TWI657196B - 發電機的動力產生器 - Google Patents

Abstract

一種發電機的動力產生器，包含一定子裝置與一轉子裝置，該定子裝置包含固定座與分布在固定座之內環面的複數第一磁力產生件，該轉子裝置包含一軸桿、複數擺錘組件與複數第二磁力產生件，該軸桿可轉動地穿設於固定座並供連接一發電機的一轉軸，該軸桿可連接一動力輸入裝置，各擺錘組件連接該軸桿且包含一錘塊，該等第二磁力產生件以相同傾斜結構分布設置在該等擺錘組件的錘塊中，並與該等第一磁力產生件相斥；該等第一、第二磁力產生件之間的互斥力及其方向可推動該等擺錘組件轉動，進而驅使該發電機產生電能。

Description

發電機的動力產生器

本創作是關於一種動力產生器，特別是指發電機的動力產生器。

能是現代人日常生活中不可缺少的能源，舉凡手機、電腦、家電都需用到電能，也是製造業用以啟動各式機具、電子儀器與製程設備的重要能源。發電方式主要包含以火力或核能作為推動一發電機的動力源，而基於環保訴求，近年來世界上皆有提倡綠色能源，故諸如水力、太陽能、風力、地熱與海洋能等能源都可用以作為推動一發電機的動力源，而以不造成環境污染為前提的發電方式也持續在發展當中。

申請人乃蒐集發電技術之相關資料，經由審慎評估及多方考量，並以從事此行業所累積之寶貴經驗，經由不斷之樣品試作及改良，設計出本創作之發電機的動力產生器。

有鑒於此，本創作的主要目的是提供一種發電機的動力產生器，可用以推動發電機運轉，以讓發電機產生電能。

本創作的發電機的動力產生器包含： 一定子裝置，包含： 至少一固定座，其沿著一軸向形成一內環面，該內環面所圍區域形成一容置空間；以及 複數第一磁力產生件，分布設置在該內環面；以及 一轉子裝置，位在該容置空間中，包含： 一軸桿，沿著該軸向而可轉動地穿設在該至少一固定座，該軸桿的一外周面形成一連接面，該軸桿供連接一發電機的一轉軸； 複數擺錘組件，各該擺錘組件包含一錘桿與一錘塊，該等擺錘組件以其錘桿的一端沿著該軸向依序固接該軸桿的連接面，各該擺錘組件的錘塊連接其錘桿的另一端；以及 複數第二磁力產生件，以相同傾斜結構分布設置在該等擺錘組件的錘塊中，並與該等第一磁力產生件相斥，其中各該第二磁力產生件在該等擺錘組件的可轉動方向上分別形成一第一端與一第二端，該第一端到該軸桿之軸心距離相異於該第二端到該軸桿之軸心距離。

根據本創作的結構，該等第一磁力產生件固定在該至少一固定座，而該等第二磁力產生件設置在可轉動的該等擺錘組件，故該等第一磁力產生件與該等第二磁力產生件之間的互斥力及互斥力方向可推動該等擺錘組件在固定座支中轉動，進而驅使該軸桿所連接的該發電機運轉，讓該發電機產生電能。

以下配合圖式及本創作之較佳實施例，進一步闡述本創作為達成預定創作目的所採取的技術手段。

請參考圖1，本創作發電機的動力產生器包含一定子裝置10與一轉子裝置20，或進一步包含一動力輸入裝置。

請參考圖1與圖2的定子裝置10與轉子裝置20示意圖，該定子裝置10包含至少一固定座與複數第一磁力產生件11，本創作實施例係包含分離且相鄰設置的一第一固定座12與一第二固定座13，該第一固定座12與該第二固定座13固定在一基座100上，該第一固定座12與該第二固定座13沿著一軸向分別形成一內環面14，該內環面14可為圓內環面，但不以此為限，該內環面14所圍區域形成一容置空間15。該等第一磁力產生件11可以等角度分布設置在該第一固定座12與該第二固定座13的內環面14。該等第一磁力產生件11可為電磁鐵，且可產生五萬高斯(gauss)的磁力，其中電磁鐵的結構與原理是公知常識，例如電磁鐵可為一線圈，當在線圈施加電流時，線圈可依電流流動方向產生磁場。該第一、第二固定座12、13具相同結構，如圖2所示，以第一固定座12為例，該內環面14可環設有複數鋸齒部140，該等第一磁力產生件11可以相同傾斜結構分別設置在該等鋸齒部140上。該第一固定座12、該第二固定座13與該等鋸齒部140可為鋁合金製成的構件。

該轉子裝置20位在該容置空間15中，其包含一軸桿21、複數擺錘組件22與複數第二磁力產生件23，該軸桿21可通過軸承(圖中未示)而設置在軸桿座210，且該軸桿21沿著該軸向而可轉動地穿過該第一固定座12與該第二固定座13，該軸桿21的外周面形成一連接面，所述連接面可以是多個沿著軸桿21圓周排列的平面，或者包含多個凹槽與凸塊，或者是方栓槽，以與所述的多個擺錘組件22匹配結合，舉凡可以將多個擺錘組件22依序穿置固定在軸桿21上的結構均可以為連接面的結構。由於此為常見的機械結合結構，可以有多種形式，且非本案重點，容不贅述。請參考圖1，該軸桿21的一端可供通過一傳動機構30而連接一發電機31的一轉軸32，其中該傳動機構30可包含一齒盤301與一鏈條302，該軸桿21的一端連接該齒盤301的中心，該鏈條302則連接在該齒盤301與該發電機31的轉軸32之間。

該等擺錘組件22的結構相同，請參考圖2，以其中一個擺錘組件22為例，該擺錘組件22包含一錘桿221與一錘塊222a，請參考圖5，該錘塊222a的表面可形成複數凹槽24以供分別設置該等第二磁力產生件23，該等第二磁力產生件23可以卡接、緊配合、插設或進一步通過其他固定件而固設於該凹槽24。該等擺錘組件22可以其錘桿221的一端沿著該軸向依序固接該軸桿21的連接面，該錘桿221的另一端朝向該內環面14，各該擺錘組件22的錘塊222a連接其錘桿221朝向該內環面14的該另一端。本創作實施例可包含四個擺錘組件22，其分別具有一錘塊222a、222b、222c、222d，該等錘塊222a~222d與該內環面14(或鋸齒部140)之間維持一間隔而未接觸。

該等第二磁力產生件23係以相同傾斜結構分布設置在該等擺錘組件22的錘塊222a~222d中。如圖2所示，各該第二磁力產生件23在該等擺錘組件22的可轉動方向上分別為一第一端231與一第二端232，該第一端231到該軸桿21之軸心距離相異於該第二端232到該軸桿21之軸心距離以形成所述傾斜結構。該等第二磁力產生件23可皆為汝鐵硼永久磁鐵塊，可產生五萬高斯(gauss)的磁力，該等錘桿221可為鑄鋼製成的構件，該等錘塊222a~222d可為不鏽鋼製成的構件，其中如圖2所示，各該錘塊222a~222d可經由螺栓200與其對應的錘桿221固定結合。該等第二磁力產生件23係與該等第一磁力產生件11相斥，舉例來說，該等第二磁力產生件23以其N極面對該等第一磁力產生件11的N極，或者該等第二磁力產生件23以其S極面對該等第一磁力產生件11的S極，以藉由相對設置的相同磁極產生互斥力。

請參考圖2，整體來看，該四個擺錘組件22依序錯位設置；請參考圖3，僅以該第一固定座12來看，該等擺錘組件22當中的兩相鄰擺錘組件22位在該第一固定座12內側，且其中一錘塊222b以其四分之一的長度超出另一錘塊222a；同樣地，請參考圖4，以該第二固定座13來看，該等擺錘組件22當中的另外兩相鄰擺錘組件22位在該第二固定座13內側，而其中一錘塊222d以其四分之一的長度超出另一錘塊222c；此外，錘塊222c也可以其四分之一的長度超出錘塊222b。如前所述，相鄰的兩擺錘組件22當中，其中一錘塊以其四分之一的長度超出另一錘塊，換言之，其中一錘塊以其四分之三的長度與另一錘塊重疊。再者，從圖2可見，本創作第一實施例中，該等擺錘組件22的錘塊222a~222d分布區域係涵蓋該內環面14的三分之一周長，並能涵蓋該等第一磁力產生件11當中的六個連續設置的鋸齒部140。

關於第一實施例之該等第一磁力產生件11與第二磁力產生件23的傾斜結構，請參考圖2與圖5，各該擺錘組件22的錘塊222a~222d為對應於該內環面14的弧形塊體，各該第二磁力產生件23的該第一端231與其第二端232所成一直線La相對於該第一端231對應在該錘塊222a弧表面的一切線Lb的一夾角θ1係大於或等於10度以及小於或等於15度，即10°≦θ1≦15°；該等第一磁力產生件11係以另一傾斜結構分布設置在該至少一固定座的內環面14的鋸齒部140，其中各該第一磁力產生件11在該等擺錘組件22的可轉動方向上分別形成一第一端111與一第二端112，各該第一磁力產生件11的第一端111至該軸桿21之軸心距離相異於其第二端112到該軸桿21之軸心距離以形成傾斜結構，如圖5所示，各該第一磁力產生件11的第一端111與第二端112所成直線Lc相對於各該鋸齒部140連接在該內環面14之相對兩端點所成一直線Ld的一夾角θ2為大於或等於5度以及小於或等於10度，即5°≦θ2≦10°。本創作第一實施例中，θ1較佳為10度，θ2較佳為5度。

請參考圖6所示的第二實施例，如前所述，各該第一磁力產生件11在該等擺錘組件22的可轉動方向上分別形成第一端111與第二端112，各該第一磁力產生件11的第一端11至該軸桿21之軸心距離等於其第二端112到該軸桿21之軸心距離，而在第二實施例中，各該第二磁力產生件23的該第一端231與其第二端232所成該直線相對於其第一端231對應在該錘塊222a的該切線的該夾角(即圖5所示的θ1)較佳為15度。

前述實施例的該第一固定座12與該第二固定座13的內環面14為圓內環面，此外，該第一固定座12與該第二固定座13的內環面14可為多邊形內環面，請參考圖7所示的第三實施例，該第一固定座12與該第二固定座13的結構相同，圖7以該第一固定座12為例，該第一固定座12為一多邊形固定座，例如正八邊形固定座，其內環面14為正八邊形內環面而具有八個平面，每個平面設有一個所述第一磁力產生件11，故第三實施例可具有八個所述第一磁力產生件11。如圖7所示，於該第一固定座12中，其兩擺錘組件22的錘塊222a、222b分布區域能涵蓋該等第一磁力產生件11當中的三個第一磁力產生件11。其中，等第一磁力產生件11可為電磁鐵，電磁鐵的結構與原理是公知常識，例如電磁鐵可為一線圈，在電磁鐵的表面可設置一包覆層(圖中未示)，該包覆層可為不銹鋼層，由該包覆層降低電磁鐵的工作溫度與磁場干擾。

本創作的該動力輸入裝置連接該轉子裝置20的該軸桿21，用以輸入一動力能量給該軸桿21，進而驅動該軸桿21轉動。舉例來說，該動力輸入裝置可為風力裝置或水力裝置，包含驅動機構與扇葉，該軸桿21通過驅動機構連接扇葉，當扇葉被風力吹動或被水流帶動而轉動，可通過所述驅動機構而帶動該軸桿21轉動。

本創作的實施例中，請參考圖1與圖8，該動力輸入裝置亦可為電動裝置40，該電動裝置40包含一轉輪41與至少一驅動輪組42，本創作是以兩驅動輪組42為例。請參考圖1，該轉輪41設置在該第一固定座12與該第二固定座13之間，請參考圖8，該轉輪41可包含一轉輪輪框411與一轉輪輪胎412，該轉輪輪框411的中心固接該軸桿21，該轉輪輪胎412設置在該轉輪輪框411的外周。該驅動輪組42包含一驅動馬達421與一驅動輪422，該驅動馬達421設置在該基座100，該驅動輪422包含一驅動輪框423與一驅動輪胎424，該驅動輪框423的中心固接該驅動馬達421的驅動軸425，該驅動輪胎424設置在該驅動輪框423的外周。該驅動輪胎424接觸該轉輪輪胎412，當驅動馬達421啟動運轉時，轉動的該驅動輪胎424通過摩擦力轉動該轉輪輪胎412，使轉動的該轉輪41帶動該軸桿21轉動。

需說明的是，當該軸桿21的轉速低於一預設值或為靜止時，可啟動該動力輸入裝置以驅動該軸桿21旋轉，而當該軸桿21的轉速達到該預設值，可停機該動力輸入裝置，藉此當該動力輸入裝置為該電動裝置40時，可避免該電動裝置40的驅動馬達421持續耗電，減少電能消耗。

因為該等第一磁力產生件11係固定於該第一固定座12與該第二固定座13，而該等第二磁力產生件23係固定於可轉動的該等擺錘組件22，故該等第二磁力產生件23的傾斜結構與其分布區域涵蓋多個第一磁性產生件11的結構，讓該等第一磁力產生件11與該等第二磁力產生件23之間的互斥力及其方向(即該等第二磁力產生件23的表面法線方向)可推動該等擺錘組件22轉動，進而驅使該軸桿21通過該傳動機構30帶動該發電機31的轉軸32運轉，讓該發電機31產生電能。該發電機31可經由電纜線33電性連接一負載34，該負載34可為蓄電池，使該發電機31產生的電能傳輸給負載34儲存或進一步運用。

以上所述僅是本創作的較佳實施例而已，並非對本創作做任何形式上的限制，雖然本創作已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本創作，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本創作技術方案的範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本創作技術方案的內容，依據本創作的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本創作技術方案的範圍內。

100‧‧‧基座

10‧‧‧定子裝置

11‧‧‧第一磁力產生件

111‧‧‧第一端

112‧‧‧第二端

12‧‧‧第一固定座

13‧‧‧第二固定座

14‧‧‧內環面

140‧‧‧鋸齒部

15‧‧‧容置空間

20‧‧‧轉子裝置

200‧‧‧螺栓

21‧‧‧軸桿

210‧‧‧軸桿座

22‧‧‧擺錘組件

221‧‧‧錘桿

222a‧‧‧錘塊

222b‧‧‧錘塊

222c‧‧‧錘塊

222d‧‧‧錘塊

23‧‧‧第二磁力產生件

231‧‧‧第一端

232‧‧‧第二端

24‧‧‧凹槽

30‧‧‧傳動機構

301‧‧‧齒盤

302‧‧‧鏈條

31‧‧‧發電機

32‧‧‧轉軸

33‧‧‧電纜線

34‧‧‧負載

40‧‧‧電動裝置

41‧‧‧轉輪

411‧‧‧轉輪輪框

412‧‧‧轉輪輪胎

42‧‧‧驅動輪組

421‧‧‧驅動馬達

422‧‧‧驅動輪

423‧‧‧驅動輪框

424‧‧‧驅動輪胎

425‧‧‧驅動軸

圖1：本創作實施例通過傳動機構連接發電機的平面示意圖。 圖2：本創作實施例的至少一固定座與複數擺錘組件的平面示意圖。 圖3：本創作實施例的第一固定座與其擺錘組件的平面示意圖。 圖4：本創作實施例的第二固定座與其擺錘組件的平面示意圖。 圖5：圖2的局部放大示意圖。 圖6：本創作另一實施例的固定座與擺錘組件的平面示意圖。 圖7：本創作再一實施例的固定座與擺錘組件的平面示意圖。 圖8：本創作實施例的動力輸入裝置的平面示意圖。

Claims (9)

1. 一種發電機的動力產生器，包含：一定子裝置，包含：至少一固定座，其沿著一軸向形成一內環面，該內環面所圍區域形成一容置空間；以及複數第一磁力產生件，分布設置在該內環面；以及一轉子裝置，位在該容置空間中，包含：一軸桿，沿著該軸向而可轉動地穿設在該至少一固定座，該軸桿的一外周面形成一連接面，該軸桿供連接一發電機的一轉軸；複數擺錘組件，各該擺錘組件包含一錘桿與一錘塊，該等擺錘組件以其錘桿的一端沿著該軸向依序固接該軸桿的連接面，各該擺錘組件的錘塊連接其錘桿的另一端；以及複數第二磁力產生件，以相同傾斜結構分布設置在該等擺錘組件的錘塊中，並與該等第一磁力產生件相斥，其中各該第二磁力產生件在該等擺錘組件的可轉動方向上分別形成一第一端與一第二端，該第一端到該軸桿之軸心距離相異於該第二端到該軸桿之軸心距離；以及一動力輸入裝置，該動力輸入裝置連接該轉子裝置的該軸桿，當該軸桿的轉速低於一預設值時，啟動該動力輸入裝置以驅動該軸桿旋轉，而當該軸桿的轉速達到該預設值，停機該動力輸入裝置。
2. 如請求項1所述之發電機的動力產生器，該至少一固定座的該內環面是圓內環面，該等擺錘組件依序錯位設置，使相鄰的兩擺錘組件當中，其中一錘塊以其四分之一的長度超出另一錘塊且其中一錘塊以其四分之三的長度與另一錘塊重疊，該等擺錘組件的錘塊分佈區域涵蓋該內環面的三分之一周長。
3. 如請求項2所述之發電機的動力產生器，該等第一磁力產生件以等角度分佈設置在該至少一固定座的內環面，該等擺錘組件的錘塊涵蓋該等第一磁力產生件當中的多個連續設置的第一磁力產生件。
4. 如請求項3所述之發電機的動力產生器，各該擺錘組件的錘塊為對應於該內環面的弧形塊體，各該第二磁力產生件的第一端與第二端所成一直線相對於各該第二磁力產生件的第一端對應在該錘塊的弧表面的一切線的一夾角為大於或等於10度以及小於或等於15度。
5. 如請求項4所述之發電機的動力產生器，該等第一磁力產生件分佈設置在該至少一固定座的內環面，其中各該第一磁力產生件在該等擺錘組件的可轉動方向上分別形成一第一端與一第二端，各該第一磁力產生件的第一端到該軸桿的軸心距離相異於其第二端到該軸桿的軸心距離。
6. 如請求項5所述之發電機的動力產生器，該至少一固定座的內環面環設有多個鋸齒部，該等第一磁力產生件分別設置在該等鋸齒部；各該第一磁力產生件的第一端與第二端所成直線相對於各該鋸齒部連接在該內環面的相對兩端點所成該直線的該夾角為5度；各該第二磁力產生件的第一端與第二端所成該直線相對於各該第二磁力產生件的第一端對應在該錘塊的弧表面的該切線的該夾角為10度。
7. 如請求項4所述之發電機的動力產生器，該等第一磁力產生件分佈設置在該至少一固定座的內環面，其中各該第一磁力產生件在該等擺錘組件的可轉動方向上分別形成一第一端與一第二端，各該第一磁力產生件的第一端到該軸桿的軸心距離等於其第二端到該軸桿的軸心距離；各該第二磁力產生件的第一端與第二端所成該直線相對於各該第二磁力產生件的第一端對應在該錘塊的弧表面的該切線的該夾角為15度。
8. 如請求項1所述之發電機的動力產生器，該至少一固定座的內環面為正八邊形內環面而具有八個平面，其中每個平面設有一個所述第一磁力產生件；該至少一固定座中的擺錘組件的錘塊的分佈區域涵蓋該等第一磁力產生件當中的三個第一磁力產生件。
9. 如請求項1至8中任一項所述之發電機的動力產生器，該動力輸入裝置為一電動裝置，該電動裝置包含：一轉輪，包含一轉輪輪框與一轉輪輪胎，該轉輪輪框的中心固接該軸桿，該轉輪輪胎設置在該轉輪輪框的外周；以及一驅動輪組，包含一驅動馬達與一驅動輪，該驅動輪包含一驅動輪框與一驅動輪胎，該驅動輪框的中心固接該驅動馬達的一驅動軸，該驅動輪胎設置在該驅動輪框的外周，且該驅動輪胎接觸該轉輪輪胎。