TW202410604A - 自給式發電機之裝置 - Google Patents

Abstract

本發明係有關一種自給式發電機之裝置，其包括一電池、一馬達、一油壓動力單元、至少個一飛輪、至少一個磁能輔助單元及一發電裝置，其中油壓動力單元包括油泵、油箱及油壓馬達，所述之飛輪及磁能輔助單元係設於一主驅動軸上，發電裝置則設置於所述主驅動軸其中一端，於油壓馬達與主驅動軸間，設有一變速機，通過電池供電給馬達，使馬達帶動油泵將油箱內之液壓油輸出給油壓馬達使油壓馬達轉動，並通過設於油壓馬達與主驅動軸間之變速機，而將油壓馬達產生之大扭力且低轉速予以轉換成較高之轉速，進而使設於主驅動軸上之飛輪及磁能輔助單元產生較高轉速之轉動，使飛輪產生慣性之動能，並通過磁能輔助單元之磁力輔助動能，而使主驅動軸產生持續之轉動而帶動發電裝置發電，達到無需外部供電即可產生電力，並提供環保、維護簡單及維護費用低廉之發電機裝置。

Description

自給式發電機之裝置

本發明係有關一種自給式發電機之裝置，尤指一種藉由扭力大之油壓動力單元帶動至少一飛輪呈慣性轉動之動能，並通過磁能輔助單元之動力輔助而帶動發電裝置發電。

按，習知之發電機種類繁多，如風力、水力及火力，而風力發電機則需經專業評估，需設於一年四季風力足夠之地區，雖然發電成本較火力發電低，但其在無風或風力不足時，其發電效率相當不佳，且其設備及維修成本昂貴，大量設置也破壞了風景及棲息地，且土地之需求大，而水力發電係利用水的位能推動發電機來發電，所以大都需要設於有大量水源的地方，如水庫，但水力發電於遇枯水期或水量不足時，則無法發電，且經長期研究發現水庫之水力發電會產生大量之溫室氣體甲烷，對水庫造成環境破壞。

而火力發電是靠燃燒石化燃料，如煤、天然氣或石油來產生發電，但火力發電將排放大量二氧化碳，據相關數據知道，火力發電每產生一度電，褐煤排放的二氧化碳是天然氣的三倍，這種溫室氣體的大量排放已導致全球氣候暖化及海水上升，更別說其中仍含有對人體健康影響甚鉅的有害物質了。

而其他如太陽能及地熱發電等，都是建構成本高，維護費用昂貴，但產生電的效率相當有限，特別是太陽能發電效率，取決於陽光，陽光太強或太弱時都會影響發電效率，且太陽能板有其一定之壽命，大量採用太陽能發電，如前所述，需大量土地空間，成本高，且廢棄之太陽能板亦將造成汙染。

再者，習知以馬達帶動發電機發電之設計，因其馬達所需之電力高於其發電機所發的電力，因此，習知以馬達帶動發電機發電之設計，其雖能發電，但所發的電力並不足以供應其馬達使用，故其馬達需外接市電或其他電力方可持續帶動發電機發電，故習知以馬達帶動發電機之設計並無法供應其馬達電力使用，欲再提供有效的額外電力甚為有限。

＜所欲解決之技術問題＞ 本發明人有鑑於上述習知發電裝置之實用困難及有待改善之缺失，盼能提供一突破性之設計，以增進實用效果，乃潛心研思、設計組製，綜集其多年從事相關產品設計產銷之專業技術知識與實務經驗及研思設計所得之成果，終研究出本發明一種自給式發電機之裝置，以提供使用者。

＜解決問題之技術手段＞ 本發明係有關一種自給式發電機之裝置，其包括一電池、一馬達、一油壓動力單元、至少個一飛輪、至少一個磁能輔助單元及一發電裝置，其中油壓動力單元包括油泵、油箱及油壓馬達，所述之飛輪及磁能輔助單元係設於一主驅動軸上，發電裝置則設置於所述主驅動軸其中一端，於油壓馬達與主驅動軸間，設有一變速機，當馬達帶動油泵將油箱內之液壓油輸出給油壓馬達使油壓馬達轉動，並通過設於油壓馬達與主驅動軸間之變速機，而將油壓馬達產生之大扭力且低轉速予以轉換使主驅動軸產生較高之轉速，而使設於主驅動軸上之飛輪及磁能輔助單元產生較高轉速之轉動，並使飛輪產生慣性之動能，並通過磁能輔助單元之磁力輔助動能，而使主驅動軸產生持續且足夠之轉動動能而帶動發電裝置發電。

初啟動時係先通過電池供電給馬達，啟動後發電裝置產生電力時，則由發電裝置產生之電力回饋供馬達用電同時對電池進行充電。

所述之磁能輔助單元包括一內轉動輪及一外固定架，於內轉動輪之輪面等距裝設有複數個磁極依序為一正一負交錯設置之永久磁鐵，於外固定架兩側內緣面上對應的各設有一與內轉動輪輪面所設永久磁鐵呈對應之永久磁鐵，且外固定架其中一側永久磁鐵之磁極為正，外固定架另一側永久磁鐵之磁極為負。

而於主驅動軸轉動並由所設飛輪產生之慣性動能轉動時，亦同步驅動磁能輔助單元之內轉動輪轉動，進而使內轉動輪輪面等距所設複數磁極依序為一正一負交錯之永久磁鐵與外固定架兩側內緣面所設磁極為一正及一負之永久磁鐵產生同步一側吸力（拉力）及另一側斥力（推力）之作用，以產生另一驅動主驅動軸之輔助動力，進而提升發電裝置之發電效率。

本發明另包括一捶擊動力輔助單元，所述捶擊動力輔助單元包括一轉動元件及至少一個設於轉動元件周緣之擺捶體，所述轉動元件設於一底座上，並通過皮帶與分別設於轉動元件及主驅動軸之皮帶輪與所述主驅動軸連接，以產生同步之轉動，其中所述於轉動元件周緣以樞軸樞設有複數擺捶體，於轉動元件與每一樞接擺捶體同一對應側均形成有開放區，以供擺捶體產生擺動之捶擊預備空間，轉動元件與每一樞接擺捶體之另一對應側，均設有捶擊部，當油壓馬達通過變速機帶動主驅動軸轉動時，並通過皮帶與分別設於轉動元件及主驅動軸之皮帶輪與所述主驅動軸連接，以使轉動元件產生同步之轉動，而等距樞接於轉動元件周緣之擺捶體則於不同轉動位置時，部分擺捶體將產生外擺於轉動元件開放區之捶擊預備空間，預備捶擊，而部分擺捶體將產生擺動捶向轉動元件之捶擊部之捶擊狀態，以對轉動元件產生輔助之轉動推力，進而通過設置至少一個捶擊動力輔助單元，可大幅再提升發電裝置之效率。

＜對照先前技術之功效＞ 本發明之主要目的係藉低功率馬達驅動油壓動力單元帶動主驅動軸轉動，使主驅動軸上所設至少一個飛輪產生足夠之慣性動能驅動發電機裝置產生電力，並將小電力回饋低功率馬達使用，無需外部供電即可產生大電力，並提供環保、維護簡單及維護費用低廉之發電機裝置。

本發明之次一目的係藉轉速低且扭力大之油壓馬達，通過變速機有效帶動主驅動軸轉動及提升轉速，並使主驅動軸上所設至少一個飛輪產生足夠之慣性動能，並配合所述磁能輔助單元之動力輔助，達到提升發電裝置之發電效率。

本發明之再一目的主要係藉馬達驅動油泵供應液壓油循環以驅動油壓馬達作為動力，油壓馬達並不使用電源，而驅動油泵之馬達係使用功率小且耗電低之馬達，故以電池供電給馬達即可，而以低功率馬達即可驅動大扭力之油壓馬達，且因馬達功率小、耗電低，僅需由發電裝置通過電源線回流一小電源，即足以供馬達使用及對電池充電。

本發明之另一目的在藉通過設置至少一個捶擊動力輔助單元，以對主驅動軸產生輔助之轉動推力，可大幅再提升發電機之效率。

本發明之自給式發電機之裝置已經實作測試，其所產生之功效如本發明說明書所述。

為使　貴審查委員能更了解本發明之結構特徵及其功效，茲配合圖式並詳細說明於後。

請參閱第一圖所示，本發明係有關一種自給式發電機之裝置，其包括一電池1、一馬達2、一油壓動力單元3、至少個一飛輪6、至少一個磁能輔助單元7及一發電裝置8，其中油壓動力單元3包括油泵31、油箱32及油壓馬達33，所述之飛輪6及磁能輔助單元7係設於一主驅動軸5上，發電裝置8則設置於所述主驅動軸5其中一端，於油壓馬達33與主驅動軸5間，設有一變速機4，通過電池1供電給馬達2，使馬達2帶動油泵31將油箱32內之液壓油輸出給油壓馬達33使油壓馬達33轉動，並通過設於油壓馬達33與主驅動軸5間之變速機4，而將油壓馬達33產生之大扭力且低轉速予以轉換使主驅動軸5產生較高之轉速，而使設於主驅動軸5上之飛輪6及磁能輔助單元7產生較高轉速之轉動，並使飛輪6產生慣性之動能，並通過磁能輔助單元7之磁力輔助動能，而使主驅動軸5產生持續且足夠之轉動動能而帶動發電裝置8發電。

初啟動時係先通過電池1供電給馬達2，啟動後發電裝置8產生電力時，則由發電裝置8產生之電力回饋供馬達2用電，同時對電池1進行充電。

次請參閱第二圖所示，所述之磁能輔助單元7包括一內轉動輪71及一外固定架72，所述內轉動輪71設於主驅動軸5上，受主驅動軸5帶動而同步轉動，於內轉動輪71之輪面等距裝設有複數個磁極依序為一正及一負交錯設置之永久磁鐵711，於外固定架72兩側內緣面上對應的各設有一與內轉動輪71輪面所設永久磁鐵711呈對應之永久磁鐵721，且外固定架72其中一側永久磁鐵721之磁極為正，外固定架72另一側永久磁鐵721之磁極為負。

而於主驅動軸5轉動並由所設飛輪6產生之慣性動能轉動時，亦同步驅動磁能輔助單元7之內轉動輪71轉動，進而使內轉動輪71輪面等距所設複數磁極依序為一正及一負交錯之永久磁鐵711與外固定架72兩側內緣面所設磁極為一正及一負之永久磁鐵721產生同步一側吸力（拉力）及另一側斥力（推力）之作用，以產生另一驅動主驅動軸5之輔助動力，進而提升發電裝置8之發電效率。

本發明另包括一捶擊動力輔助單元9，所述捶擊動力輔助單元9包括一轉動元件91及至少一個設於轉動元件91周緣之擺捶體92，所述轉動元件91設於一底座93上，並通過皮帶96與分別設於轉動元件91及主驅動軸5之皮帶輪94、95與所述主驅動軸5連接，以產生同步之轉動，其中所述於轉動元件91周緣以樞軸921樞設有複數擺捶體92，於轉動元件91與每一樞接擺捶體92同一對應側均設有開放區，以供擺捶體92產生擺動之捶擊預備空間911，轉動元件91與每一樞接擺捶體92之另一對應側，則形成有捶擊部912，當油壓馬達33通過變速機4帶動主驅動軸5轉動時，並通過皮帶96與分別設於轉動元件91及主驅動軸5之皮帶輪94、95與所述主驅動軸5連接，以使轉動元件91產生同步之轉動，而等距樞接於轉動元件91周緣之擺捶體92則於不同轉動位置時，部分擺捶體92將產生外擺於轉動元件91開放區之捶擊預備空間911，預備捶擊，而部分擺捶體92將產生擺動捶向轉動元件91之捶擊部912之捶擊狀態，以對轉動元件91產生輔助之轉動推力，並增加主驅動軸5之轉動動能，進而通過設置至少一個捶擊動力輔助單元9，可大幅再提升發電裝置8之發電效率（如第三圖及第四圖所示）。

本發明藉由轉速低且扭力大之油壓馬達33，通過變速機4有效帶動主驅動軸5轉動，並使主驅動軸5上所設至少一個飛輪6產生足夠之慣性動能，並配合所述磁能輔助單元7及捶擊動力輔助單元9之動力輔助，達到提升發電裝置8之發電效率。

且本發明之油壓馬達33係藉油泵31供應液壓油循環作為動力，油壓馬達33並不需耗電，所使用之馬達2驅動油泵31即可驅動油壓馬達33，且所述馬達2所使用之功率小且耗電低，故僅需以電池1之供電給馬達2即可，而以低功率馬達2即可驅動大扭力之油壓馬達33，且因馬達2功率小、耗電低，僅需由發電裝置8通過電源線回流一小電源供馬達2使用並對電池1進行充電。

依前述特性，本發明可將一組以上之發電機裝置並排使用，以可產生更高之發電量（如第五圖所示）。

本發明之自給式發電機之裝置已經實作測試，經測試後所得之發電效率，以發電裝置8發電200 kw電力為例，所述馬達2之耗電約為200 kw電力之百分之5至百分之10之電力，即馬達2之耗電約為10 kw - 20 kw，因此尚有190 kw - 180 kw之額外電力可供使用。

綜上所述，本發明具提供無需外部電力即可產生電力，並提供環保、維護簡單及維護費用低廉之發電機裝置，為一甚具新穎性、進步性及可供產業上應用之發明，實已符合發明專利之給與要件，爰依法提出專利申請，尚祈　貴審查委員能詳予審查，並早日賜准本案專利，實為德便。

唯以上所述者，僅為本發明所舉之其中較佳實施例，當不能以之限定本發明之範圍，舉凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1:電池 2:馬達 3:油壓動力單元 31:油泵 32:油箱 33:油壓馬達 4:變速機 5:主驅動軸 6:飛輪 7:磁能輔助單元 71:內轉動輪 711,721:永久磁鐵 72:外固定架 8:發電裝置 9:捶擊動力輔助單元 91:轉動元件 911:捶擊預備空間 912:捶擊部 92:擺捶體 921:樞軸 93:底座 94,95:皮帶輪 96:皮帶

第一圖係本發明試舉其中一較佳實施例之俯視圖。 第二圖係本發明磁能輔助單元之局部剖視圖。 第三圖係本發明另設有捶擊動力輔助單元之俯視圖。 第四圖係本發明捶擊動力輔助單元之正面視圖。 第五圖係本發明將一個以上發機裝置並排使用之實施例圖。

1:電池

2:馬達

3:油壓動力單元

31:油泵

32:油箱

33:油壓馬達

4:變速機

5:主驅動軸

6:飛輪

7:磁能輔助單元

71:內轉動輪

711,721:永久磁鐵

72:外固定架

8:發電裝置

Claims (10)

1. 一種自給式發電機之裝置，其包括一電池、一馬達、一油壓動力單元、至少個一飛輪及一發電裝置，其主要特徵為： 其中所述油壓動力單元包括油泵、油箱及油壓馬達，所述之飛輪係設於一主驅動軸上，發電裝置則設置於所述主驅動軸其中一端，於油壓馬達與主驅動軸間，設有一變速機，通過電池供電給馬達，使馬達帶動油泵將油箱內之液壓油輸出給油壓馬達使油壓馬達轉動，並通過設於油壓馬達與主驅動軸間之變速機，而將油壓馬達產生之大扭力且低轉速予以轉換使主驅動軸產生較高之轉速，而使設於主驅動軸上之飛輪產生較高轉速之轉動，並使飛輪產生慣性之動能，而使主驅動軸產生持續且足夠之轉動動能而帶動發電裝置發電。
2. 如請求項1所述自給式發電機之裝置，其中另包括一磁能輔助單元，所述磁能輔助單元包括一內轉動輪及一外固定架，所述內轉動輪設於主驅動軸上，受主驅動軸帶動而同步轉動，於內轉動輪之輪面等距裝設有複數個磁極依序為一正及一負交錯設置之永久磁鐵711，於外固定架兩側內緣面上對應的各設有一與內轉動輪輪面所設永久磁鐵711呈對應之永久磁鐵721，且外固定架其中一側永久磁鐵721之磁極為正，外固定架另一側永久磁鐵721之磁極為負。
3. 如請求項1所述自給式發電機之裝置，其中另包括一捶擊動力輔助單元，所述捶擊動力輔助單元包括一轉動元件及至少一個設於轉動元件周緣之擺捶體，所述轉動元件設於一底座上，並通過皮帶與分別設於轉動元件及主驅動軸之皮帶輪與所述主驅動軸連接，以產生同步之轉動，其中所述於轉動元件周緣以樞軸樞設有複數擺捶體，於轉動元件與每一樞接擺捶體同一對應側均設有開放區，以供擺捶體產生擺動之捶擊預備空間，轉動元件與每一樞接擺捶體之另一對應側，則均形成有捶擊部，當油壓馬達通過變速機帶動主驅動軸轉動時，並通過皮帶與分別設於轉動元件及主驅動軸之皮帶輪與所述主驅動軸連接，以使轉動元件產生同步之轉動，而等距樞接於轉動元件周緣之擺捶體則於不同轉動位置時，部分擺捶體將產生外擺於轉動元件開放區之捶擊預備空間，預備捶擊，而部分擺捶體將產生擺動捶向轉動元件之捶擊部之捶擊狀態，以對轉動元件產生輔助之轉動推力，並增加主驅動軸之轉動動能。
4. 如請求項1所述自給式發電機之裝置，其中馬達初啟動時係先通過電池之供電，馬達啟動後發電裝置產生電力時，則由發電裝置產生之電力回饋供馬達用電，同時對電池進行充電。
5. 如請求項1所述自給式發電機之裝置，其中可將一組以上本發明之發電機裝置並排使用，以可產生更高之發電量。
6. 一種自給式發電機之裝置，其包括一電池、一馬達、一油壓動力單元、至少個一飛輪、至少一個磁能輔助單元及一發電裝置，其主要特徵為： 其中所述油壓動力單元包括油泵、油箱及油壓馬達，所述之飛輪及磁能輔助單元係設於一主驅動軸上，發電裝置則設置於所述主驅動軸其中一端，於油壓馬達與主驅動軸間，設有一變速機，通過電池供電給馬達，使馬達帶動油泵將油箱內之液壓油輸出給油壓馬達使油壓馬達轉動，並通過設於油壓馬達與主驅動軸間之變速機，而將油壓馬達產生之大扭力且低轉速予以轉換使主驅動軸產生較高之轉速，而使設於主驅動軸上之飛輪及磁能輔助單元產生較高轉速之轉動，並使飛輪產生慣性之動能，並通過磁能輔助單元之磁力輔助動能，而使主驅動軸產生持續且足夠之轉動動能而帶動發電裝置發電。
7. 如請求項6所述自給式發電機之裝置，其中所述之磁能輔助單元包括一內轉動輪及一外固定架，所述內轉動輪設於主驅動軸上，受主驅動軸帶動而同步轉動，於內轉動輪之輪面等距裝設有複數個磁極依序為一正及一負交錯設置之永久磁鐵711，於外固定架兩側內緣面上對應的各設有一與內轉動輪輪面所設永久磁鐵711呈對應之永久磁鐵721，且外固定架其中一側所設永久磁鐵721之磁極為正，外固定架另一側所設永久磁鐵721之磁極為負。
8. 如請求項6所述自給式發電機之裝置，其中另包括一捶擊動力輔助單元，所述捶擊動力輔助單元包括一轉動元件及至少一個設於轉動元件周緣之擺捶體，所述轉動元件設於一底座上，並通過皮帶與分別設於轉動元件及主驅動軸之皮帶輪與所述主驅動軸連接，以產生同步之轉動，其中所述於轉動元件周緣以樞軸樞設有複數擺捶體，於轉動元件與每一樞接擺捶體同一對應側均設有開放區，以供擺捶體產生擺動之捶擊預備空間，轉動元件與每一樞接擺捶體之另一對應側，則均形成有捶擊部，當油壓馬達通過變速機帶動主驅動軸轉動時，並通過皮帶與分別設於轉動元件及主驅動軸之皮帶輪與所述主驅動軸連接，以使轉動元件產生同步之轉動，而等距樞接於轉動元件周緣之擺捶體則於不同轉動位置時，部分擺捶體將產生外擺於轉動元件開放區之捶擊預備空間，預備捶擊，而部分擺捶體將產生擺動捶向轉動元件之捶擊部之捶擊狀態，以對轉動元件產生輔助之轉動推力，並增加主驅動軸之轉動動能。
9. 如請求項6所述自給式發電機之裝置，其中馬達初啟動時係先通過電池之供電，馬達啟動後發電裝置產生電力時，則由發電裝置產生之電力回饋供馬達用電，同時對電池進行充電。
10. 如請求項6所述自給式發電機之裝置，其中可將一組以上本發明之發電機裝置並排使用，以可產生更高之發電量。