TWI680229B - 可分離式浮筒 - Google Patents
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Abstract
一種可分離式浮筒，其包含有：一中心浮體；一可脫離浮體單元，其係可分離式的設於該中心浮體；以及一腔室，其係連結該中心浮體與該可脫離浮體單元。
Description
一種可分離式浮筒，尤其指一種可減緩波浪發電機所承受之波浪力，並有效提升波浪發電機之安全性之浮筒結構。
近年環保議題逐漸被人們所重視，所以綠色能源的使用率就慢慢增加，而綠色能源的發展也被人們所注意。現有的綠色能源約略可分為四種，太陽能、水力、風力與海洋能。
然受限於土地、日照或水資源之因素，海洋能發電係逐漸被具有廣大海域的國家所接受。而波浪發電係使用波浪發電機進行發電。
現有的波浪發電機具有一浮體與一發電機組，浮體係浮於水面上或者半潛於水面下，可吸收波浪能量進而帶動發電機組運動。發電機組可將浮體運動的力學能轉換電能或者其餘可供儲存的能量形式輸出。
極端天候條件下，舉例而言如颱風，海域波浪能量達正常波浪條件之百倍，波浪機組若要存活於極端風浪環境，必須在此極端條件下減少浮體所承受的波浪力量，採用半潛式的浮體躲避風浪，或者使用甜甜圈型式浮體減少浮體切水面積，皆被廣泛的運用在浮體設計中，然而，其效果皆有所侷限。
本發明採用可分離式浮筒設計，使波浪發電機可減緩其所承受之波浪力，並可有效提升波浪發電機之安全性。其技術手段為： 一種可分離式浮筒，其包含有：一中心浮體；一可脫離浮體單元，其係可分離式的設於該中心浮體；以及一腔室，其係連結該中心浮體與該可脫離浮體單元之間。
另一種實施方式，係一種可分離式浮筒，其包含有：一中心浮體；一可脫離浮體單元，其具有：一中央盤體；至少一連結模組，其設於該中央盤體，該至少一連結模組係夾設該中心浮體；以及一浮體，其係被該至少一連結模組所夾設。
另一種實施方式，係一種可分離式浮筒，其包含有：一中心浮體，其具有一變形連接環；以及一可脫離浮體單元，其具有一容孔，該容孔係供該中心浮體設置，該變形連接環係抵壓該容孔的內壁。
另一種實施方式，本發明係一種可分離式浮筒，其包含有：一中心浮體；一可脫離浮體單元，其係環設於該中心浮體，該可脫離浮體單元具有多個浮體。
10‧‧‧中心浮體
100‧‧‧結合斜面
11‧‧‧腔室
12‧‧‧可脫離浮體單元
13‧‧‧浮體
130‧‧‧氣孔
14‧‧‧致動模組
15‧‧‧感測模組
20‧‧‧中心浮體
200‧‧‧氣孔
21‧‧‧可脫離浮體單元
210‧‧‧浮體
211‧‧‧連接體
212‧‧‧連接體
213‧‧‧凹槽
22‧‧‧致動模組
23‧‧‧腔室
24‧‧‧感測模組
30‧‧‧可脫離浮體單元
31‧‧‧連結模組
32‧‧‧中心浮體
33‧‧‧中央盤體
34‧‧‧浮體
35‧‧‧感測模組
36‧‧‧致動模組
40‧‧‧中心浮體
400‧‧‧變形連接環
401‧‧‧感測模組
402‧‧‧致動模組
41‧‧‧可脫離浮體單元
410‧‧‧容孔
50‧‧‧中心浮體
51‧‧‧可脫離浮體單元
510‧‧‧浮體
511‧‧‧箍圈
52‧‧‧感測模組
53‧‧‧致動模組
第1圖為本發明之一種可分離式浮筒之第一實施例之立體外觀示意圖。
第2圖本發明之一種可分離式浮筒之第二實施例之立體外觀示意圖。
第3圖為本發明之可分離式浮筒之第二實施例之立體展開示意圖。
第4圖為一中心浮體與一浮體之局部剖面示意圖。
第5圖為中心浮體與浮體之又一局部剖面示意圖。
第6圖為本發明之一種可分離式浮筒之第三實施例之立體示意圖。
第7圖為一連結模組之示意圖。
第8圖為本發明之一種可分離式浮筒之第四實施例之局部立體外觀示意圖。
第9圖為本發明之可分離式浮筒之第四實施例之動作示意圖。
第10圖為本發明之可分離式浮筒之第四實施例之又一動作示意圖。
第11圖為本發明之一種可分離式浮筒之第五實施例之剖面示意圖。
第12圖為本發明之可分離式浮筒之第五實施例之動作示意圖。
以下係藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，所屬技術領域中具有通常知識者可由本說明書所揭示之內容，輕易地瞭解本發明之其他優點與功效。
請配合參考第1圖所示，本發明係一種可分離式浮筒之第一實施例，其包含有其具有一中心浮體10與一可脫離浮體單元12。
中心浮體10係耦接一纜繩101，以使中心浮體10浮於水面上或者半潛於水面下。中心浮體10之頂端的邊緣處具有一結合斜面100。波浪發電機之發電機組係設於中心浮體10。
可脫離浮體單元12係可脫離式的設於中心浮體10的頂端，可脫離單元12之底端係貼合結合斜面100。
可脫離浮體單元12具有一浮體13、一致動模組14與一感測模組15。
浮體13為一剛性浮體，浮體13具有一氣孔130。浮體13具有一下凹槽，該下凹槽係與該氣孔相通。當浮體13與中心浮體10結合後，下凹槽與中心浮體10係形成有一腔室11。一抽氣單元可利用氣孔130對腔室11進行抽氣的動作，而使腔室11成為一低壓腔室，其可將可脫離浮體單元12與中心浮體10緊密結合成一體。
腔室11為一低壓腔室。舉例而言，低壓腔室之壓力係低於一 大氣壓。若低壓腔室壓力為+0.5atm，低壓腔室之直徑為2.5m，則分離可脫離浮體單元12與中心浮體10之結合力至少為250kN。
致動模組14係設於氣孔130，致動模組14可為炸藥、氣閥、電磁閥、致動器、主動洩氣閥或被動洩氣閥。感測模組15係設於腔室11或中心浮體10的頂端。感測模組15係訊號連接致動模組14。感測模組15為一壓力感測器或一加速度規。
致動模組14係可關閉氣孔130，而使外部氣體無法進入腔室11，並使腔室11維持於一低壓狀態。
請再配合參考第1圖所示，若波浪對浮體的拖曳力超過可脫離浮體單元12與中心浮體10之結合力，則可脫離浮體單元12與中心浮體10係自動分離。或者感測模組15係感測波浪所蘊含的能量或波浪起伏的速度超過波浪發電機所能承受時，致動模組14係將腔室11與外界壓力連通，而使低壓腔室回復至平壓腔室，以致使可脫離浮體單元12與中心浮體10自動分離。於此所述之平壓腔室的壓力係等於或趨近於一大氣壓。
請配合參考第2圖與第3圖所示，本發明之一種可分離浮筒之第二實施例，其係包含有一可脫離浮體單元21與一中心浮體20。
中心浮體20具有多個氣孔200。該些氣孔200係耦接一致動模組22。中心浮體20係耦接一纜繩201，以使中心浮體20浮於水面上或者半潛於水面下。
可脫離浮體單元21具有至少一浮體210。多個浮體210係以一至少一連接體211串接，而形成一長鏈結構，或稱為浮體鏈。
請配合參考第4圖與第5圖所示。浮體210的一端具有至少一凹槽213。於本實施例中，浮體210具有三個相互傾斜的結合面，各結合面具有一凹槽213。
可脫離浮體單元21係環設於中心浮體20。浮體210之三結合面係貼合於中心浮體20。在上述之凹槽213係形成一腔室23，腔室23係與氣孔200相通。該腔室23係為一封閉空間。
致動模組22係與一抽氣單元耦接，以使腔室23形成一低壓腔室。致動模組22係可關閉氣孔200，而使外部氣體無法進入腔室23，並使腔室23維持於一低壓狀態。
可脫離浮體單元21係以一連接體212連接中心浮體20。連接體211、212可為纜繩、金屬鍊條連接片體。
一感測模組24係設於中心浮體20。感測模組24係訊號連接致動模組22。
如第3圖與第5圖所示，若感測模組24係感測波浪所蘊含的能量或波浪起伏的速度超過波浪發電機所能承受時，致動模組22係使外部氣體經由氣孔200進入腔室23，而使低壓腔室轉變為平壓腔室，進而使可脫離浮體單元21與中心浮體20相互分離。
請配合參考第6圖所示，本發明係一種可分離浮筒之第三實施例，其包含有一可脫離浮體單元30與一中心浮體32。
可脫離浮體單元30具有至少一連結模組31、一中央盤體33、一浮體34、一感測模組35與一致動模組36。
請配合參考第7圖與第6圖所示，至少一連結模組31為一肘節機構，其一端係固定在中央盤體33之四周，另一端係連結一中心浮體32與一浮體34。連結模組31係具有一上鉗部310、一下鉗部311、一連桿312與一抵桿313。上鉗部310係樞接連桿312之一端。下鉗部311係樞接連桿312之另一端。抵桿313的兩端係樞接上鉗部310與下鉗部311，抵桿313具有一抵靠面314。當上鉗部310與下鉗部311被撐開時，抵桿313係受到下鉗部311的連動，而使抵桿313朝向遠離下鉗部311的方向移動，則抵靠面314會推抵該物品。
如上所述，浮體34係被連結模組31所夾設，即浮體34係設於上鉗部310與下鉗部311之間，並使上鉗部310與下鉗部311撐開，並使抵桿313朝向遠離下鉗部311方向移動。此時，至少一連結模組31之抵靠面314係抵靠設於中心浮體32之側面，藉此將中心浮體32固定於可脫離浮體單元30中。浮體34可為氣囊或一可變形浮體。
感測模組35與致動模組36係設於浮體34，感測模組35係訊
號連接致動模組36。
請再配合參考第6圖與第7圖所示，若浮體33為氣囊或可變形浮體且處於膨脹狀態，而使連結模組31夾設中心浮體32。受到連接纜線的固定，中心浮體32與可脫離浮體單元30係可沉於海面下，或浮於海面。
當感測模組35感測波浪所蘊含的能量或波浪起伏的速度超過波浪發電機所能承受時，致動模組36係將浮體34之氣體釋放至大氣中，而使浮體34變形。受到浮體34變形的影響，下鉗部311係朝向上鉗部310方向移動，而使抵靠面314係降低對於中心浮體32之抵靠度，以使連結模組31無法夾設中心浮體32，故使得中心浮體32與可脫離浮體單元30二者相互分離。
如上所述，致動模組36將浮體34之氣體釋放至大氣的方式為一爆開浮體34或為閥體洩氣。
請配合參考第8圖、第9圖與第10圖所示，本創作之一種可分離式浮筒之第四實施例，其包含有一中心浮體40與一可脫離浮體單元41。
中心浮體40具有一變形連接環400、一感測模組401與一致動模組402。變形連接環400係設於中心浮體40的周側。感測模組401係設於中心浮體40。致動模組402係設於變形連接環400。感測模組401係訊號連接致動模組402。致動模組402為一致動器、一洩氣閥或一電動閥
可脫離浮體單元41具有一容孔410。變形連接環400之一端與中心浮體40連結，另一端係抵壓容孔410的內壁，而使中心浮體40固定於可脫離浮體單元41中。
請再配合參考第9圖與第10圖所示，若感測模組401係感測波浪所蘊含的能量或波浪起伏的速度超過波浪發電機所能承受時，致動模組402係使變形連接環400變形，而使變形連接環400無法抵壓容孔410的內壁，並使中心浮體40與可脫離浮體單元41相互分離。
若變形連接環400為一充氣環或一充氣浮體時，致動模組401係使變形連接環400洩氣，進而使變形連接環400變形，藉此使可脫離浮體單元41與中心浮體40相互分離。
請配合參考第11圖與第12圖所示，本發明之一種可分離式浮筒之第五實施例，其包含有一中心浮體50與一可脫離浮體單元51。
可脫離浮體單元51具有多個浮體510。浮體510係環設於中心浮體50的周側。各浮體510具有一致動模組53。一箍圈511係環設於浮體510之四周，以使可脫離浮體單元51固定於中心浮體50。浮體510為一氣囊或一可變形浮體。
一感測模組52係設於中心浮體50。感測模組52係訊號連接致動模組53。
若感測模組52係感測波浪所蘊含的能量或波浪起伏的速度超過波浪發電機所能承受時，致動模組53係使浮體510洩氣，而使浮體510變形，進而使箍圈511由浮體510處脫離，再使於中心浮體50與可脫離浮體單元51相互分離。
綜合上述，本發明係一種可分離式浮筒，其為一種可脫離浮體單元與中心浮體之組合。當波浪所蘊含的能量或波浪起伏的速度超過波浪發電機所能承受時，可脫離浮體單元係與中心浮體相互分離，藉由此一分離的方式，以保護位於中心浮體中之發電機組，進而減緩波浪發電機所承受之波浪力，並可有效提升波浪發電機之安全性。
以上所述之具體實施例，僅係用於例釋本發明之特點及功效，而非用於限定本發明之可實施範疇，於未脫離本發明上揭之精神與技術範疇下，任何運用本發明所揭示內容而完成之等效改變及修飾，均仍應為下述之申請專利範圍所涵蓋。
Claims (18)
- 一種可分離式浮筒，其包含有：一中心浮體；一可脫離浮體單元，其係可分離式的設於該中心浮體的頂端，該可脫離浮體單元具有一浮體與一致動模組，該致動模組係設於該浮體；一腔室，其係連結該中心浮體與該可脫離浮體單元，該浮體具有氣孔與下凹槽，該下凹槽係與該氣孔相通，該致動模組係可關閉該氣孔，而使外部氣體無法進入該腔室，並使該腔室維持於一低壓狀態；以及一感測模組，其係訊號連接該致動模組。
- 如申請專利範圍第1項所述之可分離式浮筒，其中該腔室為一低壓腔室。
- 如申請專利範圍第1項所述之可分離式浮筒，其中該中心浮體具有一結合斜面；該可脫離浮體單元係貼合於該結合斜面。
- 如申請專利範圍第1項所述之可分離式浮筒，其中該感測模組為一壓力感測器或一加速規；該致動模組為一主動洩氣閥、一被動洩氣閥、一致動器、一洩氣閥、一炸藥或一電磁閥；該浮體為一剛性浮體。
- 如申請專利範圍第1項所述之可分離式浮筒，其中該可脫離浮體單元與該中心浮體結合時，在該下凹槽處形成一腔室。
- 一種可分離式浮筒，其包含有：一中心浮體，其具有多個氣孔，該中心浮體更具有一感測模組與一致動模組，該感測模組係訊號連接該致動模組；一可脫離浮體單元，其係可分離式的設於該中心浮體上；以及一腔室，其係連結該中心浮體與該可脫離浮體單元，該些氣孔係與該腔室相通，該致動模組係耦接該些氣孔。
- 如申請專利範圍第6項所述之可分離式浮筒，其中該致動模組係可關閉該氣孔，而使外部氣體無法進入該腔室，並使該腔室維持於一低壓狀態。
- 如申請專利範圍第6項所述之可分離式浮筒，其中該感測模組為一壓力感測器或一加速規；該致動模組為一主動洩氣閥、一被動洩氣閥、一洩氣閥、一炸藥、一致動器、一洩氣閥或一電磁閥。
- 如申請專利範圍第6或1項所述之可分離式浮筒，其中該可脫離浮體單元係環設於該中心浮體，該可脫離浮體單元係以一連接體連接該中心浮體，該可脫離浮體單元具有至少一浮體，該至少一浮體係以一至少一連接體串接。
- 如申請專利範圍第9項所述之可分離式浮筒，其中該連接體為纜繩、金屬鍊條連接片體。
- 如申請專利範圍第9項所述之可分離式浮筒，其中該浮體中心具有至少一凹槽，當該浮體設於該中心浮體時，該凹槽與該氣孔相通，該凹槽係形成為該腔室。
- 一種可分離式浮筒，其包含有：一中心浮體；一可脫離浮體單元，其具有：一中央盤體；至少一連結模組，其係設於該中央盤體，該至少一連結模組係夾設該中心浮體；以及一浮體，其係被該至少一連結模組所夾設；一致動模組與一感測模組，該致動模組與該感測模組係設於該浮體，該致動模組係訊號連接該感測模組；該感測模組為一壓力感測器或一加速規；該致動模組為一主動洩氣閥、一被動洩氣閥、一致動器、一洩氣閥、一炸藥或一電磁閥；該浮體為一可變形浮體或一氣囊。
- 如申請專利範圍第12項所述之可分離式浮筒，其中該連結模組為一肘節機構。
- 如申請專利範圍第12項所述之可分離式浮筒，其中該連結模組係具有一上鉗部、一下鉗部、一連桿與一抵桿，該上鉗部係樞接該連桿，該下鉗部係樞接該連桿，該抵桿的兩端係樞接該上鉗部與該下鉗部，該抵桿具有一抵靠面；當該浮體被夾設於該上鉗部與該下鉗部時，該抵桿係朝向遠離該下鉗部方向移動，以使該抵靠面推抵該中心浮體。
- 一種可分離式浮筒，其包含有：一中心浮體，其具有一變形連接環；一可脫離浮體單元，其具有一容孔，該容孔係供該中心浮體設置，該變形連接環係抵壓該容孔的內壁；以及一感測模組與一致動模組，該感測模組係設於該中心浮體，該致動模組係設於該變形連接環，該致動模組係訊號連接該感測模組。
- 如申請專利範圍第15項所述之可分離式浮筒，其具有該感測模組為一壓力感測器或一加速規；該致動模組為一主動洩氣閥、一被動洩氣閥、一致動器、一洩氣閥、一炸藥或一電磁閥；該變形連接環為一充氣浮體或一充氣環。
- 一種可分離式浮筒，其包含有：一中心浮體；一可脫離浮體單元，其係環設於該中心浮體，該可脫離浮體單元具有多個浮體，各該浮體具有一致動模組，該浮體為一可變形浮體或一氣囊；該中心浮體具有一感測模組，該致動模組係訊號連接該感測模組，該感測模組為一壓力感測器或一加速規；該致動模組為一主動洩氣閥、一被動洩氣閥、一致動器、一洩氣閥、一炸藥或一電磁閥。
- 如申請專利範圍第17項所述之可分離式浮筒，其中該可脫離浮體單元更具有一箍圈，該箍圈係環設於該些多個浮體之四周。
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