TW201422489A - 使用海水電池驅動的水中載具 - Google Patents

Abstract

一種使用海水電池驅動的水中載具，航行於一海洋中，包含有一本體、一流道、一海水電池及一動力系統。該流道設置於該本體，包含一入口、一出口及一壁面；該海水電池設置於該流道內，包含流入該流道的一海水及分別與該壁面連接且彼此相隔而與該海水接觸的一陰極及一陽極；該動力系統設置於該本體與該海水電池電性連接而於該本體外接觸該海洋。據此，本發明藉由該海水於該流道中與該陰極及該陽極分別進行一電化學反應以產生一電能，令該動力系統受該電能的驅動而推動該本體於該海洋中移動，具有穩定供應的電量，且不會降低該水中載具的負重。

Description

使用海水電池驅動的水中載具

本發明為有關一種水中載具，尤指一種使用海水電池進行驅動的水中載具。

一般使用電動馬達來推進的船隻上，通常需要裝設有多個電池，藉以達到提供電源的使用目的，而當使用者想要提高續行力時，就必須增加該電池的數量，但是增加該電池數量會減少該船隻內的使用空間，而具有降低該船隻的載重量的問題。
因此，在中華民國專利公開第201036868號中，其揭示一種具有電源隨行載體的船舶，包含一船體，及至少一隨行載體。該船體包括一第一承載空間、一電動馬達，及一與該電動馬達連動的推進組件。該隨行載體是連結於該船體的一側，並包括一第二承載空間，及多數可脫離地設置於該第二承載空間的電池，該電池是電連接成一對應該電動馬達供電的回路。藉此，透過該隨行載體來搭載該電池，且可以隨著該船體同步行進的設計，能充分地配合使用者需求來增加該電池的數量，並能達到避免該第一承載空間不足，以及減輕該船體載重量的優點。
然而，上述使用該隨行載體來搭載該電池的方式，其雖然避免了該電池於該第一承載空間的佔用，但將該電池掛載於該船體的外側，不僅並未減少該船體的實際負重，且對於該船體於航行時亦會造成許多限制以及不便，例如徒增該船體的寬度以及該電池容易與外物發生碰撞，而有容易損壞以及脫落的問題，再者，此種電池一般多為使用蓄電池，其電極需和電解質共同存放，於存放上具有較多的安全顧慮，且若其懸掛於該船體外側還容易因接觸海水而發生鏽蝕的問題，故有改善的必要。

本發明的主要目的，在於解決習知使用電池為動力源驅動的船隻，該電池掛載於該船隻上具有降低該船隻的載重、對該船隻的航行造成不便、於存放上具有較多安全顧慮以及容易發生鏽蝕的問題。
為達上述目的，本發明提供一種使用海水電池驅動的水中載具，該水中載具航行於一海洋中，包含有一本體、一流道、一海水電池以及一動力系統。該本體承載於該海洋，並包含一前半部以及一與該前半部連接的後半部；該流道設置於該本體，包含一設置於該前半部的入口、一設置於該後半部的出口以及一連接於該入口與該出口之間的壁面；該海水電池設置於該流道內，包含為該海洋流入該流道的一海水以及分別與該壁面連接的一陰極及一陽極，該海水由該入口流進該流道並由該出口流出該流道，該陰極與該陽極彼此相隔而分別與該海水接觸；至於該動力系統則設置於該本體，並與該海水電池電性連接而於該本體外接觸該海洋。
其中，該海水流經該流道而與該陰極以及該陽極分別進行一電化學反應以產生一電能，令該動力系統受該電能的驅動而推動該本體於該海洋中移動。
如此一來，本發明藉由該海水電池的設置，由於該海水電池為直接使用於該流道中的該海水為電解質，相較習知掛載電池的船隻，具有下列優點：
1.不佔用該水中載具的承載空間，亦不會降低該水中載具的負重。
2.該海水電池為設置於該流道內，避免習知電池掛載於該本體外而增加該水中載具的寬度，造成航行時的限制與不便，亦不容易有因碰撞產生損壞或脫落的情形。
3.為直接使用海水為電解質，沒有一般蓄電池存放上的安全顧慮以及與海水發生鏽蝕的問題。

1．．．海洋

10．．．本體

11．．．前半部

12．．．後半部

20．．．流道

21．．．入口

22．．．出口

23．．．壁面

231．．．上壁面

232．．．下壁面

233．．．凸起

30．．．海水電池

31．．．海水

32、32a．．．陰極

33、33a．．．陽極

40．．．動力系統

41．．．儲能裝置

42．．．推進裝置

50．．．控制系統

W．．．流道寬度

A．．．陰極長度

B．．．陽極長度

圖1，為本發明第一實施例的結構示意圖。
圖2，為本發明第一實施例的電性方塊示意圖。
圖3，為本發明第二實施例的結構示意圖。

有關本發明的詳細說明及技術內容，現就配合圖式說明如下：
請參閱『圖1』及『圖2』所示，分別為本發明第一實施例的結構示意圖以及電性方塊示意圖，如圖所示：本發明為一種使用海水電池驅動的水中載具，該水中載具航行於一海洋1中，包含有一本體10、一流道20、一海水電池30以及一動力系統40。該本體10承載於該海洋1，並包含一前半部11以及一後半部12，該前半部11在此為該水中載具航行時於前方面向該海洋1的部分，該後半部12則與該前半部11連接。該流道20設置於該本體10中，包含一入口21、一出口22以及一壁面23，該入口21設置於該前半部11，而位於該海面下沉浸於該海洋1中，令該海洋1的一海水31從該入口21流入該流道20內，該出口22設置於該後半部12，亦位於該海面下沉浸於該海洋1中，該海水31則透過該出口22流出該流道20，而該壁面23連接於該入口21與該出口22之間，包含一上壁面231以及一與該上壁面231相面對的下壁面232，該上壁面231與該下壁面232之間相隔一流道寬度W，該海水31充滿該流道20而與該壁面23接觸。
該海水電池30設置於該流道20內，包含為由該海洋1流入該流道20的該海水31以及一陰極32與一陽極33，該陰極32與該陽極33分別與該壁面23連接，且彼此相隔而分別與該海水31接觸，在第一實施例中，該陰極32為連接於該上壁面231，並從該上壁面231朝該下壁面232延伸而不接觸該下壁面232，具有一陰極長度A，製成該陰極32的材料可為奈米碳管、奈米碳管形成的複合材料、金屬、金屬化合物、超導體、石墨或導電高分子；該陽極33為連接於該下壁面232，從該下壁面232朝該上壁面231延伸而不接觸該上壁面231，具有一陽極長度B，製成該陽極33的材料可為金屬、金屬合金，且該陰極長度A加上該陽極長度B大於該流道寬度W，令該海水31從該入口21進入該流道20後，受到該陰極32與該陽極33的阻擾，於該流道20中蜿蜒的朝該出口22流出，增加該海水31與該陰極32及陽極33接觸的時間與面積。
至於該動力系統40則設置於該本體10，並與該海水電池30電性連接，而於該本體10外接觸該海洋1，在此實施例中，該動力系統40包含一儲能裝置41以及一與該海洋1接觸的推進裝置42，該儲能裝置41與該海水電池30電性連接，用以儲存該海水電池30所產生的一電能，可為一蓄電池，該推進裝置42則從該儲能裝置41取得該電能，將該電能轉換成一機械能輸出而推動該本體10於該海洋1中移動，在此可為一具有葉片的旋轉引擎。
在第一實施例中，該水中載具還包含有一控制系統50，該控制系統50設置於該本體10，而與該動力系統40電性連接，用以操作該動力系統40，而控制該水中載具於該海洋1中的航行。
本發明於使用時，將該海洋1不斷的從該入口21流入該流道20並從該出口22流出該流道20的該海水31，作為一不斷補充的電解質，該海水31於該流道20之中，與該陰極32以及該陽極33分別進行一電化學反應，該電化學反應包含該海水31與該陽極33進行的電化學氧化反應：
M → M²⁺+ 2e^-
以及對該陰極32進行的電化學還原反應：
O₂+ 2H₂O + 4e^-→ 4OH^-
據此以產生該電能，並將該電能傳輸至該儲能裝置41儲存，而一使用者再透過操作該控制系統50，控制儲存於該儲能裝置41的該電能，驅動該推進裝置42推動該本體10於該海洋1中移動而航行。
再請參閱『圖3』所示，為本發明第二實施例的結構示意圖，如圖所示：在此實施例中，與第一實施例相較之下，其特徵在於該壁面23上還具有複數個於該流道20內隆起的凸起233，該凸起233各具有互為相背對的一第一側邊以及一第二側邊，該陰極32a對應設置於該第一側邊，而該陽極33a對應設置於該第二側邊而與該陰極32a間隔而不接觸，據此，該陰極32a與該陽極33a亦可於該流道20中與該海水31接觸進行該電化學反應以產生該電能。
綜上所述，由於本發明於該本體之中設置該流道，並於該流道設置該海水電池，由於該海水電池為直接使用於該流道中的該海水為電解質，相較習知掛載電池的船隻，不需佔用該水中載具的承載空間，不會降低該水中載具的負重，再者，該海水電池為設置於該流道內，避免如習知蓄電池掛載於該本體外而增加該水中載具的寬度，造成航行時的限制與不便，亦不容易有因碰撞產生損壞或脫落的情形，最後，本發明直接使用海水為不斷補充的電解質進行發電，具有穩定提供的電量，卻沒有一般蓄電池存放上的安全顧慮以及與海水發生鏽蝕的問題，更不會產生有危環境的物質，因此本發明極具進步性及符合申請發明專利的要件，爰依法提出申請，祈鈞局早日賜准專利，實感德便。
以上已將本發明做一詳細說明，惟以上所述者，僅爲本發明的一較佳實施例而已，當不能限定本發明實施的範圍。即凡依本發明申請範圍所作的均等變化與修飾等，皆應仍屬本發明的專利涵蓋範圍內。

1．．．海洋

10．．．本體

11．．．前半部

12．．．後半部

20．．．流道

21．．．入口

22．．．出口

23．．．壁面

231．．．上壁面

232．．．下壁面

30．．．海水電池

31．．．海水

32．．．陰極

33．．．陽極

40．．．動力系統

41．．．儲能裝置

42．．．推進裝置

50．．．控制系統

W．．．流道寬度

A．．．陰極長度

B．．．陽極長度

Claims (7)

1. 一種使用海水電池驅動的水中載具，該水中載具航行於一海洋中，包含有：
   一承載於該海洋的本體，該本體包含一前半部以及一與該前半部連接的後半部；
   一設置於該本體的流道，該流道包含一設置於該前半部的入口、一設置於該後半部的出口以及一連接於該入口與該出口之間的壁面；
   一設置於該流道內的海水電池，該海水電池包含為該海洋流入該流道的一海水以及分別與該壁面連接的一陰極及一陽極，該海水由該入口流進該流道並由該出口流出該流道，該陰極與該陽極彼此相隔而分別與該海水接觸；以及
   　 一設置於該本體的動力系統，該動力系統與該海水電池電性連接並於該本體外接觸該海洋；
   　 其中，該海水流經該流道而與該陰極以及該陽極分別進行一電化學反應以產生一電能，令該動力系統受該電能的驅動而推動該本體於該海洋中移動。
2. 如申請專利範圍第1項所述的使用海水電池驅動的水中載具，其中更包含一設置於該本體並用以操作該動力系統的控制系統，該控制系統與該動力系統電性連接。
3. 如申請專利範圍第1項所述的使用海水電池驅動的水中載具，其中該動力系統包含一與該海水電池電性連接並接收該電能進行儲存的儲能裝置。
4. 如申請專利範圍第3項所述的使用海水電池驅動的水中載具，其中該動力系統更包含一與該儲能裝置電性連接並於該本體外接觸該海洋的推進裝置，該推進裝置將該儲能裝置所儲存的該電能轉換成一機械能輸出而推動該本體於該海洋中移動。
5. 如申請專利範圍第1項所述的使用海水電池驅動的水中載具，其中該壁面包含一上壁面以及一與該上壁面相面對的下壁面，該陰極設置於該上壁面，該陽極設置於該下面壁而與該陰極相間隔。
6. 如申請專利範圍第5項所述的使用海水電池驅動的水中載具，其中該陰極由該上壁面朝該下壁面延伸而具有一陰極長度，該陽極由該下壁面朝該上壁面延伸而具有一陽極長度，該上壁面至該下壁面之間相隔一流道寬度，該陰極長度加上該陽極長度大於該流道寬度。
7. 如申請專利範圍第1項所述的使用海水電池驅動的水中載具，其中該壁面上具有一凸起，該凸起具有相背對的一第一側邊以及一第二側邊，該陰極設置於該第一側邊，該陽極設置於該第二側邊而與該陰極間隔。