TW201930720A - 重力運轉發電系統 - Google Patents

Abstract

本發明重力運轉發電系統，為藉由地心引力，引發質量產生力矩，轉換出正能量，該能量再反饋予系統執行運轉操作需求之輔助，使達成自我恆動之系統，多餘能量可對外作功以造就發電，由一中心軸，支持等角輻向分設之多數長狀機構的載動支架，每一載動支架各設有可因應地心引力作用，而依縱向中線位移之配重單元。

Description

重力運轉發電系統

本發明重力運轉發電系統，為藉由地心引力，引發質量產生力矩，轉換出正能量，該能量再反饋予系統執行運轉動態需求之輔助，使達成自我恆動之系統，及多餘能量可對外輸出電能。

進行圓心回轉的運轉系統，如風扇經由外力推壓作用，會在軸心產生扭矩，該外力持續不斷，則該扭矩可跟隨該工作時間輸出動力，該外力為風力或水力。

有關於能源的開發，現代主題在於環保，而將天然能源作轉換，如風力及水力、潮力發電系統，或以太陽能板轉換電能之方式，但上述利用天然能源有先天條件的限制，如風場的問題，須有囤水的水庫，潮差高度的海域，以及需求日光長時間照射之場地等地理條件需求。

本發明重力運轉發電系統，為隨時隨地，且任何天候下，可藉由地心引力，引發質量產生力矩，轉換出正能量，該能量再反饋予系統執行運轉動態需求之輔助，使達成自我恆動之系統，以及利用多餘能量，可轉換出電能，恆動式地24小時運作，由一軸心與水平線平行之中心軸，支持徑向多數輻射等角分佈，為長狀機構之載動支架進行回轉，每一載動支架內部縱向線滑動有配重單元，該配重單元依據載動支架的角位變動，在可受地心引力明顯作用的角位下，變化載動支架的力臂關係以產生有效力矩，使動力輸出軸能發生有效扭矩為其主要目的。

本發明再一目的為在動力輸出軸向外可聯結能量轉換單元，該能量轉換單元可反饋予系統運轉調變配重單元之能量，多餘可對外作功如發電。

本發明第三目的為經由動力輸出軸帶動能量轉換單元所發生的能量回饋給運轉機構，作為配重單元變位之動力來源，該能量轉換單元為一電機裝置。

本發明第四目的為該配重單元為具軸心之圓體，以旋置的方式，組合於載動支架的縱向中央固定所設導程螺桿，其最大外徑表面設有被動結構，受一位於滑桿的驅動單元所帶動，形成最大力臂帶轉配重單元旋轉，配重單元軸心所設中空部，為旋置於被載動支架縱向線平行固定的導程螺桿。

本發明第五目的為在每一載動支架之中，連帶設有所屬感知轉進角度之角位感應控制器，當該所在的載動支架位在需求配重單元位移如六點鐘方向時，所設角位感應控制器即導通工作能量，指令所屬之驅動單元進行 配重單元位移驅動。

10‧‧‧樞接單元

11‧‧‧中心軸

12‧‧‧輪樞

13‧‧‧結合部

14‧‧‧導接樞

15‧‧‧能量處理單元

100‧‧‧運轉機構

101‧‧‧挺立座體

102‧‧‧動力輸出軸

103‧‧‧控制單元

L1‧‧‧最長力臂

L2‧‧‧較短力臂

20‧‧‧載動支架

200‧‧‧能量轉換單元

21‧‧‧封端部

22‧‧‧滑桿

23‧‧‧定向滑槽

24‧‧‧導程螺桿

P‧‧‧位置點

M‧‧‧質量

R‧‧‧位移路徑

30‧‧‧配重單元

31‧‧‧被動結構

310‧‧‧輪側

32‧‧‧中空部

33‧‧‧旋切螺件

34‧‧‧追加配重

35‧‧‧固定元件

40‧‧‧驅動單元

41‧‧‧滑座

42‧‧‧滑切部

43‧‧‧滑輪

44‧‧‧動力馬達

45‧‧‧輸出輪

46‧‧‧定向滑塊

47‧‧‧角位感應控制器

50‧‧‧慣性配重單元

51‧‧‧結合部

R’‧‧‧位移路徑

第1圖係為本發明運轉機構結構概括圖。

第2圖係為本發明配重單元受驅動單元聯動之結構關係示意圖。

第3圖係為本發明配重單元與載動支架結合關係示意圖。

第4圖係為本發明驅動單元與配重單元聯動結構示意圖。

第5圖係為本發明配重單元角度變換改變力矩長度之示意圖。

第6圖係為本發明系統中心結構示意圖。

第7圖係為本發明配重單元變位路徑圖。

第8圖係為本發明配重單元變位路徑圖之一。

第9圖係為本發明配重單元變位路徑圖之二。

第10圖係為本發明慣性輔助應用示意圖。

本發明重力運轉發電系統，為隨時隨地，且任何天候下，藉由地心引力，引發質量產生力矩，以轉換出正能量，該能量再反饋予系統執行運轉動態需求之輔助，使達成自我恆動之系統，多餘能量可對外輸出電力，在一樞接單元輻向等角分設有多數長狀機構，具有縱向中線的載動支架，每一載動支架內部前、後滑動載置有配重單元，樞接單元對外聯動一動力輸 出軸，在地心引力作用最明顯位置時，配重單元為位移在載動支架外端，該配重單元在系統運轉被帶入位置，為形成負載的情況下，為向系統運轉中心之內位移縮進輪樞的位置，如此利用配重單元的位移，製造出有效力矩，依重力效應可形成一恆動式的運轉系統，動力輸出軸所發生的力矩對外轉換出能量，可帶動一能量轉換單元，能量轉換單元的能量可反向回饋給驅動配重單元位移的驅動單元，以及能量轉換單元所多餘的能量，可對外負載，該負載包含電力或機械功的輸出。

有關本發明的詳細結構及運轉工作原理，請參閱圖示說明如下：(首先陳明因系統結構比例極高，因此本說明圖示中，部份元件採簡示方式表示。)

請先參閱第1圖所示，該運轉機構100設有一中心軸11，該中心軸11受到一挺立座體101的支持使其軸心線與地表水平線平行，系統整體安裝在地面上，中心軸11提供一輪樞12樞置使之進行樞轉，輪樞12輻向以等角經結合部13對稱分設有多數為長狀機構，且具有縱向中線的載動支架20，每一載動支架20的縱向中線滑置有一配重單元30，該配重單元30受到地心引力作用，則產生一力矩作用向輪樞12，其效應如某一載動支架20位於三點鐘方向，所屬的配重單元30，其因具有的質量M與中心軸11的中心之間，形成一最長力臂最長力臂L1，得在輪樞12位置發生一扭矩，該扭矩由動力輸出軸102往外輸出。

請再參閱第2圖所示，載動支架20為提供配重單元30沿其縱向中線作滑置，配重單元30中心以旋接的方式組合在載動支架20縱向中線固定的導程螺桿24，配重單元30中心依據導程螺桿24作回轉，則因導程節距作用，會調變 配重單元30所在縱向中線的前、後位置而縱向變位。

配重單元30為一圓體，其本身具有相當質量，為了累加配重，則可在其一端以追加方式追加組合追加配重34，該追加配重34由固定元件35向配重單元30本體固定。

載動支架20外端為一封端部21所固定結合，封端部21中央固定導程螺桿24另一端，側邊固定載動支架20的相對端，載動支架20至少其一側設有滑桿22，配合導程螺桿24結合為載動支架20的結構基礎，滑桿22提供驅動單元40所滑置，驅動單元40的輸出輪45作用在配重單元30最大外徑所構成圓形的被動結構31，其中該輸出輪45與被動結構31為以輪齒互相囓接之關係聯動，當驅動單元40的輸出輪45輸出動力帶轉被動結構31時，則配重單元30的中心即相對導程螺桿24進行回轉，因旋轉變動螺旋節距，而改變配重單元30位於載動支架20的前、後位置。

請再參閱第3圖所示，配重單元30的中空為一中空部32，中空部32前、後二端分設有旋切螺件33，旋切螺件33與導程螺桿24為旋接關係，其中該旋切螺件33為了增加其滑動率，可採用滾珠的螺牙與導程螺桿24旋切。

載動支架20的縱向二側，對稱設有二滑桿22，每一滑桿22分別可組合一驅動單元40，利用對稱方式使二組驅動單元40共同在相對側位置施力驅動配重單元30的被動結構31，而可減少徑向聯動配重單元30的力矩損耗。

請再參閱第4圖所示，驅動單元40設有一滑座41，滑動在滑桿22的縱向線，滑座41設有定向滑塊46，滑切於滑桿22縱向表面所凹設的定向滑槽23，因此當驅動單元40的動力馬達44發生動力作用向輸出輪45，輸出輪45再聯動配重單元30的被動結構31，在動力傳達之際，藉由該定向滑塊46受定向滑槽 23所規範，輸出輪45所發生的反作用扭矩則由定向滑槽23所吸收，讓驅動單元40可在滑桿22固定的徑向角位聯動被動結構31。

驅動單元40的滑座41，依配重單元30所設被動結構31前後位置，分設有二組滑切部42，二組滑切部42分別可設為類如滑輪43的滑切元件，切壓在被動結構31前後二側相對所設的輪側310，其作用為當驅動單元40輸出動力帶動配重單元30旋轉過程，配重單元30的中空部32(如第3圖所示)係以旋切關係旋動於固定的導程螺桿24而形成位移，則驅動單元40也必需隨從位移，而利用相對向的滑切部42滑切在被動結構31相對側的輪側310，則是當配重單元30位移的過程，同樣經由滑切部42反向帶動滑座41作滑動，則驅動單元40整體會跟隨配重單元30的位移，而隨從恃候在其聯動的位置，保持輸出輪45與被動結構31的對位囓接關係。

上述如第3、4圖所示，在每一載動支架20之中，連帶設有所屬感知轉進角度之角位感應控制器47，當該所在的載動支架20位在需求配重單元30位移如六點鐘方向時，所設角位感應控制器47即導通工作能量，指令所屬之驅動單元40進行配重單元30位移驅動。

請再參閱第5圖所示，利用上述的構成，該配重單元30的質量M與中心軸11的中心之間會產生一力臂作用，所發生力矩作用向動力輸出軸102，如圖示該載動支架20在三點鐘的位置時，配重單元30受地心引力的作用力，相乘較長力臂最長力臂L1而可得到最大力矩，作用於中心軸11或是動力輸出軸102，由於載動支架20為對稱設置，在九點鐘方向的載動支架20，該際所載置的配重單元30需要往輪樞12方向縮緊靠，使位於九點鐘方向的配重單元30與中心軸11之間縮短到最短的力臂，避免正力矩被消耗，此際位於三點鐘 方位的配重單元30經最長力臂最長力臂L1所發生的扭矩，負擔了九點鐘方向的配重單元30相對地心引力作用的力矩，剩下高值的力矩則作用向動力輸出軸102。

當三點鐘方向的載動支架20，順時鐘運轉到四點半位置時，該配重單元30的質量M與中心軸11之間的水平距離縮短為較短力臂較短力臂L2，以及加上依載動支架20角位變化所致分力的發生，使配重單元30離開三點鐘方向，鄰近六點鐘時，該配重單元30的作用力遞減到無作用，此際對稱所設轉進於十二點鐘方向的載動支架20，對動力輸出軸102亦無正向能量發生，但該載動支架20只要再往如一點半鐘方向轉進時，則所設配重單元30即發生作用，系統可利用多數的載動支架20，而在一點半到四點半之間作較佳的力矩分配。

請再參閱第6圖所示，運轉機構100的中心軸11受到挺立座體101的上端支持，使其軸心線與地表水平線平行，中心軸11外圓提供一輪樞12所樞置，輪樞12一端往外聯動一動力輸出軸102，輪樞12所設結合部13對外結合載動支架20，樞接單元10主體結構內部進一步還設有旋轉運作的導接樞14。

動力輸出軸102經前述操作，往外發生能量可聯動一能量轉換單元200，能量轉換單元200可作機械功的輸出、或是液壓、或是電力的輸出，以電力則能量轉換單元200為電機的裝置，所發生的能量可再經由一能量處理單元15之後，反向回饋給運轉機構100，其路徑為能量處理單元15將該能量傳達給導接樞14，導接樞14再受到一被固定的控制單元103傳達工作電性，操作驅動單元40驅動配重單元30變位，導接樞14類如一般之電樞。

上述控制單元103的作業，另可作為輔助性執行對如第4圖所示角位感 應控制器47的觸動操作，此種設計，該角位感應控制器47可為自我運算之電路，當受控制單元103定點位置觸動後，即起始運算對驅動單元40指令其驅動狀態，改變配重單元30位移量或及位移速率。

系統啟動之初，在未發生能量之前，可藉由外力供給驅動單元40執行對配重單元30變位之驅動能量，系統運轉到達自體能反饋供應時，即可卸下外力，該外力如電能，或在能量處理單元15事先存入外力，饋送為系統運轉起步所需。

請再參閱第7圖所示，控制單元103可被固定，其固定方位可位在挺立座體101的結構本體之中，或由中心軸11一端向外延伸聯結該控制單元103，使之固定在一工作角位，控制單元103可採用影像偵測、或進行計算方式對每一載動支架20的運轉角位作感應或推測，其中某一載動支架20為在十二點鐘方向時，則可指令帶動該配重單元30的驅動單元40往載動支架20的外端(系統運轉的外圍方向)移動，該移動以最大速率驅動，讓該載動支架20例如到達一點半鐘方向時，該配重單元30至少可推移到載動支架20的半行程之中，當載動支架20到達三點鐘方向時，則該配重單元30要推動到最外端。

控制單元103基本上可對進入六點鐘方向的載動支架20進行感應、或推測，位於六點鐘方向的載動支架20順時鐘旋轉，此際，控制單元103即快速指令驅動單元40帶動所屬的配重單元30儘量往中心軸11方向縮回，最佳狀況為該載動支架20為到達九點鐘方向時，所屬配重單元30為鄰近切靠在輪樞12。

上述配重單元30有效配重所處時機狀態，為載動支架20在三點鐘方向 為最外端，使發生最大扭矩效應，在九點鐘方向時，為縮近輪樞12一側，減少該反向力矩的發生。

系統載動支架20為多數輻射狀等角分設，在十二點鐘到六點鐘方向為發生有效扭矩，在六點鐘到十二點鐘方向為負載，則是利用配重單元30的調變，可維持對稱多數的載動支架20在十二點鐘到六點鐘方向發生正值的力矩，該力矩可滿足對抗過六到十二點鐘方向的反向力矩，則運轉機構100能夠恆動式的運轉。

上設的位移路徑R，載動支架20在十一點鐘方向時，該配重單元30即可開始往外推移，到達一點鐘方向時，即就位在載動支架20的外端，可讓該配重單元30在該時即極力對輪樞12發生扭矩作用，使該位移路徑R變形為一位移路徑R’，則在十二點到六點的運轉區間，可造就大幅能量。

請再參閱第8圖所示，該配重單元30所屬單一載動支架20進行運轉一圈，配重單元30相對載動支架20縱向中線的前、後位置點，依不同角度作不同尺度的變化，較佳實施該載動支架20位於三點鐘方向時，配重單元30的位置點P隨配重單元30的外移而到達最外端，在三點到四點半的方位中，該配重單元30的位置點P不用變動，當快進入六點鐘方向前，則系統的控制單元103即指令配重單元30往輪樞12方向靠近，最佳狀態為急速縮近，使該配重單元30到達九點鐘方向時可臨靠輪樞12，該配重單元30的位置點P在九點鐘到十二點鐘方向相同為負載，所以可不變動配重單元30的位置，在十二點鐘方向之後，配重單元30為快速往外推出，則依多數位置點P所行經的軌跡擬成一位移路徑R，位移路徑R形成一心形的曲線。

請再參閱第9圖所示，本發明運轉機構100另一實施位移路徑R的方式， 可在五到七點鐘方向不對配重單元30的位置點P作變換，在七到九點鐘方向以快速變動位置點P，使配重單元30鄰靠輪樞12，到達十二點鐘方向之後，則快速推出配重單元30，讓配重單元30可配重在載動支架20的最外端，藉由不規則的曲線，可改變配重單元30的力矩作用，以及對配重單元30驅動的能量，可衡量節能的調變。

請再參閱第10圖所示，系統為了對抗突波性的反作用力，如發電機運轉時，每一線圈與磁場作切割動作，以激發電流的機械運動過程中，對外力反向發生單位時間內的負載一般，系統在最大運轉半徑位置，可配設輔助迴轉慣性之配重，如在每一載動支架20外端相等半徑位置，設有相等質量及規格之慣性配重單元50，慣性配重單元50內側為一結合部51，結合部51與載動支架20末端結合，受運動定律現象而使中心軸11的輪樞12可存在有慣性扭矩，在系統運轉過程中。

Claims (10)

1. 本發明重力運轉發電系統，為藉由地心引力，引發質量產生力矩，轉換出能量，該能量再反饋予系統執行運轉動態需求之輔助，使達成自我恆動之系統，多餘能量可對外輸出，包含有：一運轉機構，設有一固定之中心軸，中心軸受一挺立座體所支持，建立其軸心線與水平線平行，運轉機構更包含有：一活置於上述中心軸之輪樞，輪樞輻向等角分設有多數等長之長狀載動支架，輪樞軸向一端，聯結一動力輸出軸；多數圓體狀之配重單元，分設於上述每一載動支架之中，並可沿所屬載動支架的縱向中線前、後變位；多組驅動單元，分別活動於上述載動支架，依載動支架的轉進角度變化，而分別帶動所屬配重單元變位；一能量轉換單元，受上述動力輸出軸所聯動，以轉換出電能；一能量處理單元，處理由上述能量轉換單元所傳達能量，經由導接樞將能量反饋於上述驅動單元。
2. 如申請專利範圍第1項所述之重力運轉發電系統，其中在運轉機構一處，設有一被定著之控制單元，決定每一載動支架角位變化，分別控制該載動支架所屬驅動單元，帶動所屬配重單元平行變位於載動支架的縱向中線前、後位置。
3. 如申請專利範圍第1項所述之重力運轉發電系統，其中在每一載動支架之中，連帶設有所屬感知轉進角度之角位感應控制器，指令所屬驅動單元工作。
4. 如申請專利範圍第1項所述之重力運轉發電系統，其中能量轉換單元與驅動單元為電機裝置。
5. 如申請專利範圍第1項所述之重力運轉發電系統，其中該載動支架的縱向中線，設有一固定之導程螺桿，提供上述配重單元中心軸向旋接。
6. 如申請專利範圍第1項所述之重力運轉發電系統，其中該載動支架的縱向中線，設有一固定之導程螺桿，在導程螺桿平行側，設有至少一滑桿，以構成載動支架之基礎結構，該滑桿提供上述驅動單元所滑置。
7. 如申請專利範圍第6項所述之重力運轉發電系統，其中該滑桿縱向，設有定向滑槽，提供驅動單元相對於滑桿的徑向角度可定著。
8. 如申請專利範圍第1項所述之重力運轉發電系統，其中配重單元最大徑向外表，環設有一被動結構，該被動結構受驅動單元所設輸出輪所驅動。
9. 如申請專利範圍第1項所述之重力運轉發電系統，其中該驅動單元設有一滑座，滑置於載動支架所設滑桿，滑座載置有一導通能量處理單元之動力馬達，以及，滑座相對配重單元一側，延伸設有一組滑切部，徑向滑切在被動結構前、後的輪側端面。
10. 如申請專利範圍第1項所述之重力運轉發電系統，其中在載動支架外端，分別結合有一相同規格之慣性配重單元。