TWI475785B - 磁力傳動式流體發電裝置 - Google Patents

Description

磁力傳動式流體發電裝置

本發明係關於一種發電裝置，尤其是一種利用液體或氣體等流體驅動而產生電能之磁力傳動式流體發電裝置。

按，一般而言，目前以流體驅動而產生電能之發電裝置，例如中華民國公告第M380388號「海流發電之葉扇裝置」、第M366607號「川流式水力發電裝置」、第M336997號「自動調整葉面迎風角度的風力發電裝置」、公開第200930895號「水流發電裝置」及第201223130號「流體發電裝置及流體發電裝置之控制方法」等專利案，均係利用風力或海流等流體帶動一葉輪旋轉，並由該葉輪之軸心將旋轉動力直接或間接傳遞至一發電機，據以帶動該發電機作業而產生電能。

因此，前述各習知的發電裝置皆僅能帶動一發電機作業，使得發電效率不佳，若欲提升發電效率，通常選擇透過加裝一齒輪組的方式，使傳遞至該發電機之轉速提升，據以提升該發電機之發電量；然而，由於齒輪組之結構複雜，增設該齒輪組將增加該發電裝置之製造成本及架設空間，且機械式的接觸將不可避免地產生振動、噪音、磨耗等問題，從而提升了該發電裝置之維修成本。

基於上述原因，習知流體發電裝置確實仍有加以改善之必要。

本發明之主要目的係提供一種磁力傳動式流體發電裝置，係可同時驅動數個發電模組作業，以提升總發電量者。

本發明之次一目的係提供一種磁力傳動式流體發電裝置，係可不必加裝齒輪組，以降低維修成本者。

為達到前述目的，本發明所運用之技術內容包含有：一種磁力傳動式流體發電裝置，係包含：一基座，該基座設有一穿流通道、一輪座及數個安裝部，該輪座設於該穿流通道中，該數個安裝部設於鄰近該穿流通道之外周處；一渦輪，可旋轉地設於該基座之該輪座，該渦輪包含一輪轂、數個葉片及一外框，該輪轂結合一軸承，該軸承結合該輪座，該數個葉片設於該輪轂與外框之間，該外框之外周面環設有數個第一磁性體以形成一第一磁性區；及數個發電模組，分別結合定位於該基座之各該安裝部並分佈於該渦輪之外周，各該發電模組分別具有一第二磁性區、一發電部及一驅動部，該驅動部具有一轉軸，該轉軸之一端連接該發電部，一軸套結合於該轉軸之另一端，數個第二磁性體環設於該軸套之外周面以形成該第二磁性區；其中，該輪座及輪轂之中心部位皆呈簍空形態，且該第一磁性區磁吸該第二磁性區，以驅動該數個發電模組進行發電作業。

本發明之磁力傳動式流體發電裝置，其中，各該安裝部可以包含一穿伸孔及數個鎖孔，各該發電模組之驅動部對位於對應之安裝部的穿伸孔，各該發電模組之發電部設 有數個定位塊，該數個定位塊定位結合於對應之安裝部的數個鎖孔。

本發明之磁力傳動式流體發電裝置，其中，該輪座可以位於該穿流通道之中心位置。

本發明之磁力傳動式流體發電裝置，其中，該數個第一磁性體可以沿該渦輪之徑向呈等角環狀排列分布。

本發明之磁力傳動式流體發電裝置，其中，任二相鄰之第一磁性體可以彼此相接而無間隙。

為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：請參照第1圖，其揭示本發明較佳實施例之磁力傳動式流體發電裝置，在本實施例中，該磁力傳動式流體發電裝置可包含一基座1、一渦輪2及數個發電模組3，該渦輪2及數個發電模組3均裝設於該基座1，該數個發電模組3分佈於該渦輪2之外周，該渦輪2可受流體驅動旋轉，並同步帶動該數個發電模組3進行發電作業。

該基座1係用以供該渦輪2及數個發電模組3組裝架設之座體。該基座1設有一穿流通道11以供流體流通貫穿，一輪座12可選擇透過數個肋條13設於該穿流通道11中；該輪座12係用以供該渦輪2樞接定位者，該輪座12之中心部位可呈簍空形態，且該輪座12較佳可位於該穿流通道11之中心位置，使該渦輪2樞接至該輪座12時，該渦 輪2可與該穿流通道11相對，以由通過該穿流通道11之流體帶動該渦輪2轉動。另，該基座1還設有數個安裝部14，該數個安裝部14設置於鄰近該穿流通道11之外周處，以供各該發電模組3結合定位；在本實施例中，各該安裝部14包含一穿伸孔141及數個鎖孔142。

該渦輪2包含一輪轂21、數個葉片22及一外框23，該輪轂21之中心部位可呈簍空形態並結合一軸承211，以由該軸承211之內周面結合該基座1之輪座12，使該渦輪2可相對於該基座1旋轉；其中，本發明可藉由將該基座1之輪座12及該渦輪2之輪轂21都設置為中心簍空的形態，使生物可從中通過而不會遭到撞擊，據以減少對生物的傷害及影響其活動習性，從而降低設置該磁力傳動式流體發電裝置而對生態造成之影響。

請配合參照第2圖，該數個葉片22設於該輪轂21與外框23之間，各該葉片22之二端緣分別連接於該輪轂21之外周面及該外框23之內周面。該外框23之外周面環設有數個第一磁性體231，以於該渦輪2之外周緣形成一第一磁性區M1；各該第一磁性體231係為具有明顯磁性之稀土金屬氧化物，例如一般常見的各種永久磁鐵，較佳可選擇為具有強力磁吸力之釹鐵硼土磁鐵。其中，該第一磁性體231之數量可以為偶數個，且任二相鄰之第一磁性體231係以相異的磁極面貼接該外框23之外周面(如第3圖所示)；又，該數個第一磁性體231可以沿該渦輪2之徑向呈等角環狀排列分布，而任二相鄰之第一磁性體231可以彼此相接而無間隙，以提供較均勻且連續的磁場。

請再參照第1圖，該數個發電模組3可分別設有一發電部31及一驅動部32；各該發電模組3之發電部31中包含各種組成習知發電機且提供不同功能之相關構件(例如：定子及轉子等)，惟習知發電機之相關構件的詳細結構組成、驅動方式及發電原理，係所屬技術領域人員可以理解，於此容不贅述。在本實施例中，各該發電模組3之發電部31設有數個定位塊311，以透過數個鎖固元件312將該發電模組3定位至該基座1之預設位置。

各該發電模組3之驅動部32包含一轉軸321，該轉軸321之一端設於該發電部31中，並連接該發電部31之轉子；該轉軸321位於該發電部31外的部分設有一第二磁性區M2，該第二磁性區M2與該第一磁性區M1相對並相互磁吸(如第2圖所示)。在本實施例中，該驅動部32可設有一軸套322及數個第二磁性體323，該軸套322可穩固地套接結合於該轉軸321，該數個第二磁性體323則呈環狀排列地結合於該軸套322之外周面，以形成該第二磁性區M2；其中，各該第二磁性體323係由磁性材料(例如磁鐵)製成，且各該發電模組3之第二磁性體323與該渦輪2之第一磁性體231之間可產生磁吸現象，該第二磁性體323之數量亦為偶數個，且相鄰之二第二磁性體323係以相異的磁極面設於該軸套322之外周面(如第3圖所示)。

請參照第1、2圖，據由前述結構，該數個發電模組3可分別對位安裝於該基座1之各該安裝部14；即，各該發電模組3之驅動部32可部分對位穿伸通過對應之安裝部 14的穿伸孔141，同時，該發電部31之數個定位塊311可與對應之安裝部14的數個鎖孔142相對，並透過如螺絲等鎖固元件312鎖固定位，以完成各該發電模組3與該基座1之組裝，使該數個發電模組3可結合於該基座1並分佈於該渦輪2之外周，且各該發電模組3之第二磁性區M2均可與該第一磁性區M1相對並相互磁吸。

請參照第3圖，藉由該第一磁性區M1與第二磁性區M2之磁吸作用，使各該發電模組3之第二磁性體323與該渦輪2之第一磁性體231可自然維持以相異磁極相對。

請參照第4圖，當流體通過該穿流通道11以帶動該渦輪2相對於該基座1旋轉時，該第一磁性區M1磁吸各該第二磁性區M2，從而帶動各該發電模組3之驅動部32亦相對於該基座1產生旋轉，據以透過各該轉軸321連動對應之發電部31的轉子同步旋轉，使各該發電部31進行發電作業。

此外，值得注意的是，該磁力傳動式流體發電裝置之各發電模組3較佳具有水密性，使該磁力傳動式流體發電裝置可於液體中正常運作；又，當習知發電裝置透過加裝一齒輪組的方式，以提升該發電機之發電量時，若欲利用海流進行發電作業，就會產生齒輪組易受海水腐蝕之問題，而由於本發明之磁力傳動式流體發電裝置無須加裝齒輪組，因此無須擔心受海水腐蝕之問題，係所屬技術領域人員可以理解。

綜上所述，本發明之磁力傳動式流體發電裝置，係可藉由將數個發電模組環設於渦輪之外周，並透過第一磁性 區及第二磁性區之磁吸作用，使該渦輪可同時驅動數個發電模組作業，具有提升總發電量之功效。

本發明之磁力傳動式流體發電裝置，係藉由增加發電模組之設置數量以提升總發電量，故可不必加裝結構複雜之齒輪組，具有降低維修成本之功效，亦可適用於低轉速之發電環境。

雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此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。

1‧‧‧基座

11‧‧‧穿流通道

12‧‧‧輪座

13‧‧‧肋條

14‧‧‧安裝部

141‧‧‧穿伸孔

142‧‧‧鎖孔

2‧‧‧渦輪

21‧‧‧輪轂

211‧‧‧軸承

22‧‧‧葉片

23‧‧‧外框

231‧‧‧第一磁性體

3‧‧‧發電模組

31‧‧‧發電部

311‧‧‧定位塊

312‧‧‧鎖固元件

32‧‧‧驅動部

321‧‧‧轉軸

322‧‧‧軸套

323‧‧‧第二磁性體

M1‧‧‧第一磁性區

M2‧‧‧第二磁性區

第1圖：本發明較佳實施例之立體分解圖。

第2圖：本發明較佳實施例之組合平面圖。

第3圖：本發明較佳實施例之實施示意圖(一)。

第4圖：本發明較佳實施例之實施示意圖(二)。

1‧‧‧基座

11‧‧‧穿流通道

12‧‧‧輪座

21‧‧‧輪轂

211‧‧‧軸承

22‧‧‧葉片

23‧‧‧外框

231‧‧‧第一磁性體

3‧‧‧發電模組

31‧‧‧發電部

311‧‧‧定位塊

312‧‧‧鎖固元件

32‧‧‧驅動部

M1‧‧‧第一磁性區

M2‧‧‧第二磁性區

Claims (1)

1. 一種磁力傳動式流體發電裝置，係包含：一基座，該基座設有一穿流通道、一輪座及數個安裝部，該輪座設於該穿流通道中，該數個安裝部設於鄰近該穿流通道之外周處；一渦輪，可旋轉地設於該基座之該輪座，該渦輪包含一輪轂、數個葉片及一外框，該輪轂結合一軸承，該軸承結合該輪座，該數個葉片設於該輪轂與外框之間，該外框之外周面環設有數個第一磁性體以形成一第一磁性區；及數個發電模組，分別結合定位於該基座之各該安裝部並分佈於該渦輪之外周，各該發電模組分別具有一第二磁性區、一發電部及一驅動部，該驅動部具有一轉軸，該轉軸之一端連接該發電部，一軸套結合於該轉軸之另一端，數個第二磁性體環設於該軸套之外周面以形成該第二磁性區；其中，該輪座及輪轂之中心部位皆呈簍空形態，且該第一磁性區磁吸該第二磁性區，以驅動該數個發電模組進行發電作業。