TWI418117B - 具有徑向磁場感應之旋轉式電磁發電機 - Google Patents

Description

具有徑向磁場感應之旋轉式電磁發電機

　　本發明係有關於一種電磁發電機，特別係有關於一種可有效提升發電效率之旋轉式電磁發電機。

　　請參閱第6圖，其係為一種習知電磁發電機200之示意圖，該電磁發電機200係包含一設置有複數個線圈211之定子210、一第一轉子220及一第二轉子230，該第一轉子220及該第二轉子230係以同軸方式排列，該定子210係介於該第一轉子220及該第二轉子230之間，該第一轉子220係具有複數個第一磁極對221，該第二轉子230係具有複數個第二磁極對231，該電磁發電機200係藉由該第一轉子220及該第二轉子230轉動而使得該些線圈211產生感應電動勢，惟該第一磁極對221及該第二磁極對231之磁極方向無法與通過該些線圈211之磁通量方向平行，因此無法有效獲得最佳電磁感應量，故其動能轉電能的轉換效率將大幅受限。

　　本發明之主要目的係在於提供一種具有徑向磁場感應之旋轉式電磁發電機，其係包含一下蓋板、一上蓋板、複數個位於該下蓋板及該上蓋板間之發電機模組及一傳動軸桿，該下蓋板係具有一第一通孔及一設置於該第一通孔之第一軸承，該上蓋板係具有一第二通孔及一設置於該第二通孔之第二軸承，各該發電機模組係包含一載板、一設置於該載板之限位板、複數個容設於該限位板且設置於該載板之磁芯、複數個第一線圈、複數個第二線圈及一磁鐵模組，其中該載板係具有一第三通孔，該限位板係具有一容置孔，各該磁芯係具有一第一桿體、一第二桿體、一第三桿體及一第四桿體，該些磁芯係呈環狀排列，並形成有一容置空間，各該第一線圈係繞設於各該磁芯之該第一桿體，各該第一線圈係具有一第一磁通量方向，各該第二線圈係繞設於各該磁芯之該第二桿體，各該第二線圈係具有一第二磁通量方向，該磁鐵模組係由複數個磁鐵組成，且容設於該容置空間且形成有一貫穿孔，該磁鐵模組係具有複數個呈徑向放射之第一磁場方向及第二磁場方向，各該第一磁場方向係平行各該第一磁通量方向，各該第二磁場方向係平行各該第二磁通量方向，該傳動軸桿係結合該下蓋板之該第一軸承、該磁鐵模組及該上蓋板之該第二軸承。由於該具有徑向磁場感應之旋轉式電磁發電機之該發電機模組的數量可自由調整，若將複數個發電機模組進行串聯或並聯，其係可有效提高該旋轉式電磁發電機之發電效率，此外，當該傳動軸桿帶動該磁鐵模組轉動時，本發明之該磁鐵模組、該些第一線圈與該些第二線圈之結構設計可使得該些磁場方向能與該第一磁通量方向及該第二磁通量方向平行，因此可擷取最佳電磁感應量。

　　請參閱第1、2及3圖，其係本發明之一較佳實施例，一種具有徑向磁場感應之旋轉式電磁發電機100，係包含一下蓋板110、一上蓋板120、複數個位於該下蓋板110及該上蓋板120間之發電機模組130及一傳動軸桿140，其中該下蓋板110係具有一第一通孔111及一設置於該第一通孔111之第一軸承112，該上蓋板120係具有一第二通孔121及一設置於該第二通孔121之第二軸承122，各該發電機模組130係包含一載板131、一限位板132、複數個磁芯133、複數個第一線圈134、複數個第二線圈135及一磁鐵模組136，其中該載板131係具有一上表面1311、一下表面1312及一貫穿該上表面1311及該下表面1312之第三通孔1313，該限位板132係設置於該載板131之該上表面1311且具有一容置孔1321，該些磁芯133係容設於該限位板132之該容置孔1321且設置於該載板131之該上表面1311，各該磁芯133係具有一第一桿體1331、一第二桿體1332、一第三桿體1333、一第四桿體1334及一由該第一桿體1331、該第二桿體1332、該第三桿體1333及該第四桿體1334圍繞而成之中空部1335，，該些磁芯133係呈環狀排列，並形成有一容置空間A，各該第一線圈134係繞設於各該磁芯133之該第一桿體1331，各該第一線圈134係具有一第一磁通量方向D1，各該第二線圈135係繞設於各該磁芯133之該第二桿體1332，各該第二線圈135係具有一第二磁通量方向D2，該磁鐵模組136係由複數個磁鐵組成，且容設於該容置空間A，該磁鐵模組136係具有一內側壁1361及一外側壁1362，該外側壁1362係相鄰於該磁芯133之該第三桿體1333，該磁鐵模組136係形成有一貫穿孔1363，此外，該傳動軸桿140係穿設該下蓋板110之該第一軸承112、該載板131之該第三通孔1313、該貫穿孔1363及該上蓋板120之該第二軸承122，並結合該第一軸承112、該磁鐵模組136及該第二軸承122，在本實施例中，該傳動軸桿140係抵接該磁鐵模組136之該內側壁1361，當該傳動軸桿140帶動該磁鐵模組136轉動時，該磁鐵模組136係具有複數個呈徑向放射之第一磁場方向D3及第二磁場方向D4，各該第一磁場方向D3係平行於各該第一磁通量方向D1，各該第二磁場方向D4係平行於該第二磁通量方向D2，在本實施例中，該第一磁場方向D3及該第二磁場方向D4係可為同一磁場方向，各該磁鐵係具有一最大磁場方向(S極至N極)，該第一磁場方向D3及該第二磁場方向D4係可視為該最大磁場方向，因此該最大磁場方向係平行於該第一磁通量方向D1及該第二磁通量方向D2，故該第一桿體1331及該第二桿體1332係互為平行，其中相鄰兩磁鐵之磁場極性相反，因此各別產生之磁場方向亦為相反方向，另外，該載板131另具有一設置於該第三通孔1313之該第三軸承1315，該傳動軸桿140係穿設該第三軸承1315，較佳地，該傳動軸桿140係凸出於該上蓋板120及該下蓋板110，以使得該傳動軸桿140能被一外接之驅動件(圖未繪出)帶動而轉動，由於該磁鐵模組136之各該第一磁場方向D3與各該第一線圈134之該第一磁通量方向D1平行，且該磁鐵模組136之各該第二磁場方向D4與各該第二線圈135之該第二磁通量方向D2平行，因此能有效擷取最佳電磁感應量。
　　請再參閱第1圖，各該磁芯133之該第三桿體1333及該第四桿體1334係可藉由一非導電黏膠固定於該載板131之該上表面1311，請參閱第4及5圖，其係本發明之另一較佳實施例，該載板131之該上表面1311係凸設有複數個固定件1314，各該固定件1314係設置於各該磁芯133之該中空部1335，藉由上述之固定機制，可防止該些磁芯133因外力產生移位而與該磁鐵模組136產生碰撞之情形，另外，在本實施例中，該些磁芯133係可由錳/鋅/鎳/鐵製作而成，其係可提升該具有徑向磁場感應之旋轉式電磁發電機100之感應電功率輸出，又，該些磁芯133係可為扇形、圓弧形、長條形或迴路形，請再參閱第3圖，該磁鐵模組136之該外側壁1362與各該磁芯133之該第三桿體1333之間係各具有一間隙G，在本實施例中，各該間隙G係互為等距，以獲得均勻之電磁感應量，又，該第一線圈134與該第二線圈135可為多層導體堆疊製作而成。
　　由於該具有徑向磁場感應之旋轉式電磁發電機100之該發電機模組130的數量可自由調整，本發明之設計係能將複數個發電機模組130進行串聯或並聯，因此可有效提高該旋轉式電磁發電機100之發電效率，此外，當該傳動軸桿140帶動該磁鐵模組136轉動時，由於本發明之該磁鐵模組136的各該第一磁場方向D3與各該第一線圈134之該第一磁通量方向D1平行，且該磁鐵模組136之各該第二磁場方向D4與各該第二線圈135之該第二磁通量方向D2平行，因此能有效擷取最佳電磁感應量，又，該發電機模組130之該些磁芯133、該第一線圈134、該第二線圈135及該磁鐵模組136皆設置於同一平面上，當該具有徑向磁場感應之旋轉式電磁發電機100應用於體積較小之可攜式電子產品時，其係有利於體積微小化之設計。
　　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，任何熟知此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內所作之任何變化與修改，均屬於本發明之保護範圍。

100‧‧‧具有徑向磁場感應之旋轉式電磁發電機

110‧‧‧下蓋板

111‧‧‧第一通孔

112‧‧‧第一軸承

120‧‧‧上蓋板

121‧‧‧第二通孔

122‧‧‧第二軸承

130‧‧‧發電機模組

131‧‧‧載板

1311‧‧‧上表面

1312‧‧‧下表面

1313‧‧‧第三通孔

1314‧‧‧固定件

1315‧‧‧第三軸承

132‧‧‧限位板

1321‧‧‧容置孔

133‧‧‧磁芯

1331‧‧‧第一桿體

1332‧‧‧第二桿體

1333‧‧‧第三桿體

1334‧‧‧第四桿體

1335‧‧‧中空部

134‧‧‧第一線圈

135‧‧‧第二線圈

136‧‧‧磁鐵模組

1361‧‧‧內側壁

1362‧‧‧外側壁

1363‧‧‧貫穿孔

140‧‧‧傳動軸桿

G‧‧‧間隙

A‧‧‧容置空間

D1‧‧‧第一磁通量方向

D2‧‧‧第二磁通量方向

D3‧‧‧第一磁場方向

D4‧‧‧第二磁場方向

200‧‧‧電磁發電機

210‧‧‧定子

211‧‧‧線圈

220‧‧‧第一轉子

221‧‧‧第一磁極對

230‧‧‧第二轉子

231‧‧‧第二磁極對

第1圖：依據本發明之一較佳實施例，一種具有徑向磁場感應之旋轉式電磁發電機之立體分解圖。
第2圖：依據本發明之一較佳實施例，該具有徑向磁場感應之旋轉式電磁發電機之立體組合圖。
第3圖：依據本發明之一較佳實施例，該具有徑向磁場感應之旋轉式電磁發電機之發電機模組之上視圖。
第4圖：依據本發明之另一較佳實施例，一種具有徑向磁場感應之旋轉式電磁發電機之立體分解圖。
第5圖：依據本發明之另一較佳實施例，該具有徑向磁場感應之旋轉式電磁發電機之發電機模組之上視圖。
第6圖：習知電磁發電機之側面剖視圖。

100‧‧‧具有徑向磁場感應之旋轉式電磁發電機

110‧‧‧下蓋板

111‧‧‧第一通孔

112‧‧‧第一軸承

120‧‧‧上蓋板

121‧‧‧第二通孔

122‧‧‧第二軸承

130‧‧‧發電機模組

131‧‧‧載板

1311‧‧‧上表面

1312‧‧‧下表面

1313‧‧‧第三通孔

1315‧‧‧第三軸承

132‧‧‧限位板

1321‧‧‧容置孔

133‧‧‧磁芯

1331‧‧‧第一桿體

1332‧‧‧第二桿體

1333‧‧‧第三桿體

1334‧‧‧第四桿體

1335‧‧‧中空部

134‧‧‧第一線圈

135‧‧‧第二線圈

136‧‧‧磁鐵模組

1361‧‧‧內側壁

1362‧‧‧外側壁

1363‧‧‧貫穿孔

140‧‧‧傳動軸桿

Claims (10)

1. 一種具有徑向磁場感應之旋轉式電磁發電機，其係包含：
   一下蓋板，其係具有一第一通孔及一設置於該第一通孔之第一軸承；
   一上蓋板，其係具有一第二通孔及一設置於該第二通孔之第二軸承；
   至少一發電機模組，其係位於該下蓋板及該上蓋板之間，該發電機模組係包含：
   一載板，其係具有一上表面、一下表面及一貫穿該上表面及該下表面之第三通孔；
   一限位板，其係設置於該載板之該上表面，該限位板係具有一容置孔；
   複數個磁芯，其係容設於該限位板之該容置孔且設置於該載板之該上表面，各該磁芯係具有一第一桿體、一第二桿體、一第三桿體、一第四桿體及一由該第一桿體、該第二桿體、該第三桿體及該第四桿體圍繞而成之中空部，該些磁芯係呈環狀排列，並形成有一容置空間；
   複數個第一線圈，各該第一線圈係繞設於各該磁芯之該第一桿體，並具有一第一磁通量方向；
   複數個第二線圈，各該第二線圈係繞設於各該磁芯之該第二桿體，並具有一第二磁通量方向；以及
   一磁鐵模組，該磁鐵模組由複數個磁鐵組成，且容設於該容置空間，該磁鐵模組具有一貫穿孔，該磁鐵模組係具有複數個第一磁場方向及第二磁場方向，各該第一磁場方向係平行各該第一磁通量方向，各該第二磁場方向係平行各該第二磁通量方向；以及
   一傳動軸桿，其係結合該第一軸承、該磁鐵模組及該第二軸承。
2. 如專利申請範圍第1項所述之具有徑向磁場感應之旋轉式電磁發電機，其中該載板之該上表面係凸設有複數個固定件，各該固定件係設置於各該磁芯之該中空部。
3. 如專利申請範圍第1項所述之具有徑向磁場感應之旋轉式電磁發電機，其中各該磁芯係可藉由一非導電黏膠固定於該載板之該上表面。
4. 如專利申請範圍第1項所述之具有徑向磁場感應之旋轉式電磁發電機，其中該些磁芯係可為扇形、圓弧形、長條形或迴路形。
5. 如專利申請範圍第1項所述之具有徑向磁場感應之旋轉式電磁發電機，其中該些磁芯係可由錳鋅/鎳/鐵製作而成。
6. 如專利申請範圍第1項所述之具有徑向磁場感應之旋轉式電磁發電機，其中該傳動軸桿係凸出於該上蓋板及該下蓋板。
7. 如專利申請範圍第1項所述之具有徑向磁場感應之旋轉式電磁發電機，其中該磁鐵模組之該外側壁與各該磁芯之該第三桿體之間係具有一間隙，各該間隙係互為等距。
8. 如專利申請範圍第1項所述之具有徑向磁場感應之旋轉式電磁發電機，該載板另具有一設置於該第三通孔之第三軸承，該傳動軸桿係穿設該第三軸承。
9. 如專利申請範圍第1項所述之具有徑向磁場感應之旋轉式電磁發電機，該發電機模組的數量可自由調整，且能將複數個發電機模組進行串聯或並聯。
10. 如專利申請範圍第1項所述之具有徑向磁場感應之旋轉式電磁發電機，該第一線圈及該第二線圈可為多層導體堆疊製作而成。