分別連接至該磁流體流道兩端之該入氣口，該氣體產吸裝置藉由該對氣體輸出口交替輸出氣體，用以推動該對活塞往復推動該磁流體，且該對氣體輸入口分別連接至該磁流體流道兩端之該出氣口，該氣體產吸裝置藉由該對氣體輸入口交替輸入氣體，用以拉動該對活塞往復推動該磁流體。

在一實施例中，該活塞驅動裝置包含：一支撐件；及一連桿，該連桿兩端分別連接該磁流體流道兩端之活塞， 該連桿具有一樞紐部位在該連桿兩端之間，該樞紐部可活動的固定在該支撐件，其中，該連桿兩端分別推動該對活塞，使該對活塞推動該磁流體。更佳，該樞紐部位在該連桿兩端之間的中點位置。

在一實施例中，該連桿兩端各連接一活塞接桿，藉由該活塞接桿，該連桿兩端分別連接該磁流體流道兩端之活塞。該連桿可另包含至少一動力源轉接裝置。

在一實施例中，感應電線係分別對稱連接在該磁流體流道之徑向兩側。

雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：第2圖是本發明第一實施例磁流體發電裝置之結構示意圖。請參閱第2圖所示，本實施例之磁流體發電裝置包含磁流體流道1、一對活塞21、22、活塞驅動裝置3、及感應電流組件4。

磁流體流道1內填充磁流體5，磁流體流道1具有升速部11位在磁流體流道1彎折點，升速部11係縮小磁流 體流道1之流道徑向截面積而成。若該磁流體流道1呈U型，則在該U型之彎折點。若該磁流體流道1呈垂直放置，則該U型之彎折點係該磁流體流道1之最低點。較佳，磁流體流道1已磁化，能夠提供一磁場12。在本領域具有通常知識者應能參閱本說明書得知磁場12可藉由外加磁鐵等方式產生，在此不予贅述。此外，將升速部11設置位在磁流體流道1最低點，可藉由重力輔助，強化發電效果。

活塞21、22，分別裝設在磁流體流道1兩端，可活動地封閉磁流體流道1兩端，用以推動磁流體5，使磁流體5在升速部11外具有一初始速度V1，並使磁流體5在升速部11內具有一目標速度V2，其中該目標速度大於該初始速度V1。活塞驅動裝置3連接活塞21、22，用以往復推動活塞21、22。活塞驅動裝置3的細節容後說明。

感應電流組件4對應升速部11裝設在磁流體流道1，當磁流體5受活塞21、22推動而經過感應電流組件4時，感應電流組件4足以產生電流。感應電流組件4包含至少一感應電線，例如本實施例包含感應電線41、42。感應電線41、42之延伸方向與磁流體5之目標速度V2方向保持非平行，且與磁場12方向保持非平行。因此，本實施例透過升速部11，提高磁流體5之流速，進而提高發電效率。感應電流組件4可另包含儲電裝置43、整流器44，容候補述。

第3圖是本發明第一實施例磁流體發電裝置之升速部局部結構放大示意圖。請參閱第3圖所示，在本實施例中，一對感應電線41、42對稱地分別連接在磁流體流道1之徑 向兩側，感應電線41、42之延伸方向與磁場12方向保持垂直。在本領域具有通常知識者應能參閱本說明書得知感應電線可在磁流體流道1外相連，感應電流組件4同樣有機會產生電流，在此不予贅述。

請參閱第2及3圖所示，在本實施例中，磁流體流道1較佳呈一U型。升速部11可為U型之彎折點，更佳，磁流體流道1可垂直擺放，使U型彎折點之升速部11位在磁流體流道1最低點。更佳，升速部11是逐漸縮小磁流體流道1之流道徑向截面積而成，使磁流體5之流速上升效果更加平滑且持久。

請再參閱第2圖所示，本實施例更佳地，磁流體流道1可兩端封閉且各封閉端包含入氣口131及出氣口132〔或入氣口134及出氣口133〕。活塞驅動裝置3包含高壓氣體裝置31及低壓氣體裝置32。高壓氣體裝置31具有氣體輸出口311、312，氣體輸出口311、312分別連接至磁流體流道1兩端之入氣口131、134。高壓氣體裝置31藉由氣體輸出口311、312交替輸出氣體，推動活塞21、22往復推動磁流體5。低壓氣體裝置32具有氣體輸入口321、322，氣體輸入口321、322分別連接至磁流體流道1兩端之出氣口132、133。低壓氣體裝置32藉由氣體輸入口321、322交替輸入氣體，拉動活塞21、22往復推動磁流體5。因為高壓氣體裝置31之氣體壓力大於低壓氣體裝置32之氣體壓力，氣體會很自然地由高壓氣體裝置31向低壓氣體裝置32推動。配合升速部，本實施例使磁流體5往復皆能提高流速，再進一步提高發電效率。在本領域具有通常知 識者應能根據本說明書得知，低壓氣體裝置32可包含空氣，空氣壓力小於高壓氣體裝置31氣體壓力。或者低壓氣體裝置32可包含負壓裝置，其壓力小於高壓氣體裝置31氣體壓力。在此皆不予贅述。

第4圖是本發明第一實施例磁流體發電裝置之結構示意圖暨運轉動作意圖。請同時參閱第2圖及第4圖，或請先參閱第2圖。如第2圖所示，高壓氣體裝置31藉由氣體輸出口312輸出氣體，透過入氣口134，氣體推動活塞22推動磁流體5。同時，透過出氣口132，低壓氣體裝置32藉由氣體輸入口321輸入氣體，拉動活塞21拉動磁流體5。磁流體5在升速部11外具有初始速度V1，因流體原理，磁流體5在通過縮小磁流體流道1之流道徑向截面積而成之升速部11時，速度會上升，故磁流體5在升速部11內之目標速度V2會大於初始速度V1。再根據電磁感應定律，感應電流組件4的電流會上升，故本實施例能夠透過升速部11提高發電效率。

再參閱第4圖，或請同時參閱第2圖及第4圖。如第4圖所示，高壓氣體裝置31藉由氣體輸出口311輸出氣體，透過入氣口131，氣體推動活塞21推動磁流體5。同時，透過出氣口133，低壓氣體裝置32藉由氣體輸入口322輸入氣體，拉動活塞22拉動磁流體5。磁流體5在升速部11外具有初始速度V1，因流體原理，磁流體5在通過縮小磁流體流道1之流道徑向截面積而成之升速部11時，速度會上升，故磁流體5在升速部11內之目標速度V2會大於初始速度V1。再根據電磁感應定律，感應電流組件4的電流 會上升，故本實施例能夠透過升速部11提高發電效率。在本領域具有通常知識者應能根據本說明書得知，在本段與前段，即第2圖與第4圖中，感應電流組件4會不同，為了適當將電能儲存在儲電裝置43中，整流器44可配合設置，在此不予贅述。除了本說明書之描述，活塞21、22往復推動磁流體5之方式可參閱相同申請人所提出的中華民國第101119352號申請案。

第5圖是本發明第二實施例磁流體發電裝置之結構示意圖。請參閱第5圖所示，在本實施例中，活塞驅動裝置3為氣體產吸裝置，具有氣體輸出口311、312及氣體輸入口321、322。氣體輸出口311、312分別連接至磁流體流道1兩端之入氣口131、134，活塞驅動裝置3〔氣體產吸裝置〕藉由氣體輸出口311、312輸出氣體，推動活塞21、22往復推動磁流體5。氣體輸入口321、322分別連接至磁流體流道1兩端之出氣口132、133，活塞驅動裝置3〔氣體產吸裝置〕藉由氣體輸入口321、322交替輸入氣體，拉動活塞21、22往復推動磁流體5。詳細作動方式與前述實施例近似，在此不予贅述。藉此，本實施例透過氣體產吸裝置〔活塞驅動裝置3〕及活塞21、22，配合升速部11，使磁流體5往復皆能提高流速，更進一步提高發電效率。

第6圖是本發明第三實施例磁流體發電裝置之結構示意圖。請參閱第6圖所示，在本實施例中，活塞驅動裝置3包含支撐件33及連桿34。連桿34兩端分別連接磁流體流道1兩端之活塞21、22。連桿34具有樞紐部344位在連桿34兩端之間，可活動的固定在支撐件33，較佳位在 連桿34兩端之間的中點位置。連桿34兩端可分別推動活塞21、22推動磁流體5。在本實施例中，連桿34包含連桿本體341、活塞連桿342、343，連桿本體341兩端各連接活塞接桿342、343。藉由活塞接桿342、343，連桿34兩端分別連接磁流體流道1兩端之活塞21、22。連桿34可另包含至少一動力源轉接裝置〔第6圖未繪示〕。

第7圖是本發明第三實施例磁流體發電裝置之實施示意圖。請參閱第7圖所示，連桿34包含動力源轉接裝置351、352，故連桿34可透過動力源轉接裝置351、352連接動力源6。在本實施例中，動力源6為人，人藉由腿力，配合重力踩踏連桿34，推動活塞21、22推動磁流體5。藉此，本實施例透過支撐件33及連桿34，將動力源6〔人力〕轉換成電力。再配合將升速部11設置在磁流體流道1最低點，更可藉由重力輔助，強化發電效果。在本領域具有通常知識者應能參閱本說明書得知，動力源6可為各種動力源，如腳踏車、健身器材等，故動力源轉接裝置可配合各種動力源設置，在此不予贅述。

雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

〔本發明實施例〕

1‧‧‧磁流體流道

11‧‧‧升速部

12‧‧‧磁場

131、134‧‧‧入氣口

132、133‧‧‧出氣口

V1‧‧‧初始速度

V2‧‧‧目標速度

21、22‧‧‧活塞

3‧‧‧活塞驅動裝置

31‧‧‧高壓氣體裝置

32‧‧‧低壓氣體裝置

311、312‧‧‧氣體輸出口

321、、322‧‧‧氣體輸入口

33‧‧‧支撐件

34‧‧‧連桿

341‧‧‧連桿本體

344‧‧‧樞紐部

342、343‧‧‧活塞接桿

351、352‧‧‧動力源轉接裝置

4‧‧‧感應電流組件

41、42‧‧‧感應電線

43‧‧‧儲電裝置

44‧‧‧整流器

5‧‧‧磁流體

6‧‧‧動力源

〔先前技術〕

91‧‧‧磁流體流道

92‧‧‧幫浦

93‧‧‧感應線圈

94‧‧‧磁流體

第1圖：習知磁流體發電裝置之結構示意圖。

第2圖：本發明第一實施例磁流體發電裝置之結構示意圖。

第3圖：本發明第一實施例磁流體發電裝置之升速部局部結構放大示意圖。

第4圖：本發明第一實施例磁流體發電裝置之結構示意圖暨運轉動作意圖。

第5圖：本發明第二實施例磁流體發電裝置之結構示意圖。

第6圖：本發明第三實施例磁流體發電裝置之結構示意圖。

第7圖：本發明第三實施例磁流體發電裝置之實施示意圖。

1‧‧‧磁流體流道

11‧‧‧升速部

12‧‧‧磁場

131、134‧‧‧入氣口

132、133‧‧‧出氣口

V1‧‧‧初始速度

V2‧‧‧目標速度

21、22‧‧‧活塞

3‧‧‧活塞驅動裝置

31‧‧‧高壓氣體裝置

32‧‧‧低壓氣體裝置

311、312‧‧‧氣體輸出口

321、322‧‧‧氣體輸入口

4‧‧‧感應電流組件

41、42‧‧‧感應電線

43‧‧‧儲電裝置

44‧‧‧整流器

5‧‧‧磁流體

Claims (10)

1. 一種磁流體發電裝置，利用一磁流體發電，係包含：一磁流體流道，呈U型，內填充該磁流體，該磁流體流道具有一升速部，該升速部位在該磁流體流道該U型之彎折點，該升速部係縮小該磁流體流道之流道徑向截面積而成，該磁流體流道已磁化，能夠提供一磁場；一對活塞，分別裝設在該磁流體流道兩端，可活動地封閉該磁流體流道兩端，用以推動該磁流體，使該磁流體在該升速部外具有一初始速度，並使該磁流體在該升速部內具有一目標速度，其中該目標速度大於該初始速度；一活塞驅動裝置，連接該活塞，用以往復推動該對活塞；及一感應電流組件，對應該升速部裝設在該磁流體流道，當該磁流體受該對活塞推動而經過該感應電流組件時，該感應電流組件足以產生電流，其中該感應電流組件包含至少一感應電線，該些感應電線之延伸方向與該磁流體之目標速度方向保持非平行，且與該磁場方向保持非平行。
2. 如申請專利範圍第1項所述之磁流體發電裝置，其中該磁流體流道係垂直擺放，使該U型之彎折點之該升速部位在該磁流體流道最低點。
3. 如申請專利範圍第1項所述之磁流體發電裝置，其中該升速部係逐漸縮小該磁流體流道之流道徑向截面積而 成。
4. 如申請專利範圍第1項所述之磁流體發電裝置，其中該磁流體流道係兩端封閉且各封閉端均包含一入氣口及一出氣口，且該活塞驅動裝置包含：一高壓氣體裝置，具有一對氣體輸出口，該對氣體輸出口分別連接至該磁流體流道兩端之該入氣口，該高壓氣體裝置藉由該對氣體輸出口交替輸出氣體，用以推動該對活塞往復推動該磁流體；及一低壓氣體裝置，具有一對氣體輸入口，該對氣體輸入口分別連接至該磁流體流道兩端之該出氣口，該低壓氣體裝置藉由該對氣體輸入口交替輸入氣體，用以拉動該對活塞往復推動該磁流體，其中，該高壓氣體裝置之氣體壓力係大於該低壓氣體裝置之氣體壓力。
5. 如申請專利範圍第1項所述之磁流體發電裝置，其中該磁流體流道係兩端封閉且各封閉端均包含一入氣口及一出氣口，且其中該活塞驅動裝置包含一氣體產吸裝置，具有一對氣體輸出口及一對氣體輸入口，該對氣體輸出口分別連接至該磁流體流道兩端之該入氣口，該氣體產吸裝置藉由該對氣體輸出口交替輸出氣體，用以推動該對活塞往復推動該磁流體，且該對氣體輸入口分別連接至該磁流體流道兩端之該出氣口，該氣體產吸裝置藉由該對氣體輸入口交替輸入氣體，用以拉動該對活塞往復推動該磁流體。
6. 如申請專利範圍第1項所述之磁流體發電裝置，其中該 活塞驅動裝置包含：一支撐件；及一連桿，該連桿兩端分別連接該磁流體流道兩端之活塞，該連桿具有一樞紐部位在該連桿兩端之間，該樞紐部可活動的固定在該支撐件，其中，該連桿兩端分別推動該對活塞，使該對活塞推動該磁流體。
7. 如申請專利範圍第6項所述之磁流體發電裝置，其中該樞紐部位在該連桿兩端之間的中點位置。
8. 如申請專利範圍第6項所述之磁流體發電裝置，其中該連桿兩端各連接一活塞接桿，藉由該活塞接桿，該連桿兩端分別連接該磁流體流道兩端之活塞。
9. 如申請專利範圍第6項所述之磁流體發電裝置，其中該連桿另包含至少一動力源轉接裝置。
10. 如申請專利範圍第1項所述之磁流體發電裝置，其中該至少一感應電線包含一對感應電線對稱地分別連接在該磁流體流道之徑向兩側。