TWI600829B - 沿海岸線陸面設置發電機的波浪動能驅動結構 - Google Patents

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許吉欽
李國舟
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Description

沿海岸線陸面設置發電機的波浪動能驅動結構
本發明涉及一種發電機的驅動結構,特別涉及一種以海水波浪為動能來驅動發電機運轉發電的驅動結構。
首先,本案所述發電機,如TW專利公告第M516801號「磁控發電機改良結構」的現有技術。該現有技術所述發電機的一固定軸,是穿伸一飛輪裝置的一軸套,使該發電機、一磁控負載裝置與該飛輪裝置相互套合,據以構成該現有技術所述發電機;其中,所述飛輪裝置的該軸套與一傳動輪之間具有一單向軸承,所述單向軸承可使該傳動輪以單向帶動該飛輪裝置轉動,也就是說,當該傳動輪在逆轉的回歸運作下,則可避免該飛輪裝置被反向帶動而造成機構的傷害;然而,該現有技術所述單向軸承,也可以是一棘輪。由於,所述發電機,並非本發明請求保護的標的,故不在此加以贅述其詳細構造與功能。
另外,本發明所述驅動結構,主要是用於驅動發電機運轉發電;所以,與本發明所述驅動結構相關的現有技術,可以參閱本發明人先前申請核准的TW公告第M293346號專利;該現有技術揭露了一種集浪溝渠搖擺水門發電結構,所述集浪溝渠搖擺水門發電結構具有一海岸凹入式的集浪溝渠,該集浪溝渠包含有一至少一漂浮式的搖擺水門,以及後端緩衝區,由於海岸線會產生   烈的波浪,因此,這個設計的重點在於以足夠深度的該集浪溝渠與海連結,以使該波浪得在尚未釋放力量前可直接導引進入該集浪溝渠內,以令該波浪絕大部份的動能皆可釋放在該搖擺水門上,令該搖擺水門被推擠而向內傾,藉此令搖擺水門的搖擺力量經由門軸來轉換成為單向帶動飛輪的力量,進而驅動發電機。然而,由該現有技術可清楚看出,其結構確實存在下列嚴重的缺陷:一、該現有技術搖擺水門及其門軸因必須長期受海水浸泡與劇烈的波浪動能侵襲,故經常會造成該搖擺水門或該門軸的毀損問題發生;二、當該現有技術的搖擺水門及其門軸發生毀損時,在維修及安裝施工作業皆較為不易。
本發明的主要目的在於:1.結構更簡化且更加堅固;2.設置更容易且造價更低廉;3.維謢更方便且更容易管理;4. 耐用性提高並延長使用壽命;5.可沿海岸線陸面來大量設置來同時驅動發電機,以提高波浪動能轉換為電能的最佳效率,更具經濟價值。
根據上述目的,本發明提出一種沿海岸線陸面設置發電機的波浪動能驅動結構,所述波浪動能驅動結構是用以驅動沿著所述海岸線陸面設置的所述發電機,該發電機則通過一扳動桿的上下擺動動作而運轉發電;其中所述波浪動能驅動結構設置有一限制波浪流動方向的波浪導流引道,該波浪導流引道具有二側壁、一連接二該側壁的端部,以及一面向海洋而開放的導入口,而形成一最終由該端部所封閉的溝槽,其中二該側壁上方近該端部處分別向上延伸有一延伸部,該延伸部樞設有一樞軸;而該波浪動能驅動結構還設置有一位於該溝槽且近該端部的浮體,該浮體一端延伸有一與該樞軸樞接的軸接部,另一端則具有一常態抵頂該扳動桿的抵頂部。
更進一步地,於一實施例中,所述浮體內具有一中空部。
更進一步地,於一實施例中,所述溝槽下方具有一底部,該底部具有一數值範圍在1/100~3/100的洩水坡度。
更進一步地,於一實施例中,所述導入口是將二該側壁的間距由該導入口外向該導入口內漸縮所形成。
更進一步地,於一實施例中,所述扳動桿與該發電機之間設有一棘輪。
更進一步地,於一實施例中,所述發電機外設有一罩體,該罩體下方具有一承架,該承架下方具有一固設於該海岸線陸面的底盤。
由上述本發明的技術方案得知,本發明相較於現有技術具有以下列實質有益的效果:一、由於本發明是沿著該海岸線陸面且凹入陸面下方設置的波浪導流引道,故當該波浪導流引道面向海洋而將不規則的波浪導入該溝槽內時,則能有效地將該波浪轉換成可傳遞使用的動能;二、由於該溝槽內的波浪被該溝槽所限定,令波浪只能向前或向後流動,故使該浮體不會受到側向的亂流推擠而造成左右晃動耗損動能的問題,且該浮體亦可受該溝槽的該端部限制而令該波浪最終無處潰散並造成水位快速堆疊高漲來達到快速上浮的目的;三、另由於該浮體一端延伸樞接至設於該溝槽二該側壁上方堅固且離開波浪最高水位高度的樞軸,故該樞軸確實不會與海水發生接觸問題,且該浮體或該樞軸皆無齒輪或螺絲的連接結構存在,因此,該浮體或該樞軸不但不易受海水侵蝕的情況發生,且不易因該波浪水位劇烈的上下動作而造成該浮體或該樞軸的毀損問題發生,且施工及維護皆更為容易;四、再者,該浮體另一端延伸有一堅固且可頂推而驅動該發電機運轉發電的抵頂部,由於該抵頂部同樣是無齒輪或螺絲的連接結構存在,因此,該抵頂部亦不易因該波浪水位劇烈的上下動作而造成該抵頂部的毀損問題發生,且施工及維護皆更為容易。
有關本發明之較佳實例與技術內容,茲配合圖示說明如下:首先,請同時參閱「圖1」與「圖2」所示,為本發明第一較佳實施樣態的局部側視剖面與俯視平面示意圖。如圖所示可清楚看出,本發明提出一種沿海岸線陸面設置發電機的波浪動能驅動結構,所述波浪動能驅動結構10是用以驅動沿著所述海岸線陸面80設置的所述發電機50,該發電機50則通過一扳動桿60的上下擺動動作而運轉發電;其中所述波浪動能驅動結構10設置有一限制波浪90流動方向的波浪導流引道20,該波浪導流引道20具有二側壁22、一連接二該側壁22的端部23,以及一面向海洋而開放的導入口25,而形成一最終由該端部23所封閉的溝槽24,其中二該側壁22上方近該端部23處分別向上延伸有一延伸部221,該延伸部221樞設有一樞軸40;而該波浪動能驅動結構10還設置有一位於該溝槽24且近該端部23的浮體30,該浮體30一端延伸有一與該樞軸40樞接的軸接部31,另一端則具有一常態抵頂該扳動桿60的抵頂部32;其中所述浮體30內具有一中空部33,以利該浮體30得以提昇浮力;值得一提的是,其中所述溝槽24下方具有一底部21,該底部21具有一數值範圍在1/100~3/100的洩水坡度,以利該波浪90在退浪時可順暢排出該溝槽24;然而,值得注意的是,其中所述導入口25是將二該側壁22的間距由該導入口25外向該導入口25內漸縮所形成,以利該溝槽24在初期可更大量收納該波浪90進入來產生更大動能並達到較大的水位差。另外,關於所述發電機50,一般是可以在該發電機50外設有一罩體51,並在該罩體51下方設置一承架52,以利該發電機50能確保不受海水浸泡或侵蝕,當然該承架52下方,亦可具有一固設於該海岸線陸面80的底盤53,以確保該發電機50能較為穩固的設置。最後,由於本發明所述波浪動能驅動結構10是用以驅動該發電機50,故可於所述扳動桿60與該發電機50之間設有一棘輪70或一單向軸承,用以單向驅動該發電機50,也就是說,當該扳動桿60在自有重力下則向下扳動而產生逆向運作時,則可避免該發電機50被反向帶動而造成機構的傷害。
再請同時參閱「圖1」、「圖3」與「圖4」所示,為本發明第一較佳實施樣態的局部側視剖面及其連續動作示意圖。首先,如「圖1」所示可清楚看出,當該波浪90開始要進入該波浪導流引道20時,該浮體30下方由於尚未有該波浪90的水位高度,因此該浮體30在自有重力下則位於最下方,且該扳動桿60在自有重力下則向下扳動,此時該扳動桿60並由該抵頂部32所抵頂與支撐;當該波浪90開始大量進入該波浪導流引道20的該溝槽24內時,該溝槽24即可將該波浪90以平行於該溝槽24方向直線地傳遞至該浮體30,並有效地將該波浪90轉換成該浮體30上昇的動能如「圖3」所示;而當該波浪90抵達該端部23時,由於該波浪90前進動力受該端部23限制,故因該波浪90無處潰散而造成水位快速堆疊高漲時,則會致使該浮體30產生更快速上昇的動能,令該抵頂部32可快速地將該扳動桿60向上頂推;最終,當該波浪90前進動能完全耗盡時,該波浪90則急速退出該溝槽24外,且該浮體30下方的水位高度亦會急速下降,此時該浮體30與該扳動桿60則會同時在自有重力下而下降而回到如「圖1」所示的狀態;爰是,利用本發明所述波浪動能驅動結構10通過將該波浪90的動能轉換為高低起伏的水位差,該抵頂部32即可頂推該扳動桿60而驅動該發電機50達成運轉發電的目的;同理,當該扳動桿60與該發電機50之間所設的棘輪70或單向軸承若為反向設置時,該抵頂部32亦可以用勾拉該扳動桿60的方式,來達成驅動該發電機50運轉發電的目的。
另請參閱「圖5」所示,為本發明第二較佳實施樣態的俯視平面示意圖。如圖所示可清楚看出本發明第二較佳實施樣態相較於該第一較佳實施樣態的特徵差異在,該第二較佳實施樣態的該導入口25,是將二該側壁22的間距由該導入口25外向該導入口25內以弧線形狀漸縮,以利該溝槽24在初期可更大量收納該波浪90進入來產生更順暢且更大動能並達到較大的水位差。
由上得知,本發明由上述本發明的技術方案得知,由於本發明是沿著該海岸線陸面80且凹入陸面下方設置的該波浪導流引道20,故當該波浪導流引道20面向海洋而將不規則的波浪90導入該溝槽24內時,則能有效地將該波浪90轉換成可傳遞使用的動能;且由於該波浪90受該溝槽24所限定,令波浪只能向前或向後流動,故使該浮體30不會受到側向的亂流推擠而造成左右晃動耗損動能的問題,且該浮體30亦可受該溝槽24的該端部23限制而令該波浪90最終無處潰散並造成水位快速堆疊高漲來達到快速上浮的目的;另外,由於該浮體30一端延伸樞接至設於該溝槽24二該側壁22上方堅固且離開波浪最高水位高度的樞軸40,故該樞軸40確實不會與海水發生接觸問題,且該浮體30或該樞軸40皆無齒輪或螺絲的連接結構存在,因此,該浮體30或該樞軸40不但不易受海水侵蝕的情況發生,且不易因該波浪90水位劇烈的上下動作而造成該浮體30或該樞軸40的毀損問題發生,且施工及維護皆更為容易;再者,該浮體30另一端延伸有一堅固且可頂推而驅動該發電機50運轉發電的抵頂部32,由於該抵頂部32同樣是無齒輪或螺絲的連接結構存在,因此,該抵頂部32亦不易因該波浪90水位劇烈的上下動作或該浮體30些微偏移而造成該抵頂部32的拉扯毀損問題發生,且施工及維護皆更為容易;由於該浮體30是設在該波浪導流引道20靠近該端部23處,因而所接觸到的波浪方向可確保固定,且該發電機50結構亦不與該浮體30以齒輪或是螺絲連結,所以本發明確實可以將該浮體30的體積(亦或該浮體30範圍所佔地表面積)加大,以使該浮體30具有更巨大的浮力而產生更大的動能轉換效率,令該發電機50達到更大商轉效益。
以上已將本發明做一詳細說明,惟以上所述者,僅爲本發明的較佳實施例而已,當不能以此限定本發明實施的範圍,即凡依本發明申請專利範圍所作的均等變化與修飾,皆應仍屬本發明的專利涵蓋範圍內。
10  ......波浪動能驅動結構 20  ......波浪導流引道 21  ......底部 22  ......側壁 221......延伸部 23  ......端部 24  ......溝槽 25  ......導入口 30  ......浮體 31  ......軸接部 32  ......抵頂部 33  ......中空部 40  ......樞軸 50  ......發電機 51  ......罩體 52  ......承架 53  ......底盤 60  ......扳動桿 70  ......棘輪 80  ......海岸線陸面 90  ......波浪
圖1,為本發明第一較佳實施樣態的局部側視剖面示意圖。 圖2,為本發明第一較佳實施樣態的俯視平面示意圖。 圖3,為本發明「圖1」的連續動作示意圖。 圖4,為本發明「圖3」的連續動作示意圖。 圖5,為本發明第二較佳實施樣態的俯視平面示意圖。
10  ......波浪動能驅動結構 20  ......波浪導流引道 21  ......底部 22  ......側壁 221......延伸部 23  ......端部 24  ......溝槽 30  ......浮體 31  ......軸接部 32  ......抵頂部 33  ......中空部 40  ......樞軸 50  ......發電機 51  ......罩體 52  ......承架 53  ......底盤 60  ......扳動桿 70  ......棘輪 80  ......海岸線陸面 90  ......波浪

Claims (7)

  1. 一種沿海岸線陸面設置發電機的波浪動能驅動結構,所述波浪動能驅動結構(10)是用以驅動沿著所述海岸線陸面(80)設置的所述發電機(50),該發電機(50)則通過一扳動桿(60)的上下擺動動作而運轉發電;其特徵在於:所述波浪動能驅動結構(10)設置有一限制波浪(90)流動方向的波浪導流引道(20),該波浪導流引道(20)具有二側壁(22)、一連接二該側壁(22)的端部(23),以及一面向海洋而開放的導入口(25),而形成一最終由該端部(23)所封閉的溝槽(24),其中二該側壁(22)上方近該端部(23)處分別向上延伸有一延伸部(221),該延伸部(221)樞設有一樞軸(40);而該波浪動能驅動結構(10)還設置有一位於該溝槽(24)且近該端部(23)的浮體(30),該浮體(30)一端延伸有一與該樞軸(40)樞接的軸接部(31),另一端則具有一常態抵頂該扳動桿(60)的抵頂部(32);其中,所述扳動桿(60)與發電機(50)之間設有一棘輪(70)。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的沿海岸線陸面設置發電機的波浪動能驅動結構,其中所述浮體(30)內具有一中空部(33)。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述的沿海岸線陸面設置發電機的波浪動能驅動結構,其中所述溝槽(24)下方具有一底部(21),該底部(21)具有一數值範圍在1/100~3/100的洩水坡度。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所述的沿海岸線陸面設置發電機的波浪動能驅動結構,其中所述導入口(25)是將二該側壁(22)的間距由該導入口(25)外向該導入口(25)內漸縮所形成。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的沿海岸線陸面設置發電機的波浪動能驅動結構,其中所述導入口(25)是將二該側壁(22)的間距由該導入口(25)外向該導入口(25)內漸縮所形成。
  6. 如申請專利範圍第1或2項所述的沿海岸線陸面設置發電機的波浪動能驅動結構,其中所述發電機(50)外設有一罩體(51),該罩體(51)下方具有一承架(52),該承架(52)下方具有一固設於該海岸線陸面(80)的底盤(53)。
  7. 如申請專利範圍第3項所述的沿海岸線陸面設置發電機的波浪動能驅動結構,其中所述發電機(50)外設有一罩體(51),該罩體(51)下方具有一承架(52),該承架(52)下方具有一固設於該海岸線陸面(80)的底盤(53)。
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