TWI601362B - Multi-axis drive of the disc generator - Google Patents

Description

多軸傳動之盤式發電機

本發明是有關於一種發電機，特別是指一種盤式發電機。

盤式發電機是一種正在發展之高能源轉換效率的發電機，其運轉產生之電力除了足以可供給本身運轉所需外，還有多餘的電力可另外儲存備用。

目前盤式發電機的設計，主要是在一個支架上架設固定多個交錯排列之線盤與磁盤，並以一支傳動軸同軸穿設於該等線盤與磁盤，藉以傳動該等線盤與該等磁盤相對旋轉，使該等線盤感應相對旋轉之該等磁盤的磁場變化而發電。但因為磁盤與線盤都具有相當之重量，目前以單支傳動軸傳動該等線盤或磁盤的設計，容易使被傳轉之線盤或磁盤的軸接部位承受過大之扭矩，造成該等線盤或磁盤用以和傳動軸連結的部位易損壞，而需經常維修。

因此，本發明的目的，即在提供一種可改善先前技術之至少一個缺點的多軸傳動之盤式發電機。

於是，本發明多軸傳動之盤式發電機，包含一個支架機構、一個架設於該支架機構之傳動機構、一個設置於該傳動機構之磁盤單元，及一個架設於該支架機構之線盤單元。該磁盤單元包括至少一個磁盤模組，該至少一磁盤模組具有多個間隔分佈之磁鐵。該線盤單元可感應該至少一磁盤模組之該等磁鐵的相對旋轉位移的磁場變化而發電。該傳動機構包括兩個沿一條架設軸線同軸安裝樞設於該支架機構的端軸單元，及多個跨接於該等端軸單元間且延伸穿設於該至少一磁盤模組與該線盤單元之傳動軸，該等傳動軸是繞該架設軸線間隔分佈，且可被該等端軸單元帶動而傳動該至少一磁盤模組與該線盤單元相對旋轉。

本發明的功效在於：透過該傳動機構以多個傳動軸驅動磁盤單元與線盤單元相對旋轉的結構設計，可完全改善習知單軸盤式發電機的傳動軸與磁盤的軸接處易受損的缺點，且可用以傳動更大型之磁盤模組與線盤模組。

參閱圖1、2、5，本發明多軸傳動之盤式發電機的實施例，適用於安裝連結於一個馬達機構(圖未示)，並電連接一個儲電設備(圖未示)，可被該馬達機構驅動運轉發電，並將產生之電力傳送儲存於該儲電設備。該多軸傳動之盤式發電機包含一個支架機構3、一個架設於該支架機構3上之傳動機構4、一個安裝於該傳動機構4之磁盤單元5，及一個架設於該支架機構3之線盤單元6。

該支架機構3包括兩個左右間隔相向的安裝壁單元31，及兩個前後間隔且分別左右延伸跨接於該等安裝壁單元31之架桿32。每一安裝壁單元31具有一個直立的基壁311，及一個可拆離地疊接安裝於該基壁311頂面的頂壁312，且該基壁311與該頂壁312相配合界定出一個沿一條架設軸線700左右延伸的軸裝孔313，該軸裝孔313具有一個鄰近另外一個安裝壁單元31之大孔段314，及一個背離另外一個安裝壁單元31且孔徑小於該大孔段314孔徑之小孔段315。

參閱圖2、3、5，該傳動機構4包括兩個同軸地分別安裝於該等安裝壁單元31之端軸單元41、多個左右延伸跨接於該等端軸單元41間且環繞該架設軸線700間隔分佈之傳動軸42，及多個分別套設於該等傳動軸42上之定位件43。

每一個端軸單元41是被對應之基壁311與頂壁312上下夾接定位，具有一個沿該架設軸線700左右延伸貫穿該軸裝孔313之軸桿411、一個套設於該軸桿411外且架設定位於該大孔段314中之軸承412，及一個同軸安裝固定於該軸桿411鄰近另一個端軸單元41之一端的傳動盤413，該傳動盤413是介於該等安裝壁單元31間，並具有多個繞該架設軸線700對稱分佈之連結孔414。

該等傳動軸42是分別左右延伸穿設安裝於該等傳動盤413之兩個左右相向的連結孔414中，而分別傳動連結於該等傳動盤413間，可傳動該等端軸單元41同步旋轉。該等定位件43是左右間隔地分別套設於該等傳動軸42上，可被各別之傳動軸42帶動而繞該架設軸線700旋轉位移。

該磁盤單元5包括多個左右間隔架設於該等傳動軸42上，且定位於兩個左右相鄰之定位件43間的磁盤模組51。每一磁盤模組51包括一個磁盤本體511，及多個左右軸向嵌穿安裝於該磁盤本體511之磁鐵514。該磁盤本體511是限位靠抵於左右相鄰的該等定位件43間，而無法相對該等傳動軸42左右位移，並具有多個左右貫穿且繞該架設軸線700間隔分佈之傳動孔512，及多個左右貫穿且環繞分佈於該等傳動孔512外圍之安裝孔513，該磁盤本體511是以該等傳動孔512供該等傳動軸42穿設，而可被連動旋轉地架設該等傳動軸42上。該等磁鐵514是分別嵌裝於該等安裝孔513，且分別外露於該磁盤本體511之左右側面，可被該磁盤本體511之旋轉帶動，而繞該架設軸線700旋轉位移。

參閱圖3、4、5，該線盤單元6包括多個架設於該等架桿32間，且與該等磁盤模組51左右交錯排列之磁盤模組51，且該等磁盤模組51是分別環繞於該等傳動軸42外。每一個磁盤模組51具有多個可感應相鄰之磁盤模組51的該等磁鐵514旋轉位移產生之磁場變化而發電的線圈611、一個包覆固定於該等線圈611外且介於該等架桿32間之環片狀的包覆體612、兩個前後相背地自該包覆體612往外突伸且分別架設定位於該等架桿32上之定位凸翼613，及一個電連接於該等線圈611且嵌裝外露於其中一個定位凸翼613的輸出端子614。該包覆體612是未與該等定位件43接觸地環繞於該等傳動軸42外，使該等傳動軸42可連動該等定位件43無接觸地相對旋轉位移。

在本實施例中，該等線圈611是繞該架設軸線700間隔分佈，該輸出端子614可彙整輸出該等線圈611產生之電力。但因為該等線圈611之分佈設置方式與電連接方式眾多，且非本發明之改良重點，因此不再詳述，且實施時，在本發明之另一實施態樣中，每一線盤模組61採用之線圈611數量可僅具一個，但不以上述實施態樣為限。

參閱圖2、3、5，本發明多軸傳動之盤式發電機使用時，會將其中一個端軸單元41之該軸桿411傳動連結於該馬達機構，由該馬達機構來驅動該盤式發電機運轉以進行發電。當該馬達機構驅轉傳動連結之端軸單元41時，由於該等端軸單元41是經由該等傳動軸42傳動連結，且該等磁盤模組51是套設於該等傳動軸42上，所以該等端軸單元41與該等傳動軸42會同步傳動該等磁盤模組51相對等線盤模組61旋轉，該等線盤模組61會感應其左右兩側相鄰之該等磁盤模組51的該等磁鐵514旋轉位移產生之磁場變化而發電，並經由該等輸出端子614分別傳送至電連接之該儲電設備儲存。

由於該傳動機構4是以多個環繞該架設軸線700分佈之傳動軸42來傳動該等磁盤模組51旋轉，所以可完全改善傳統單軸傳動之傳動軸42與磁盤間需承受較大扭矩而易受損的問題，且可產生較大的傳動力量，而可應用以傳動更大型的磁盤模組51。

此外，由於該等線盤模組61是未與該等傳動軸42及該等定位件43接觸地環繞架設於該支架機構3上，所以不需再於該等線盤模組61與傳動軸42間設置軸承412，且該等線盤模組61可更穩定地架設定位於該支架機構3上。

綜上所述，透過該傳動機構4以多個傳動軸42驅動該等磁盤模組51旋轉的結構設計，可完全改善習知單軸盤式發電機的傳動軸與磁盤的軸接處易受損的缺點，且此多軸傳動的結構設計，可產生更大傳動力量，所以本發明盤式發電機可採用更大型之磁盤模組51與線盤模組61，而可產生更大電力。因此，確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

3‧‧‧支架機構

31‧‧‧安裝壁單元

311‧‧‧基壁

312‧‧‧頂壁

313‧‧‧軸裝孔

314‧‧‧大孔段

315‧‧‧小孔段

32‧‧‧架桿

4‧‧‧傳動機構

43‧‧‧定位件

5‧‧‧磁盤單元

51‧‧‧磁盤模組

511‧‧‧磁盤本體

512‧‧‧傳動孔

513‧‧‧安裝孔

514‧‧‧磁鐵

6‧‧‧線盤單元

61‧‧‧線盤模組

41‧‧‧端軸單元

411‧‧‧軸桿

412‧‧‧軸承

413‧‧‧傳動盤

414‧‧‧連結孔

42‧‧‧傳動軸

611‧‧‧線圈

612‧‧‧包覆體

613‧‧‧定位凸翼

614‧‧‧輸出端子

700‧‧‧架設軸線

本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是本發明多軸傳動之盤式發電機的一個實施例的立體圖；圖2是該實施例的立體分解圖；圖3是該實施例的局部立體分解圖；圖4是該實施例之右側剖視圖；及圖5是該實施例之前側剖圖。

3‧‧‧支架機構

31‧‧‧安裝壁單元

311‧‧‧基壁

312‧‧‧頂壁

32‧‧‧架桿

4‧‧‧傳動機構

41‧‧‧端軸單元

411‧‧‧軸桿

412‧‧‧軸承

413‧‧‧傳動盤

42‧‧‧傳動軸

43‧‧‧定位件

5‧‧‧磁盤單元

51‧‧‧磁盤模組

511‧‧‧磁盤本體

514‧‧‧磁鐵

6‧‧‧線盤單元

61‧‧‧線盤模組

612‧‧‧包覆體

613‧‧‧定位凸翼

700‧‧‧架設軸線

Claims (10)

1. 一種多軸傳動之盤式發電機，包含： 一個支架機構； 一個磁盤單元，包括至少一個磁盤模組，該至少一磁盤模組具有多個間隔分佈之磁鐵； 一個線盤單元，可感應該至少一磁盤模組之該等磁鐵的相對旋轉位移的磁場變化而發電；及 一個傳動機構，包括兩個沿一條架設軸線同軸安裝樞設於該支架機構的端軸單元，及多個跨接於該等端軸單元間且延伸穿設於該至少一磁盤模組與該線盤單元之傳動軸，該等傳動軸是繞該架設軸線間隔分佈，且可被該等端軸單元驅動而傳動該至少一磁盤模組與該線盤單元相對旋轉。
2. 如請求項1所述的多軸傳動之盤式發電機，其中，每一個端軸單元具有一個沿該架設軸線延伸之軸桿、一個套設安裝於該軸桿外且用以架設於該支架機構之軸承，及一個安裝固定於該軸桿之傳動盤，該等傳動軸是分別延伸固接於該等端軸單元之該等傳動盤。
3. 如請求項2所述的多軸傳動之盤式發電機，其中，該支架機構包括兩個間隔相向且供該等端軸單元架設的安裝壁單元，每一安裝壁單元具有一個基壁，及一個疊接安裝於該基壁頂側的頂壁，且該基壁與該頂壁相配合界定出一個用以供各別之端軸單元的該軸承設置定位之軸裝孔。
4. 如請求項1所述的多軸傳動之盤式發電機，其中，該線盤單元是環繞該等傳動軸地架設定位於該支架機構，該至少一磁盤模組還具有一個套設於該等傳動軸且可被該等傳動軸傳動旋轉之磁盤本體，該等磁鐵是分別軸向嵌裝於該磁盤本體，並可被該磁盤本體帶動而相對該線盤單元旋轉位移。
5. 如請求項4所述的多軸傳動之盤式發電機，其中，該線盤單元具有兩個架設定位於該支架機構且環繞該等傳動軸之環狀的線盤模組，該等線盤模組是分別位於該至少一磁盤模組的軸向兩相反側，每一個線盤模組可感應該等磁鐵的相對旋轉位移的磁場變化而發電。
6. 如請求項4所述的多軸傳動之盤式發電機，其中，該線盤單元具有多個沿該架設軸線間隔架設定位於該支架機構且環繞該等傳動軸之環狀的線盤模組，該磁盤單元具有多個套設於該等傳動軸之磁盤模組，該等磁盤模組與該等線盤模組是沿該架設軸線交錯排列，每一個磁盤模組之該等磁鐵可被各別之磁盤本體帶動而相對相鄰之每一個線盤模組旋轉位移，每一個線盤模組可感應相鄰之每一個磁盤模組之該等磁鐵的相對旋轉位移的磁場變化而發電。
7. 如請求項6所述的多軸傳動之盤式發電機，其中，該傳動機構還包括多個分別套設於該等傳動軸，且分別位於該等線盤模組徑向內側，並分別限位靠抵於兩相鄰磁盤模組間之定位件。
8. 如請求項6所述的多軸傳動之盤式發電機，其中，每一個磁盤本體具有多個分別供該等磁鐵嵌裝之安裝孔，及多個環繞該架設軸線間隔分佈之傳動孔，每一傳動軸是延伸穿設於該等磁盤本體的該等傳動孔。
9. 如請求項6所述的多軸傳動之盤式發電機，其中，每一線盤模組具有至少一個可感磁發電之線圈、一個包覆固定於該至少一線圈外且環繞於該等傳動軸外之環盤狀的包覆體，及兩個分別自該包覆體徑向往外突伸且分別架設定位於該支架機構的定位凸翼。
10. 如請求項9所述的多軸傳動之盤式發電機，其中，該支架機構具有兩個間隔相向且分別供該等端軸單元架設定位之安裝壁單元，及兩個沿該架設軸線延伸方向延伸且間隔平行地跨接於該等安裝壁單元間之架桿，每一線盤模組之該包覆體是介於該等架桿間，該等定位凸翼是分別架設定位於該等架桿上。