TW201725831A - 具有可擴充模組化之永磁發電引擎 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種具有可擴充模組化之永磁發電引擎，一固定磁座固定於一定子座上，該固定磁座環設複數第一永久磁柱。一轉子座相對於該定子座旋轉。一活動磁座固定於該轉子座上，並與相鄰之該固定磁座相對交錯間隔設置，又該活動磁座環設複數第二永久磁柱，並與相鄰之該等第一永久磁柱以相同極性相對設立，藉以產生一同極性的相斥力，使該轉子座相對於該定子座持續旋轉。利用感應磁鐵產生磁力線，通過感應線圈產生電能。並經由設置不同尺寸的定子座及轉子座，分別增加該固定磁座及該活動磁座之數量，藉以提高動能及電力之輸出。

Description

具有可擴充模組化之永磁發電引擎

本發明係有關於一種可以設置不同尺寸之定子座及轉子座，藉以分別增加固定磁座及活動磁座之數量，以提高動能及電力輸出之永磁發電引擎的構造。

目前一般所常見之馬達，係可供將電能轉化成機械能，並且再使用機械能產生動能，藉以驅動其他電氣裝置。如將馬達改由轉軸輸入動力，並將馬達的接電端連接一負載裝置，於其轉軸轉動時，該馬達則可將轉軸轉動的動能轉變為一電力輸出，藉以提供負載裝置所需的電力。又磁力係為一習知的自然現象，當極性相同的永久磁鐵位於彼此的磁場範圍時，彼此之間將因為同性之磁力作用而產生一斥力。因此，永磁發電機即進一步將上述磁場的運作原理運用於上述馬達構造，而可藉由磁力相斥，使該馬達持續不斷的運轉而發電。

查有中華民國104年5月11日所公告之新型第M501049號「永磁動力發電機」專利案，其係揭露：用以提供一負載所需的一電力，該永磁動力發電機包含：一馬達本體，有一轉軸，該轉軸上設有至少一第一磁性件，該馬達本體並電性連接一負載；以及一驅動座，結合於該馬達本體，該驅動座上有對應該至少一第一磁性件的至少一第二磁性件，該至少一第一磁性件與該至少一第二磁性件的極性相同，前述第一磁性件及前述第二磁性件皆為永久磁鐵，以藉由彼此的斥力推動該馬達本體的轉軸轉動而持續不斷地提供該電力至該負載。

該專利前案所採用之第一磁性件及第二磁性件之永久磁鐵的體積及數量均為固定，無法任意增加體積或數量，因此所能產生之磁力及所能帶動之馬達旋轉力道均有限，相對的可以產生使用之電力亦較小，難以驅動電量需求較大的負載裝置。

又有中華民國101年6月1日所公告之新型第M430528號「磁動發電機」專利案，其係揭露：用以裝設於一車體上，包含：包括一外殼，主要為一中空殼體，其上設有一軸孔用以固定一主軸；一支撐架，係一環狀體，與外殼相固結，於一端部環設定有若干個傾角之凹槽，該凹槽內設有一永久磁鐵，及於其中心處設有一軸承，供主軸穿過；一繞組，係一環狀體，於一端部環設定有若干個傾角之凹槽，該凹槽內設有一永久磁鐵，其磁極與支撐架所設之磁極相反，並與一主軸相固結，繞組上之永久磁鐵與支撐架上之永久磁鐵相互作用，產生磁力切割使之帶動主軸，並提供發電效能。

該專利前案雖然增加裝設有較多數量之永久磁鐵，惟其所能增加之數量及體積仍然有所限制，尤其是無法根據不同的使用需求，做永久磁鐵的數量及體積改變，藉以調整不同的動能使其旋轉，以及輸出不同的電力，因此於使用上仍然不盡理想。

又上述該等專利前案亦未明確揭示有與本發明相同之技術特徵及功效。

爰此，有鑑於目前對於永磁發電機之構造，係具有上述之缺點。故本發明提供一種具有可擴充模組化之永磁發電引擎，包含：一定子座，設有相對之二第一固定盤，該第一固定盤於軸向上結合有一轉軸部，該第一固定盤之徑向上設有一第一固定部。至少一固定磁座，係固定於該定子座上，該固定磁座係相對於該第一固定部而設有一第二固定部，該第二固定部係與該第一固定部互相固定結合，又該固定磁座係環設複數第一永久磁柱。一轉子座，設有一第二固定盤，該第二固定盤上結合有一轉軸桿，該轉軸桿係穿設於該轉軸部內，使該轉子座相對於該定子座旋轉，該第二固定盤之徑向上設有一第三固定部。至少一活動磁座，係固定於該轉子座上，該活動磁座相對於該第三固定部而設有一第四固定部，該第四固定部係與該第三固定部互相固定結合，該活動磁座並與相鄰之該固定磁座係相對間隔設置，又該活動磁座係環設複數第二永久磁柱，該等第二永久磁柱與每一相鄰之該等第一永久磁柱係以相同極性相對設立，藉以產生一同極性的相斥力，使該轉子座相對於該定子座持續不斷的旋轉。

進一步設有一感應線圈，該感應線圈係設於該定子座之該第一固定盤上，又該第二固定盤之周緣相對應該感應線圈而環設有數複數感應磁鐵，以供該轉子座相對於該定子座旋轉時，利用該等感應磁鐵所產生之磁力線，可以通過該感應線圈，而產生並輸出一電能。

上述第一固定部上設有複數第一螺孔，該第二固定部上設有複數第二螺孔，以供一第一螺絲穿過該第一螺孔及該第二螺孔後與一第一螺帽螺固，而將該固定磁座固定於該定子座上。

上述設有複數個該固定磁座，該等固定磁座係分別設呈為一環狀式之空心架體，該等固定磁座係以間隔且等距的方式逐層排列固定於該定子座上，以該定子座之該轉軸部為圓心，組裝於該轉軸部圓心處之該固定磁座的直徑尺寸，係小於位於該定子座圓周之該固定磁座的直徑尺寸。

上述設有複數個該活動磁座，該等活動磁座係分別設呈為一環狀式之空心架體，該等活動磁座係以間隔且等距的方式逐層排列固定於該轉子座上，以該轉子座之該轉軸桿為圓心，組裝於該轉軸桿圓心處之該活動磁座的直徑尺寸，係小於位於該轉子座圓周之該活動磁座的直徑尺寸。

上述第三固定部上設有複數第三螺孔，該第四固定部上設有複數第四螺孔，以供一第二螺絲螺固於該第三螺孔及該第四螺孔，而將該活動磁座固定於該轉子座上。

上述第一永久磁柱及第二永久磁柱係分別朝向該轉子座之旋轉方向而呈一傾斜角度設立。

上述轉軸桿上增加該第一固定盤及該第二固定盤之數量，然後於該等第一固定盤及該等第二固定盤之間的軸向上，增加設置該固定磁座及該活動磁座之數量。

上述二第一固定盤之該轉軸部係固定於二固定座之間，該第一固定盤與該轉軸部之間係利用一第一鍵予以結合固定，使該第一固定盤可以沿著該第一鍵相對於該轉軸部移動，且該第一固定盤係受到該固定座之擋止，使該定子座及該轉子座能停止相對轉動，並相對移動拆開該定子座及該轉子座。

上述第二固定盤與該轉軸桿之間係利用一第二鍵予以固定結合。

根據上述技術特徵係具有下列之優點：

1.係可根據不同的客製化需求，製造不同尺寸之該定子座之第一固定盤及該轉子座之該第二固定盤，藉以能增加設置該固定磁座及該活動磁座之數量，而可任意提高動能及電力之輸出。

2.方便迅速的拆解或組裝該定子座及該轉子座，以方便維修或更換該等固定磁座及該等活動磁座。

請參閱第一圖、第二圖及第三圖所示，本發明第一實施例係包括有一定子座(1)、至少一固定磁座(2)、一轉子座(3)、至少一活動磁座(4)及一感應線圈(5)，其中：

定子座(1)，其係設有相對之二第一固定盤(11)，該二第一固定盤(11)於軸向上分別相對向外結合有一轉軸部(12)，該轉軸部(12)貫穿設有一軸孔(13)，該二第一固定盤(11)之徑向上設有一第一固定部(14)，該第一固定部(14)上設有複數第一螺孔(15)。又該第一固定盤(11)與該轉軸部(12)之間係利用一第一鍵(16)予以結合固定，使該第一固定盤(11)可以沿著該第一鍵(16)相對於該轉軸部(12)移動。

至少一固定磁座(2)，其係固定於該定子座(1)上。該固定磁座(2)係可設呈為環狀式之空心架體，該等固定磁座(2)係以間隔且等距的方式逐層排列固定於該定子座(1)上，且以該定子座(1)之轉軸部(12)為圓心，組裝於該轉軸部(12)圓心處之該固定磁座(2)的直徑尺寸，係小於位於該定子座(1)圓周之該固定磁座(2)的直徑尺寸。每一固定磁座(2)係相對於該第一固定部(14)而設有一第二固定部(21)，該第二固定部(21)上設有複數第二螺孔(22)，以供一第一螺絲(23)穿過該第一螺孔(15)及該第二螺孔(22)後與一第一螺帽(23A)螺固，而將該固定磁座(2)固定於該定子座(1)之第一固定部(14)上。又該固定磁座(2)之周緣上環設有複數第一永久磁柱(24)。

轉子座(3)，係樞設於該定子座(1)。該轉子座(3)係設有一第二固定盤(31)，又於該第二固定盤(31)上結合有一轉軸桿(32)，轉軸桿(32)係穿設於該定子座(1)之該轉軸部(12)內，而使該轉子座(3)得以相對於該定子座(1)旋轉。於該第二固定盤(31)之徑向上設有一第三固定部(33)，該第三固定部(33)上設有複數第三螺孔(34)。又該第二固定盤(31)與該轉軸桿(32)之間係利用一第二鍵(35)予以固定結合。該軸孔(13)內係設置有複數軸承(36)，該等軸承(36)係套設於該轉軸桿(32)與該轉軸部(12)之間，藉以幫助其旋轉時可以減少阻力。另於該第二固定盤(31)之周緣環設有數複數感應磁鐵(37)。

至少一活動磁座(4)，其係固定於該轉子座(3)上。該活動磁座(4)係可設呈為環狀式之空心架體，該等活動磁座(4)係以間隔且等距的方式逐層排列固定於該轉子座(3)上，且以該轉子座(3)之該轉軸桿(32)為圓心，組裝於該轉軸桿(32)圓心處之該活動磁座(4)的直徑尺寸，係小於位於該轉子座(3)圓周之該活動磁座(4)的直徑尺寸。每一活動磁座(4)係相對於該第三固定部(33)而設有一第四固定部(41)，該第四固定部(41)上設有複數第四螺孔(42)，以供一第二螺絲(43)螺固於該第三螺孔(34)及該第四螺孔(42)螺固，而將該活動磁座(4)固定於該轉子座(3)之第三固定部(33)上，並且使每一層之活動磁座(4)與其每一相鄰層之固定磁座(2)係相對交錯間隔設置。又該活動磁座(4)之周緣上環設複數第二永久磁柱(44)。該等第一永久磁柱(24)及每一相鄰之該等第二永久磁柱(44)相對應，又該等第一永久磁柱(24)及該等第二永久磁柱(44)係分別朝向該轉子座(4)之旋轉方向(B)而呈一傾斜角度(θ)設立，該傾斜角度(θ)係為0°至20°之間〔如第四圖所示〕。又每一層相鄰的該等第一永久磁柱(24)及該等第二永久磁柱(44)係以相同極性相對設立，藉以產生一同極性的相斥力，而使該轉子座(3)相對於該定子座(1)持續不斷的旋轉。

感應線圈(5)，其係環設於該定子座(1)之該二第一固定盤(11)之內側，該感應線圈(5)係與該等感應磁鐵(37)相距約3mm，以供該轉子座(3)相對於該定子座(1)旋轉時，利用該第二固定盤(31)之該等感應磁鐵(37)所產生之磁力線，可以通過該感應線圈(5)，而產生磁力線切割，藉以產生並輸出一電能。

使用時，如第一圖及第三圖所示，係將該定子座(1)之二轉軸部(12)分別固定於二固定座(C)之間。然後可直接以手旋動該轉子座(3)，使該轉子座(3)之該第二固定盤(31)，利用該轉軸桿(32)於該定子座(1)之該轉軸部(12)內旋轉，而可帶動該轉子座(3)相對於該定子座(1)旋轉。當該轉子座(3)旋轉時，由於每一層活動磁座(4)上的該等第二永久磁柱(44)，係與每一相鄰層之該固定磁座(2)上的該等第一永久磁柱(24)相會交錯，由於該每一相對應之該等第一永久磁柱(24)及該等第二永久磁柱(44)係為同極性，因此該等第一永久磁柱(24)及該等第二永久磁柱(44)係會產生一相斥力，而使得每一相鄰層之間的該活動磁座(4)與該固定磁座(2)得以持續不斷的相對旋轉。

本發明又同時利用該第二固定盤(31)之周緣上的該等感應磁鐵(37)所產生之磁力線，於旋轉時可以通過該感應線圈(5)，而產生磁力線切割，藉以使該感應線圈(5)產生一電能，並且輸出該電能至一負載裝置使用。惟本發明上述之該等感應磁鐵(37)及該感應線圈(5)之安裝位置，乃為本發明其中之一的實施例。亦可採用外接的方式，將該等感應磁鐵(37)及該感應線圈(5)，安裝於該第一固定盤(11)及該第二固定盤(31)以外的位置上，亦同樣可以經由磁力線切割而產生電能，均為本發明實施例可實現的方式之一。

如第三圖及第五圖所示，本發明之該定子座(1)及該轉子座(3)係可輕易的拆解與組裝，係使該第一固定盤(11)可以沿著該第一鍵(16)相對於該轉軸部(12)移動，使該第一固定盤(11)受到該固定座(C)之擋止，藉以可以使該定子座(1)及該轉子座(3)相對停止轉動，同時也可以相對移動拆開該定子座(1)及該轉子座(3)。又如果該固定磁座(2)及該等第一永久磁柱(24)、該活動磁座(4)及該等第二永久磁柱(44)有任何的故障或損害時，皆可方便拆解進行維修或更換，而可節省時間及成本。

本發明第二實施例，如第六圖所示，可於該定係子模組(2)之周緣上增設該等第一永久磁柱(24)之數量，以及於該活動磁座(4)之周緣上增設該等第二永久磁柱(44)之數量，藉以利用磁力〔高斯〕的增加，可以使該定子座(1)與該轉子座(3)之間的旋轉速度變快，而可以提昇其電力的輸出。

又本發明第三實施例，如第一圖及第七圖所示，係可隨時根據不同的客製化需求，而增減上述之固定磁座(2)及活動磁座(4)數量，以提供不同大小的動能及電力之輸出。主要係可於該轉軸桿(32)上增加該二第一固定盤(11)及該第二固定盤(31)的數量，然後於該等第一固定盤(11)及該等第二固定盤(31)之間的軸向上，再增加設置該固定磁座(2)及該活動磁座(4)的模組化數量。如此，利用軸向擴充該固定磁座(2)及該活動磁座(4)之數量，而可增加該等第一永久磁柱(24)及該等第二永久磁柱之數量，利用磁力〔高斯〕的增加，可以轉換成較大的動能，藉以提昇其旋轉時之動能及增加電力輸出。如此，本發明係可隨時根據不同的客製化需求，任意增減上述固定磁座(2)及活動磁座(4)之數量，而提供不同大小的動能及電力輸出。

又本發明第四實施例，如第八圖所示，除了上述軸向擴充該固定磁座(2)及該活動磁座(4)數量的模式以外，亦可選擇組裝另一較大直徑之二第一固定盤(11A)，及另一相對應大小直徑之一第二固定盤(31A)。然後於該二第一固定盤(11A)及該第二固定盤(31A)之間的徑向上，再增加設置該固定磁座(2)及該活動磁座(4)的模組化數量。如此，利用徑向擴充該固定磁座(2)及該活動磁座(4)之數量，而可增加該等第一永久磁柱(24)及該等第二永久磁柱(44)之數量，利用磁力〔高斯〕的增加，可以轉換成較大的動能及電力輸出。

惟，以上所述僅為本發明其中之四實施例，當不能以此限定本發明之申請專利保護範圍，舉凡依本發明之申請專利範圍及說明書內容所作之簡單的等效變化與替換，皆應仍屬於本發明申請專利範圍所涵蓋保護之範圍內。

1‧‧‧定子座
11‧‧‧第一固定盤
11A‧‧‧第一固定盤
12‧‧‧轉軸部
13‧‧‧軸孔
14‧‧‧第一固定部
15‧‧‧第一螺孔
16‧‧‧第一鍵
2‧‧‧固定磁座
21‧‧‧第二固定部
22‧‧‧第二螺孔
23‧‧‧第一螺絲
23A‧‧‧第一螺帽
24‧‧‧第一永久磁柱
3‧‧‧轉子座
31‧‧‧第二固定盤
31A‧‧‧第二固定盤
32‧‧‧轉軸桿
33‧‧‧第三固定部
34‧‧‧第三螺孔
35‧‧‧第二鍵
36‧‧‧軸承
37‧‧‧感應磁鐵
4‧‧‧活動磁座
41‧‧‧第四固定部
42‧‧‧第四螺孔
43‧‧‧第二螺絲
44‧‧‧第二永久磁柱
5‧‧‧感應線圈
B‧‧‧旋轉方向
C‧‧‧固定座
θ‧‧‧傾斜角度

[第一圖]係為本發明第一實施例之立體分解圖。

[第二圖]係為本發明第一實施例之立體組合圖。

[第三圖]係為本發明第一實施例之組合剖視圖。

[第四圖]係為本發明第一實施例第一永久磁柱及第二永久磁柱朝向該旋轉方向呈一傾斜角度設立之示意圖。

[第五圖]係為本發明第一實施例定子座及轉子座相對移動分解之示意圖。

[第六圖]係為本發明第二實施例於固定磁座及活動磁座上分別增設第一磁柱及第二磁柱之示意圖。

[第七圖]係為本發明第三實施例於定子座及轉子座之軸向上增加固定磁座及活動磁座數量之示意圖。

[第八圖]係為本發明第四實施例於定子座及轉子座之徑向上增加固定磁座及活動磁座數量之示意圖。

(1)‧‧‧定子座

(11)‧‧‧第一固定盤

(12)‧‧‧轉軸部

(13)‧‧‧軸孔

(14)‧‧‧第一固定部

(15)‧‧‧第一螺孔

(16)‧‧‧第一鍵

(2)‧‧‧固定磁座

(21)‧‧‧第二固定部

(22)‧‧‧第二螺孔

(23)‧‧‧第一螺絲

(23A)‧‧‧第一螺帽

(24)‧‧‧第一永久磁柱

(3)‧‧‧轉子座

(31)‧‧‧第二固定盤

(32)‧‧‧轉軸桿

(33)‧‧‧第三固定部

(34)‧‧‧第三螺孔

(35)‧‧‧第二鍵

(36)‧‧‧軸承

(37)‧‧‧感應磁鐵

(4)‧‧‧活動磁座

(41)‧‧‧第四固定部

(42)‧‧‧第四螺孔

(43)‧‧‧第二螺絲

(44)‧‧‧第二永久磁柱

(5)‧‧‧感應線圈

(C)‧‧‧固定座

Claims (10)

1. 一種具有可擴充模組化之永磁發電引擎，包含有： 一定子座，設有相對之二第一固定盤，該第一固定盤於軸向上結合有一轉軸部，該第一固定盤之徑向上設有一第一固定部； 至少一固定磁座，係固定於該定子座上，該固定磁座係相對於該第一固定部而設有一第二固定部，該第二固定部係與該第一固定部互相固定結合，又該固定磁座係環設複數第一永久磁柱； 一轉子座，設有一第二固定盤，該第二固定盤上結合有一轉軸桿，該轉軸桿係穿設於該轉軸部內，使該轉子座相對於該定子座旋轉，該第二固定盤之徑向上設有一第三固定部； 至少一活動磁座，係固定於該轉子座上，該活動磁座相對於該第三固定部而設有一第四固定部，該第四固定部係與該第三固定部互相固定結合，該活動磁座並與相鄰之該固定磁座係相對間隔設置，又該活動磁座係環設複數第二永久磁柱，該等第二永久磁柱與每一相鄰之該等第一永久磁柱係以相同極性相對設立，藉以產生一同極性的相斥力，使該轉子座相對於該定子座持續不斷的旋轉。
2. 如申請專利範圍第1項所述具有可擴充模組化之永磁發電引擎，進一步設有一感應線圈，該感應線圈係設於該定子座之該第一固定盤上，又該第二固定盤之周緣相對應該感應線圈而環設有數複數感應磁鐵，以供該轉子座相對於該定子座旋轉時，利用該等感應磁鐵所產生之磁力線，可以通過該感應線圈，而產生並輸出一電能。
3. 如申請專利範圍第1項所述具有可擴充模組化之永磁發電引擎，其中，該第一固定部上設有複數第一螺孔，該第二固定部上設有複數第二螺孔，以供一第一螺絲穿過該第一螺孔及該第二螺孔後與一第一螺帽螺固，而將該固定磁座固定於該定子座上。
4. 如申請專利範圍第1項所述具有可擴充模組化之永磁發電引擎，其中，係設有複數個該固定磁座，該等固定磁座係分別設呈為一環狀式之空心架體，該等固定磁座係以間隔且等距的方式逐層排列固定於該定子座上，以該定子座之該轉軸部為圓心，組裝於該轉軸部圓心處之該固定磁座的直徑尺寸，係小於位於該定子座圓周之該固定磁座的直徑尺寸。
5. 如申請專利範圍第1項所述具有可擴充模組化之永磁發電引擎，其中，係設有複數個該活動磁座，該等活動磁座係分別設呈為一環狀式之空心架體，該等活動磁座係以間隔且等距的方式逐層排列固定於該轉子座上，以該轉子座之該轉軸桿為圓心，組裝於該轉軸桿圓心處之該活動磁座的直徑尺寸，係小於位於該轉子座圓周之該活動磁座的直徑尺寸。
6. 如申請專利範圍第1項所述具有可擴充模組化之永磁發電引擎，其中，該第三固定部上設有複數第三螺孔，該第四固定部上設有複數第四螺孔，以供一第二螺絲螺固於該第三螺孔及該第四螺孔，而將該活動磁座固定於該轉子座上。
7. 如申請專利範圍第1項所述具有可擴充模組化之永磁發電引擎，其中，該等第一永久磁柱及該等第二永久磁柱係分別朝向該轉子座之旋轉方向而呈一傾斜角度設立。
8. 如申請專利範圍第1項所述具有可擴充模組化之永磁發電引擎，其中，係於該轉軸桿上增加該第一固定盤及該第二固定盤之數量，然後於該等第一固定盤及該等第二固定盤之間的軸向上，增加設置該固定磁座及該活動磁座之數量。
9. 如申請專利範圍第1項所述具有可擴充模組化之永磁發電引擎，其中，該二第一固定盤之該轉軸部係固定於二固定座之間，該第一固定盤與該轉軸部之間係利用一第一鍵予以結合固定，使該第一固定盤可以沿著該第一鍵相對於該轉軸部移動，且該第一固定盤係受到該固定座之擋止，使該定子座及該轉子座能停止相對轉動，並相對移動拆開該定子座及該轉子座。
10. 如申請專利範圍第1項所述具有可擴充模組化之永磁發電引擎，其中，該第二固定盤與該轉軸桿之間係利用一第二鍵予以固定結合。