TWI629852B - Magnetic energy conversion device - Google Patents

Abstract

本發明係指一種磁能轉換裝置，其係由相對兩磁組、至少一線圈組及至少一感應開關電路所組成，其中所述之相對兩磁組係呈間隔設置，又相對兩磁組分別係由磁極與運動方向垂直之磁件串列而成，且同側磁組的相鄰磁件呈磁極相異狀排列，另線圈組兩側磁組的磁件呈同極磁極相對，而線圈組係設於前述相對兩磁組間，且與相對兩磁組呈等距間隔，至於感應開關電路則係於磁件中央設有一通路檢知器，而相鄰磁件之各相接處分設有一斷路檢知器，藉此，透過感應開關電路控制線圈組之接通與否，除可使運轉中的磁應力互抵外，且磁通道磁流壓縮形成磁束，利用相加之水平分力而能減少運轉中的磁阻力，並增生磁助力，能有效降低動能損耗，從而提高整體運轉速度，進一步加大磁作用力及發電量，從而提高能源轉換效率。

Description

磁能轉換裝置

本發明隸屬一種磁能轉換之技術領域，具體而言係指一種磁阻力抵減、增生磁助力之磁能轉換裝置，藉以降低動能損耗，從而提高其能源轉換效率。

按，一般電磁裝置之結構係由呈相對運動之定子與轉子所構成，如第一圖所揭示者，該磁組(10)與線圈組(20)可被分別定義為作為轉子及定子，其中磁組(10)係由相對之第一磁件(11)與第二磁件(12)並排而成，且第一、二磁件(11、12)的相對兩端之磁極呈相異狀，而線圈組(20)則係由至少一設於第一、二磁件(11、12)間之線圈(21)所構成。由於第一、二磁件(11、12)之磁力線在磁極中線附近最密集、且切割線圈(21)匝數最多，當發電時線圈組(20)之線圈(21)在負載下會激磁成為電磁鐵，並與磁組(10)形成相異的極性； 因此，當線圈組(20)之線圈(21)跨越第一、二磁件(11、12)之磁極中線時【如第一圖之(A)~(C)】，即發生無可避免的增生磁吸現象，然線圈(21)二端均為單一磁吸力、無任何磁應力干涉現象，使移動中的磁組(10)遭致不利於運動速度的高磁阻力，而造成動能損耗，影響到能源轉換率，故如何解決此一問題，係業界所亟待開發者。

緣是，本發明人乃針對前述現有磁能轉化在應用上所面臨的問題深入探討，並藉由多年從事相關產業之研發經驗，積極尋求解決之道，經不斷努力的研究與試作，終於成功的開發出一種磁能轉換裝置，藉以克服現有磁能轉化因增生高磁阻力所造成的不便與困擾。

因此，本發明之主要目的係在提供一種磁應力互抵之磁能轉換裝置，藉由能減少磁阻力，並增生磁助力，以降低動能損耗，而提高轉速，從而提高能源轉換效率。

又，本發明之另一主要目的係在提供一種可使垂向分力互抵之磁能轉換裝置，其能減少磁阻力，且磁通道磁流壓縮形成磁束，利用相加之水平分力，而加大磁作用力及發電量。

基於此，本發明主要係透過下列的技術手段，來實現前述之目的及其功效，其係由相對兩磁組、至少一線圈組及至少一感應開關電路所組成，且該相對兩磁組並可同步與線圈組產生相對運動；其中所述之相對兩磁組係呈間隔設置，又相對兩磁組分別係由磁極與運動方向垂直之至少一第一磁件及至少一第二磁件串列而成，且同側磁組的第一、二磁件呈磁極相異狀排列，另線圈組兩側磁組的第一、二磁件與第二、一磁件呈同極磁極相對；又所述之線圈組係設於前述相對兩磁組間，且與相對兩磁組呈等距間隔，各該線圈組具有一平行運動方向之線圈所構成； 至於，所述之感應開關電路則係於相對兩磁組中任一磁組之各第一、二磁件的中央設有一通路檢知器，而第一、二磁件之各相接處分設有一斷路檢知器，且該感應開關電路於該線圈組之線圈中間設有一感應元件，用以當感應元件檢知該通路檢知器時能使線圈與負載間導通，而當感應元件檢知該斷路檢知器時能使線圈與負載間切斷。

藉此，本發明透過前述具體實施例的實現，本發明可使運轉中的磁應力互抵，且磁通道磁流壓縮形成磁束，利用相加之水平分力而能減少運轉中的磁阻力，並增生磁助力，能有效降低動能損耗，從而提高整體運轉速度，進一步加大磁作用力及發電量，從而提高能源轉換效率。

為使 貴審查委員能進一步了解本發明的構成、特徵及其他目的，以下乃舉本發明之較佳實施例，並配合圖式詳細說明如後，同時讓熟悉該項技術領域者能夠具體實施。

(10)‧‧‧磁組

(11)‧‧‧第一磁件

(12)‧‧‧第二磁件

(20)‧‧‧線圈組

(21)‧‧‧線圈

(50)‧‧‧磁組

(51)‧‧‧第一磁件

(52)‧‧‧第二磁件

(60)‧‧‧線圈組

(61)‧‧‧線圈

(70)‧‧‧感應開關電路

(71)‧‧‧通路檢知器

(72)‧‧‧斷路檢知器

(75)‧‧‧感應元件

第一圖：係現有電磁裝置之架構示意圖。

第二圖：係本發明磁能轉換裝置之架構示意圖，用以說明其主要構成元件及其相對關係。

第三~六圖：係本發明磁能轉換裝置的動作示意圖。

本發明係一種磁能轉換裝置，隨附圖例示之本發明的具體實施例及其構件中，所有關於前與後、左與右、頂部與底部、上部與下部、以及水平與垂直的參考，僅用於方便進行描述 ，並非限制本發明，亦非將其構件限制於任何位置或空間方向。圖式與說明書中所指定的尺寸，當可在不離開本發明之申請專利範圍內，根據本發明之具體實施例的設計與需求而進行變化。

而本發明之磁能轉換裝置的構成，係如第二圖所示，係由相對兩磁組(50)、至少一線圈組(60)及一感應開關電路(70)所組成，且該相對兩磁組(50)並可同步與線圈組(60)產生相對之旋轉或線性運動；又該磁能轉換裝置較佳實施例之詳細構成則仍請參看第二圖所顯示者，其中兩磁組(50)係呈間隔設置，且兩磁組(50)可同步相對線圈組(60)運動，又兩磁組(50)分別係由磁極與運動方向垂直之至少一第一磁件(51)及至少一第二磁件(52)串列而成，且同側之磁組(50)的第一、二磁件(51、52)呈磁極相異狀排列，例如上側磁組(50)之第一磁件(51)以N極磁極對應線圈組(60)、則第二磁件(52)即以S極磁極對應線圈組(60)，又線圈組(60)兩側磁組(50)的第一、二磁件(51、52)與第二、一磁件(52、51)呈同極磁極相對，例如上側的磁組(50)之第一磁件(51)以N極磁極對應線圈組(60)、則下側之磁組(50)即以相對的第二磁件(52)之N極磁極對應線圈組(60)；又所述之線圈組(60)係設於前述兩磁組(50)間，且與兩磁組(50)呈等距間隔，供抵消兩磁組(50)相對線圈組(60)的垂向分力，又各該線圈組(60)具有一平行磁組(50)運動方向之線圈(61)所構成，且線圈(61)之長度與第一、二磁件(51、52)之長度比為0.8~1：2，且線圈(61)並與前 述感應開關電路(70)連接，供受感應開關電路(70)控制形成通、斷路狀態；至於所述之感應開關電路(70)則係於兩磁組(50)中任一磁組(50)之各第一、二磁件(51、52)的中央設有一通路檢知器(71)，而第一、二磁件(51、52)之各相接處分設有一斷路檢知器(72)，且該感應開關電路(70)於該線圈組(60)之線圈(61)中間設有一感應元件(75)，用以當感應元件(75)檢知該通路檢知器(71)時能使線圈(61)與負載間導通，反之當感應元件(75)檢知該斷路檢知器(72)時能使線圈(61)與負載間切斷；藉此，組構成一可有效降低磁阻力，減少動能損耗，而提高轉速之磁能轉換裝置者。

至於本發明磁能轉換裝置於實際使用時，則係如第三~六圖所示，當兩磁組(50)相對線圈組(60)由上側之第一磁件(51)走向第二磁件(52)位移運轉時，如線圈組(60)之線圈(61)因感應元件(75)檢知第一磁件(51)中段的通路檢知器(71)時【如第三圖之(A)】，則感應開關電路(70)形成通路，能使線圈(61)與負載間導通；【如第三圖之(B)】線圈(61)因發電負載下而生成一電磁鐵，其對應運動方向的一端會激生S極磁極，而另一端則形成N極磁極，如此該線圈(61)的S極磁極會相對上側磁組(50)的第一磁件(51)與下側磁組(50)的第二磁件(52)之N極磁極產生順向磁吸力，同時該線圈(61)另端的N極磁極會相對上側磁組(50)的第一磁件(51)與下側磁組(50)的第二磁件(52)之N極磁極產生順向磁斥 力，且會相對上側磁組(50)的下一個第二磁件(52)與下側磁組(50)的下一個第一磁件(51)之S極磁極產生順向磁吸力【如第三圖之(B)】；【如第三圖之(C)】當兩側磁組(50)繼續前進接近磁鐵相接處時，雖然該線圈(61)的S極磁極越過上側磁組(50)的第一磁件(51)與下側磁組(50)的第二磁件(52)之N極磁極而產生逆向磁吸力，但由於該線圈(61)另端的N極磁極會相對上側磁組(50)的第一磁件(51)與下側磁組(50)的第二磁件(52)之N極磁極產生順向磁斥力，且會相對上側磁組(50)的下一個第二磁件(52)與下側磁組(50)的下一個第一磁件(51)之S極磁極產生順向磁吸力【如第三圖之(C)】，故總體上順向磁應力大於逆向磁應力，在與前述逆向磁阻力抵減後，仍可產生有利於運動方向的磁助力。

而當線圈(61)上之感應元件(75)在檢知第一、二磁件(51、52)間的斷路檢知器(72)時，則感應開關電路(70)形成斷路，切斷線圈(61)之負載【如第四圖之(A)~(C)】；【如第四圖之(B)】若感應開關電路(70)如未斷路，則線圈(61)將因發電負載下而激磁生成一電磁鐵，其對應運動方向的一端會形成S極磁極，而另一端則形成N極磁極，如此該線圈(61)的S極磁極會相對上側磁組(50)的第一磁件(51)與下側磁組(50)的第二磁件(52)之N極磁極產生逆向磁吸力，且會相對上側磁組(50)的下一個第二磁件(52)與下側磁組(50)的下一個第一磁件(51)之S極磁極產生逆向磁斥力，雖然該線圈(61)另端的N極磁極會相對上側磁組(50)的第二磁件(52)與下側磁組(50)的第一磁件(51)之S極磁極產生順 向磁吸力，但總體上逆向磁應力大於順向磁應力，如此將產生不利於運動方向的磁阻力【如第四圖之(B)】；【如第四圖之(C)】當兩側磁組(50)繼續前進接近上側磁組(50)第二磁件(52)磁極中線時，因該線圈(61)的S極磁極會相對上側磁組(50)的上一個第一磁件(51)與下側磁組(50)的上一個第二磁件(52)之N極磁極產生逆向磁吸力，且會相對上側磁組(50)的第二磁件(52)與下側磁組(50)的第一磁件(51)之S極磁極產生逆向磁斥力，且該線圈(61)另端的N極磁極會相對上側磁組(50)的第二磁件(52)與下側磁組(50)的第一磁件(51)之S極磁極產生逆向磁吸力【如第四圖之(C)】，因此其整段的磁阻力較大，故採切斷線圈(61)負載，使線圈(61)不通電，避其激生極性，減低動能損耗。

接著，如第五圖所示，兩磁組(50)持續位移運轉，當線圈(61)上感應元件(75)檢知上側磁組(50)之第二磁件(52)中段的通路檢知器(71)時【如第五圖之(A)】，則感應開關電路(70)形成通路，能使線圈(61)與負載間導通；【如第五圖之(B)】，線圈(61)因發電負載下而生成一電磁鐵，其對應運動方向的一端會形成N極磁極，而另一端則形成S極磁極，雖然該線圈(61)的N極磁極會相對上側磁組(50)的第二磁件(52)與下側磁組(50)的第一磁件(51)之S極磁極產生逆向磁吸力，但由於該線圈(61)另端的S極磁極會相對上側磁組(50)的第二磁件(52)與下側磁組(50)的第一磁件(51)之S極磁極產生順向磁斥力，且會對上側磁組(50)的下一個第一磁件(51)與下側磁組(50)的下一個第二磁件(52)之N 極磁極產生順向磁吸力【如第五圖之(B)】，故總體上順向磁應力大於逆向磁應力，在與前述逆向磁阻力抵減後，仍可產生有利於運動方向的磁助力。

而當線圈(61)上之感應元件(75)在檢知第二、一磁件(52、51)間的斷路檢知器(72)時，則感應開關電路(70)形成斷路，切斷線圈(61)之負載【如第六圖之(A)~(B)】；【如第六圖之(B)】若感應開關電路(70)如未斷路，則線圈(61)將因發電負載下而激磁生成一電磁鐵，其對應運動方向的一端會形成N極磁極，而另一端則形成S極磁極，如此該線圈(61)的N極磁極會相對上側磁組(50)的上一個第二磁件(52)與下側磁組(50)的上一個第一磁件(51)之S極磁極產生逆向磁吸力，且會相對上側磁組(50)的第一磁件(51)與下側磁組(50)的第二磁件(52)之N極磁極產生逆向磁斥力，且該線圈(61)另端的S極磁極會相對上側磁組(50)的第一磁件(51)與下側磁組(50)的第二磁件(52)之N極磁極產生逆向磁吸力【如第六圖之(B)】，因此其整段的磁阻力較大，故採切斷線圈(61)負載，使線圈(61)不通電，避其激生極性，減低動能損耗。

本發明亦藉由相對兩磁組(50)呈同極對向狀設置，以抵消磁阻之垂向分力、而加大磁助之水平分力，可進一步降低磁阻力，而有效減少動能損耗，同時加大其磁作用力，增進運轉轉速，而能大幅提升能源轉換率，同時磁力線經壓縮形成磁束，使其磁通量行徑規律、密集飽滿，增多切割數，加大其發電量。

藉此，可以理解到本發明為一創意極佳之創作，除了有效解決習式者所面臨的問題，更大幅增進功效，且在相同的技術領域中未見相同或近似的產品創作或公開使用，同時具有功效的增進，故本發明已符合發明專利有關「新穎性」與「進步性」的要件，乃依法提出申請發明專利。

Claims (2)

1. 一種磁能轉換裝置，其係由相對兩磁組、至少一線圈組及至少一感應開關電路所組成，且該相對兩磁組並可同步與線圈組產生相對運動；其中所述之相對兩磁組係呈間隔設置，又相對兩磁組分別係由磁極與運動方向垂直之至少一第一磁件及至少一第二磁件串列而成，且同側磁組的第一、二磁件呈磁極相異狀排列，另線圈組兩側磁組的第一、二磁件與第二、一磁件呈同極磁極相對；又所述之線圈組係設於前述相對兩磁組間，且與相對兩磁組呈等距間隔，各該線圈組具有一平行運動方向之線圈所構成；至於，所述之感應開關電路則係於相對兩磁組中任一側磁組之各第一、二磁件的中央設有一通路檢知器，而第一、二磁件之各相接處分設有一斷路檢知器，且該感應開關電路於該線圈組之線圈中間設有一感應元件，用以當感應元件檢知該通路檢知器時能使線圈與負載間導通，而當感應元件檢知該斷路檢知器時能使線圈與負載間切斷。
2. 如申請專利範圍第1項所述之磁能轉換裝置，其中該線圈之長度與第一、二磁件之長度比為0.8~1：2。