TWI478478B - 渦電流發電機及其應用 - Google Patents

Description

渦電流發電機及其應用

本發明關於一種發電機。

目前既有的發電機，通常為機械能轉換為電能居多。以自行車或車用領域為例，為了避免使用電池，接觸式發電機或魔電花鼓為市場主流，然接觸式發電機或魔電花鼓之均有其使用上的限制與不便：

(1)接觸式發電機必須直接接觸車輪表面，於車輪轉動時，將轉動機械能轉換為電能輸出。然，接觸時雖能產生電能，但卻會增加使用者騎乘所需之施力，造成不佳的感受或體力的消耗。

(2)魔電花鼓雖相較於接觸式發電機具有較佳的感受，但其必須直接整合安裝於車輪，使用者無法自行安裝或調整位置，採購、維護成本高。

為了解決既有技術造成額外摩擦力而產生不良感受，或必須付出更多的維護與採購成本的技術問題，本發明以非接觸式方式且無需安裝於花鼓的發電機，解決既有技術之諸多問題，達到簡易使用及低成本之技術效果。

本發明提供一種渦電流發電機，其包含一線圈、一電力應用單元及一磁性元件，該磁性元件與該線圈呈不相對運動關係，該磁性元件之磁場對外部之一移動物件產生渦電流及感應磁場，該移動物件與該線圈呈相對運動狀態下產生一變動磁場，該線圈感應該變動磁場而產生一感應電流輸出至該電力應用單元。

其中，該電力應用單元為一儲電單元、一用電單元或一包含電能儲存功能的用電單元，該用電單元可為一發光元件、一無線訊號收發裝置或一感應器。

其中，該電力應用單元包含串接之一整流穩壓單元及該儲電單元及該用電單元，其中，該儲電單元為電容器、電容電池或充電電池。

其中，該線圈之中心軸向與該磁性元件之磁場方向不同。

其中，該線圈與該磁性元件之間設有一磁場屏蔽手段。

本發明再一種可以自發電之自行車組件，其包含一組件本體以及一渦電流發電機，該渦電流發電機包含一線圈、一電力應用單元及一磁性元件，該磁性元件與該線圈呈不相對運動關係，該磁性元件之磁場對外部之一移動物件產生渦電流及感應磁場，該移動物件與該線圈呈相對運動狀態下產生一變動磁場，該線圈感應該變動磁場而產生一感應電流輸出至該電力應用單元。

其中，該組件本體為一煞車器，該磁性元件安裝於一煞車夾器或一煞車片之表面或之內。

其中，該組件本體為一車架或一前又，該磁性元件及該線圈安裝於車架或前叉鄰近於齒盤或輪圈之對應位置。

藉此，本發明無需與該移動物件50接觸，且不僅可以整合於自行車的其他組件，更可以額外安裝之形式結合於自行車或汽機車之轉動或運動組件，如此可以達到產生電力輸出之功效。

請參考第一圖，其為本發明之渦電流發電機之較佳實施例，其包含一線圈10、一電力應用單元20及一磁性元件30。該線圈10與該電力應用單元電性連接20，該線圈10鄰近一變動磁場A感應產生一感應電流形成電力輸出。該變動磁場A係可來自於一移動物件50之渦電流，其中，該移動物件50為可產生渦電流之金屬，例如鋁及其合金等；讓該移動物件50產生渦電流的方式，可為使該磁性元件30接近該移動物件50，該磁性元件30使該移動物件50產生渦電流，渦電流則另自發產生磁場，當該移動物件50相對於該磁性元件30運動時，該渦電流產生之磁場則相對於該線圈10形成該變動磁場A。

該電力應用單元20之種類不限定，可以為一儲電單元、一用電單元或一包含電能儲存功能的用電單元，該用電單元可為一發光元件、一無線訊號收發裝置、一感應器等。舉例而言，該電力應用單元20可以包含串接一整流穩壓單元及該儲電單元及該用電單元，其中，該儲電單元為電容器、電容電池或充電電池，該用電單元為一發光二極體。本實施例應用於自行車時，該移動物件50可為自行車的鋁輪圈，該磁性元件30非接觸置於該移動物件50鄰近，當鋁輪圈轉動時，鋁輪圈感應產生的渦電流及該變動磁場A則使該線圈10開始產生感應電流而儲存或使用於該電力應用單元20。

實務上，本實施例可整合於汽車、機車、電器用品、自行車的組件。以自行車為例，本實施例之渦電流發電機可以整合於車架接近輪框之位置形成一具有發電效能的車架、整合於避震前叉形成一具有發電效能的前叉、整合於煞車器形成於一具有發電效能的煞車器、整合於齒盤而為一具有發電效能的齒盤組。以煞車器為例，該磁性元件30可以埋設或固定安裝於夾式煞車之煞車塊之內或表面，使該輪框可感應產生渦電流；或者該磁性元件30也可以整合安裝於一碟煞器夾器，當碟煞片隨輪圈轉動時，其也會感應產生渦電流及變動磁場A，進而將電力儲存或供該電力應用單元20使用。同理，當該磁性元件30設於一齒盤組鄰近時(例如設於BB下方)，使該電力應用單元20可以屆此產生電力。

為了讓該磁性元件30的磁場不影響該線圈10產生感應電流的能力，可以讓該線圈10之中心軸向與該磁性元件30之磁場方向不同，該線圈10之中心軸向對準該移動物件50之表面；或者，也可於該線圈10與該磁性元件30之間設有一磁場屏蔽手段，例如磁場遮蔽元件等。

藉此，本實施例無需與該移動物件50接觸，且不僅可以整合於自行車的其他組件，更可以額外安裝之形式結合於自行車或汽機車之轉動或運動組件，如此可以達到產生電力輸出之功效。

10．．．線圈

20．．．電力應用單元

30．．．磁性元件

第一圖為本發明較佳實施例之方塊示意圖。

10．．．線圈

20．．．電力應用單元

30．．．磁性元件

Claims (8)

1. 一種渦電流發電機，其包含一線圈、一電力應用單元及一磁性元件，其中：該線圈與該磁性元件未接觸的鄰近設置，該磁性元件與該線圈呈不相對運動關係，該磁性元件之磁場對外部之一移動物件產生渦電流及感應磁場，該移動物件與該線圈呈相對運動狀態下產生一變動磁場；該線圈之中心軸向與該磁性元件之磁場方向不同；及該線圈感應該變動磁場而產生一感應電流輸出至該電力應用單元。
2. 如申請專利範圍第1項所述的渦電流發電機，該電力應用單元為一儲電單元、一用電單元或一包含電能儲存功能的用電單元，該用電單元可為一發光元件、一無線訊號收發裝置或一感應器。
3. 如申請專利範圍第2項所述的渦電流發電機，該電力應用單元包含串接之一整流穩壓單元及該儲電單元及該用電單元，其中，該儲電單元為電容器、電容電池或充電電池。
4. 如申請專利範圍第1或2或3項所述的渦電流發電機，該線圈與該磁性元件之間設有一磁場屏蔽手段。
5. 一種可以自發電之自行車組件，其包含一組件本體以及一渦電流發電機，該組件本體與該渦流發電機連接，該渦電流發電機包含一線圈、一電力應用單元及一磁性元件，其中：該線圈與該磁性元件未接觸的鄰近設置；該磁性元件與該線圈呈不相對運動關係，該磁性元件之 磁場對外部之一移動物件產生渦電流及感應磁場，該移動物件與該線圈呈相對運動狀態下產生一變動磁場；該線圈之中心軸向與該磁性元件之磁場方向不同；及該線圈感應該變動磁場而產生一感應電流輸出至該電力應用單元。
6. 如申請專利範圍第5項所述的可以自發電之自行車組件，該組件本體為一煞車器，該磁性元件安裝於一煞車夾器或一煞車片之表面或之內。
7. 如申請專利範圍第5項所述的可以自發電之自行車組件，該組件本體為一車架，該磁性元件及該線圈安裝於車架鄰近於齒盤或輪圈之對應位置。
8. 如申請專利範圍第5項所述的可以自發電之自行車組件，該組件本體為一前叉，該磁性元件及該線圈安裝於該前叉鄰近於齒盤或輪圈之對應位置。