TWI582309B

TWI582309B - Wave energy absorption device

Info

Publication number: TWI582309B
Application number: TW105115431A
Authority: TW
Inventors: Lin-Tu Qiu
Original assignee: Lin-Tu Qiu
Priority date: 2016-05-19
Filing date: 2016-05-19
Publication date: 2017-05-11
Also published as: TW201741548A

Description

海浪能量吸收裝置

本發明係為一種海浪能量吸收裝置，尤指一種透過海水之上下波動位能以帶動浮力體上下移動，進而使得第一帶動體、第二帶動體、連動體及動力輸出體進行轉動，而其轉動動能再透過變速箱變速後，進而將其轉動動能傳達至曲軸單元，以使得曲軸單元轉動而產生氣體，最後再將其氣體儲存至一容體內，藉此，即可透過海浪之波動位能以產生其氣體，再透過氣體達到發電或其它可利用氣體而達成相關功效之海浪能量吸收裝置。

人類自遠古起，就知道利用水力及風力進行發電，所以有人稱之為「舊的再生能源方式」，惟自1970年代起，基於石油危機爆發後，新能源的使用（核能、風能、太陽能以及生物質能）和發展，漸漸地進入了新的里程碑。隨著1759年瓦特發明了蒸汽機，人們進入了蒸汽時代；而使用煤炭帶動機器，這劃時代的能源使用方式將人類文明帶進了工業時代，大量生產帶來了財富以及舒適的生活，惟同時也帶來了人類萬復不劫的命運：因使用化石能源而帶來的各種污染以及氣候暖化等問題，且其化石能源是有限的，亦無法無盡地使用其化石能源。

另外，雖然使用鈾礦來發電的核能並不屬於石化能源，但是由於鈾礦儲藏量也是有限的，所以現行核分裂式的核能亦不算是可再生能源，將來，若核聚變式的核能技術能有所突破，核能作為可再生能源的可能性和重要性才會增加。

在19世紀中葉煤炭發展之前，所有使用的能源都是可再生能源，其主要來源是人力和畜力的形式利用牛、騾、馬、水磨和風磨糧食，直到1900年的石油和天然氣的重要性係與於2010的風能及太陽能發揮了一樣的重要性。再者，除了核能、潮汐能、地熱能之外，人類活動的基本能源主要來自於太陽光，像是生物能和煤炭石油天然氣，主要透過植物的光合作用吸收太陽能儲存起來，而其它像是風力，水力，海洋潮流等等，也都是由於太陽光加熱地球上的空氣和水所產生的結果。

然而，現今社會科技日漸進步，大眾對於電能的使用量也逐漸提升，而使得一般傳統的發電方式並無法負荷大眾所使用，又極易產生發電成本提高之情形，因此，即從傳統發電方式走向再生能源發電方式，然而，再生能源發電的方式係可以水能、太陽能、地熱能、海洋能或風力進行發電之用途，其中海洋能係包括潮汐能、波浪能、海流能等，並利用以上再生能源發電進行電能的儲存，或是於產生電能後直接進行使用之目的；

再者，一般透過再生能源進行發電時，係將該電能儲存至儲電體(像是充電電池)內，在進行電能收集儲存之作用，然卻因該儲電體可透過再生能源的發電方式將電能百分百儲存至儲電體內，但儲電體在存放一定之期間後，則極易發生有漏電之情形，因此使得使用者欲使用充電電池進行供電時，該充電電池內的可能僅剩餘70%~80%的電能量，即為自然損失，隨時間耗盡電力，進而造成使用者透過儲電體供電至電子設備使用時，易導致該儲電體無法依預期時間進行供電之缺失，俾以導致使用者需額外準備另一儲電體以備不時之需，才可順利提供電子設備使用之情形；

因此，本發明人係有鑑於上述之缺點，以發明出一種海浪能量吸收裝置，即可透過海浪之波動位能以產生氣體，再透過氣體達到發電或其它可利用氣體而達成相關之功效者，藉以摒除習用產品之缺點，增進其功效者。

為達上揭之目的，本發明係提供一種海浪能量吸收裝置，其主要包括一浮力體，該浮力體一面設有一第一驅動體，該第一驅動體之一面設有一第一驅動部；

一第一帶動體，該第一帶動體之周邊係與該第一驅動部相嚙合，該第一帶動體之中心位置設有一第一單轉元件；

一連動體，該連動體一端係與該第一單轉元件相連結；

一曲軸單元，該曲軸單元一端設有一連接體，該連接體一端與該連動體相連結，該連接體另端連結一集中室，該集中室周邊設有至少一氣壓體，該氣壓體一端或周邊之任意位置上連結一導氣體，該導氣體係與該氣壓體內部相連通，該導氣體另端係與該集中室相連結且內部相連通，該氣壓體內部設有一塞體，該塞體係可於該氣壓體內部上下移動以將氣體輸出至該集中室內；以及

一容體，該容體一端設有一導入體，該導入體係與該集中室之另端相連接且內部相連通，該導入體與該容體之間設有一止逆元件；

如上所述之浮力體，其中，該浮力體一面上設有一第二驅動體，該第二驅動體之一面設有一第二驅動部，該第二驅動部係與一第二帶動體相嚙合，該第二帶動體之中心位置設有一第二單轉元件，該第二單轉元件係與該連動體相連結；

如上所述之連動體，其中，該連動體另端設有一動力輸出體，該動力輸出體周邊係與一變速單元相嚙合，該變速單元一端設有一輸入端，該變速單元另端設有一輸出端，該輸入端周邊係與該動力輸出體相嚙合，該輸出端係與該連接體相連結；

如上所述之連動體，其中，該連動體之偏前段、中段或偏後段之任意位置上樞接至少一支撐體，該支撐體另端固定於一基體上；

為達上揭之目的，本發明提供另一種海浪能量吸收裝置，其主要包括一浮力體，該浮力體一面設有一第一驅動體，該第一驅動體之一面設有一第一驅動部；

一第一帶動體，該第一帶動體之周邊套設有一傳動體，該傳動體另端套有一被動體，該傳動體一側係與該第一驅動部相嚙合，該第一帶動體之中心位置設有一第一單轉元件；

一連動體，該連動體一端係與該第一單轉元件相連結；

如上所述之連動體，其中，該連動體之偏前段、中段或偏後段之任意位置上樞接至少一支撐體，該支撐體另端固定於一基體上。

為達上揭之目的，本發明再提供另一種海浪能量吸收裝置，其主要包括一浮力體，該浮力體一面設有一第一驅動體，該第一驅動體二側設有一第一驅動部；

一第一帶動體，該第一帶動體之周邊係與該第一驅動部相嚙合，該第一帶動體之中心位置設有一第一單轉元件，該第一單轉元件係與一第一軸轉體相連結，該第一軸轉體另端連結一第一轉動體；

一第二帶動體，該第二帶動體之周邊係與該第一驅動部相嚙合，該第二帶動體之中心位置設有一第二單轉元件，該第二單轉元件係與一第二軸轉體相連結，該第二軸轉體另端連結一第二轉動體；

一連動體，該連動體一端連結一動力輸入體，該動力輸入體周邊係與該第一轉動體及該第二轉動體相嚙合；

為使本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文茲配合圖示列舉具體實施例。

為使　貴審查委員方便了解本發明之內容，以及所能達成之功效，茲配合圖示列舉具體實施例，詳細說明如下：

請參閱第一圖至第三圖，係為本發明之浮力體結構示意圖、結構示意圖及曲軸單元結構示意圖，如圖所示，本發明主要係包括一浮力體１，該浮力體１一面上設有一第一驅動體１１及一第二驅動體１２，該第一驅動體１１之一面設有一第一驅動部１１１，該第二驅動體１２之一面設有一第二驅動部１２１；

一第一帶動體２，該第一帶動體２之周邊係與該第一驅動部１１１相嚙合，該第一帶動體２之中心位置設有一第一單轉元件２１；

一第二帶動體３，該第二帶動體３之周邊係與該第二驅動部１２１相嚙合，該第二帶動體３之中心位置設有一第二單轉元件３１；

一連動體４，該連動體４一端係與該第一單轉元件２１相連結，該連動體４之偏前段、中段或偏後段之任意位置上係與該第二單轉元件３１相連結，該連動體４另端設有一動力輸出體４１；

一變速單元５，該變速單元５一端設有一輸入端５１，該變速單元５另端設有一輸出端５２，該輸入端５１周邊係與該動力輸出體４１相嚙合；

一曲軸單元６，該曲軸單元６一端設有一連接體６１，該輸出端５２係與該連接體６１相連結，該連接體６１另端連結一集中室６２，該集中室６２周邊設有至少一氣壓體６３，該氣壓體６３一端或周邊之任意位置上連結一導氣體６３１，該導氣體６３１一端係與該氣壓體６３內部相連通，該導氣體631另端係與該集中室62相連結且內部相連通，該氣壓體63內部設有一塞體632，該塞體632係可於該氣壓體63內部上下移動以將氣體輸出至該集中室62內；以及一容體7，該容體7一端設有一導入體71，該導入體71與該容體7之間設有一止逆元件；如上所述之連動體4，其中，該連動體4之偏前段、中段或偏後段之任意位置上樞接至少一支撐體42，該支撐體42另端固定於一基體上；如上所述之第一帶動體2，其中，該第一帶動體2及該第二帶動體3係為齒輪。

請參閱第二圖、第四圖及第五圖，係為本發明之結構示意圖、向上波動之動作狀態圖及向下波動之動作狀態圖，如圖所示，該浮力體1係浮於海面上，且隨著海面之上下波動位能以使得該浮力體1上下移動，如此，當海浪來襲時，其海水平面會產生一向上之波動位能，藉以使得該浮力體1隨之向上移動，當該浮力體1向上移動時，該第一驅動體11則會順而向上移動，又，該第一驅動體11之一面設有該第一驅動部111與該第一帶動體2周邊相嚙合，故，當該第一驅動體11向上移動時，則會驅使該第一帶動體2進行逆時針轉動而產生動能，進一步來說，因該第一帶動體2與該第二帶動體3之中心位置設有該第一單轉元件21及該第二單轉元件31，而該第一單轉元件21及該第二單轉元件31係為棘輪組件，係當該第一帶動體2或該第二帶動體3朝一方向轉動可產生轉動之動力時，相對地，該第一帶動體2或該第二帶動體3朝另一方向轉動則會產生空轉之現象，因此，當該第一驅動體11驅使該第一帶動體2順時鐘轉動可產生轉動之動能時，反之，當該第一帶動體2逆時針轉動則會產生空轉之現象，又，當該第一帶動體2順時鐘轉動可產生轉動之動能時，即可順而帶動該連動體4進行順時針之轉動；另外，該第二驅動體12係設於與該第一驅動體11相鏡像之位置，意如當該第一驅動體11設於該浮力體1之左上位置時，該第二驅動體12則應設於該浮力體1之右下位置，而當浮力體1向上移動時，該第二驅動體12亦會順而向上移動，然，因該第二驅動體12所設置之位置係與該第一驅動體11相鏡像，故，當該第一驅動部111與該第一帶動體2之左側相嚙合時，該第一驅動體11向上移動則會驅使該第一帶動體2順時針轉動，而當該第二驅動體12之一面所設有之該第二驅動部121與該第二帶動體3之右側相嚙合時，因該第二驅動體12係與該第一驅動體11之位置相鏡像，如此，當該浮力體1帶動該第二驅動體12向上移動時，該第二驅動體12則會驅使該第二帶動體3順時針轉動，然，因該第一單轉元件21與該第二單轉元件31皆只能順時針產生動力，所以，當該第二帶動體3逆時針轉動時，則會產生空轉之現象而無法產生轉動之動力；相反地，當海水平面產生一向下之波動位能時，該浮力體1則會隨之向下移動，該第一驅動體11則會驅使該第一帶動體2逆時針產生空轉，而該第二驅動體12則會驅使該第二帶動體3順時針轉動而產生轉動之動能，因此，無論該浮力體1是向上或是向下移動，皆可有效使得該連動體4順時針轉動；而當該連動體4轉動而產生轉動之動能時，因該連動體4另端係連結該動力輸出體41，又該動力輸出體41係與該變速單元5所設有之該輸入端51相嚙合，故，當該連動體4轉動順而帶動該動力輸出體41轉動時，該動力輸出體４１則會順而驅使該輸入端５１進行轉動，以將其轉動之動能傳達至該變速單元５內，係藉由該變速單元５即可將該動力輸出體４１不穩定的轉動動能轉變為固定之轉動動能，意即，當海面之上下波動位能較小時，該第一帶動體２及該第二帶動體３所產生之轉動動能則會較少，隨之傳達至該動力輸出體４１之轉動動能亦會較小，反之，若當海面之上下波動位能較大時，該第一帶動體２及該第二帶動體３則會產生較多的轉動動能，而該動力輸出體４１亦會接收到較大的轉動動能，如此，若未經由該變速單元５將其轉動動能轉換成固定之動能時，該動力輸出體４１則會輸出不穩定之轉動動能至該曲軸單元６，除了使得該曲軸單元６持續接收不穩定之轉動動能而無法持續地產生氣體外，亦可能因轉動動能過大而使得該曲軸單元６損壞，因此，若經由該變速單元５將其不穩定之轉動動能轉換成固定之動能，即可穩定地持續輸出動能以產生氣體外，亦可避免其機具之損壞而造成成本之負擔；

最後，當該變速單元５將其轉動之動能轉變為固定之轉動動能後，即透過該變速單元５另端所設有之該輸出端５２與該曲軸單元６所設有之連接體６１相連結以驅使該曲軸單元６進行轉動，而該氣壓體６３則因該曲軸單元６轉動之故，以使得該氣壓體６３內部之該塞體６３２進行上下之作動，進而將氣體透過該導氣體６３１導入該集中室６２內，而該集中室６２又與該導入體７１相連結且內部相連通，故，該集中室６２所集中之氣體則會透過該導入體７１導入該容體７內以進行儲存之作用，而透過該止逆元件即可防止其氣體逆流，藉此，即可透過海浪之波動位能以產生其氣體，再利用氣體達到發電或其它可利用氣體而達成相關之功效者。

請參閱第六圖，係為本發明之擋板使用狀態圖，如圖所示，因海浪係具有較大的前推動能，如此，為防止海浪前推之動能過大而使得該浮力體１無法承受其推力，係於本發明之周邊相鄰處設有至少一擋板８，該擋板８一面具有一斜度８１且設有至少一穿孔８２，該穿孔８２係穿透該擋板８之上下端，各該擋板８係可具有多種不同之高度，如此，假設在離本發明最遠之相鄰處設有一1公尺之該擋板８，而後再推延預定之距離(較靠近本發明之距離)後，再設置有一1.5公尺之該擋板８，然後再推延預定之距離，再設有一2公尺之該擋板８，以此類推，越靠近本發明之該擋板８的高度則會越高，以有效抵擋海浪前推動能；而當海浪打向該擋板８時，該擋板８所具有之該斜度８１即可有效減緩海浪之衝擊力，又因該擋板８之一面係設有一穿孔８２，且該穿孔８２係穿透該擋板８之上下端，故，海浪之部分海水則會從該穿孔８２流向海平面，即可有效減小其海水壓力，且可有效防止海浪之前推動能打向本發明而造成損壞。

請參閱第七圖，係為本發明之防撞體使用狀態圖，如圖所示，為避免該浮力體１撞擊至該第一帶動體２或該第二帶動體３，係於該支撐體４２之偏上段聯結有至少一防撞體４３，該防撞體４３係設於該第一帶動體２或該第二帶動體３之下方相鄰處，以避免該浮力體１直接撞擊至該第一帶動體２或該第二帶動體３，又，該第一驅動體１１與該第二驅動體１２係具有10公尺以上之高度，因此，就普遍之現象而論，大潮的漲退潮之位差約有3公尺左右之高度差異，而海嘯之高度則約有3公尺左右之高度，故，當該第一帶動體２或該第二帶動體３設置於該第一驅動體１１或該第二驅動體１２概約7公尺高之位置，再藉由該防撞體４３之防護即可有效避免該浮力體１直接撞擊至該第一帶動體２及該第二帶動體３之風險。

請參閱第八圖，係為本發明之實施例圖，如圖所示，本發明係具有另一種實施方式，係於該第一帶動體２及該第二帶動體３周邊套設有該傳動體９，該傳動體９另端則套設於該被動體９１上，且該傳動體９一側係與該第一驅動部１１１或該第二驅動部１２１相嚙合，因此，當該第一驅動體１１及該第二驅動體１２上下移動時，該第一驅動部１１１或該第二驅動部１２１則會帶動該傳動體９進行轉動，而該傳動體９係套設於該第一帶動體２及該被動體９１上或是該第二帶動體３及該被動體９１上，因此，該傳動體９無論是藉由齒槽相嚙合又或是透過磨擦之方式皆可驅使該第一帶動體２或該第二帶動體３轉動，進而產生轉動之動能，以達成與本發明相同之功效者。

請參閱第九圖至第十一圖，係為本發明之動力輸入體實施例圖及動力輸入體使用狀態圖，如圖所示，本發明亦可包括一浮力體１，該浮力體１一面設有一第一驅動體１１，該第一驅動體１１二側設有一第一驅動部１１１；

一第一帶動體２，該第一帶動體２之周邊係與該第一驅動部１１１相嚙合，該第一帶動體２之中心位置設有一第一單轉元件２１，該第一單轉元件２１係與一第一軸轉體２２相連結，該第一軸轉體２２另端連結一第一轉動體２３；

一第二帶動體３，該第二帶動體３之周邊係與該第一驅動部１１１相嚙合，該第二帶動體３之中心位置設有一第二單轉元件３１，該第二單轉元件３１係與一第二軸轉體３２相連結，該第二軸轉體３２另端連結一第二轉動體３３；

一連動體４，該連動體４一端連結一動力輸入體４４，該動力輸入體４４周邊係與該第一轉動體２３及該第二轉動體３３相嚙合；

如此，依照上述之各組件相連結，亦可達成與本發明相同之功效者；係如當該浮力體１受有一向上之波動位能時，該浮力體１則會帶動該第一驅動體１１向上，進而使得該第一帶動體２順時針旋轉，而該第二帶動體３則逆時針旋轉，又因該第一單轉元件２１及該第二單轉元件３１可使得該第一帶動體２與該第二帶動體３僅有在順時針旋轉時才可有效驅動該第一軸轉體２２或該第二軸轉體３２轉動，因此，當該第一帶動體２進行順時針旋轉時，該第一帶動體２則會帶動該第一軸轉體２２進行軸轉，而使得該第一轉動體２３驅使該動力輸入體４４進行轉動，如此，當該第一轉動體２３順時針轉動時，該動力輸入體４４則會進行逆時針之旋轉，而該第二轉動體３３則會進行順時針轉動，然，雖該第二轉動體３３受到該動力輸入體４４逆轉之故，而使得該第二轉動體３３進行順時針轉動，但，因該第二帶動體３受有該第一驅動體１１之驅動而進行逆時針旋轉，故該第二帶動體３亦僅會呈現空轉，而不會影響到第二軸轉體３２或第二轉動體３３之轉動；

反之，當該浮力體１受有一向下波動位能時，該浮力體１則會帶動該第一驅動體１１向下移動，與此同時，該第一帶動體２則會受有該第一驅動體１１之驅動而進行逆時針之轉動，該第二帶動體３則會受有該第一驅動體１１之驅動而進行順時針之轉動，如此，該第二帶動體３則會帶動該第二軸轉體３２轉動，以使得該第二轉動體３３驅動該動力輸入體４４進行逆時針轉動，而該第一轉動體２３則會因該動力輸入體４４逆時針轉動之故，而使得該第一轉動體２３進行順時針轉動，但，因該第一帶動體２受有該第一驅動體１１之驅動而進行逆時針旋轉，故該第一帶動體２僅會進行空轉，而不會影響到第一軸轉體２２或第一轉動體２３之轉動；

因此，無論該浮力體１是向上位移或是向下位移皆可有效驅動該動力輸出體４４進行逆時針之轉動，進而帶動該曲軸單元６轉動以產生所需之氣體，故，藉此亦可與本發明達成相同之功效者。

惟，以上所述者，僅為本發明之最佳實施例，當不能以此限定本發明實施之範圍；故，凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所做之簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧浮力體

11‧‧‧第一驅動體

111‧‧‧第一驅動部

12‧‧‧第二驅動體

121‧‧‧第二驅動部

2‧‧‧第一帶動體

21‧‧‧第一單轉元件

22‧‧‧第一軸轉體

23‧‧‧第一轉動體

3‧‧‧第二帶動體

31‧‧‧第二單轉元件

32‧‧‧第二軸轉體

33‧‧‧第二轉動體

4‧‧‧連動體

41‧‧‧動力輸出體

42‧‧‧支撐體

43‧‧‧防撞體

44‧‧‧動力輸入體

5‧‧‧變速單元

51‧‧‧輸入端

52‧‧‧輸出端

6‧‧‧曲軸單元

61‧‧‧連接體

62‧‧‧集中室

63‧‧‧氣壓體

631‧‧‧導氣體

632‧‧‧塞體

7‧‧‧容體

71‧‧‧導入體

8‧‧‧擋板

81‧‧‧斜度

82‧‧‧穿孔

9‧‧‧傳動體

91‧‧‧被動體

第一圖係本發明之浮力體結構示意圖。第二圖係本發明之結構示意圖。第三圖係本發明之曲軸單元結構示意圖。第四圖係本發明之向上波動之動作狀態圖。第五圖係本發明之向下波動之動作狀態圖。第六圖係本發明之擋板使用狀態圖。第七圖係本發明之防撞體使用狀態圖。第八圖係本發明之傳動體實施例圖。第九圖係本發明之動力輸入體實施例圖。第十圖係本發明之動力輸入體使用狀態圖。第十一圖係本發明之動力輸入體使用狀態圖。