TWI728930B - 海浪發電裝置 - Google Patents
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Abstract
一種海浪發電裝置，尤指一種藉由海浪衝擊可隨潮汐上升或下降之空心浮板，而使該空心浮板所聯動的齒條產生上、下往復擺動的運動，進而作動一發電機的動力輸入端運轉，而產生電能之發電裝置。
Description
本發明係關於一種海浪發電裝置，尤指一種可隨海浪上下波動帶動本發明的發電裝置。
隨著空氣污染日益嚴重，風力、水力、太陽能等無污染的能源開發便更顯重要。但風力、太陽能電場的設置，受限於環境與地理因素，且其建造成本極高，因此開發海洋能源便成為尋求另一項替代能源的重要選項。
目前已有利用海洋之洋流達到發電的目的，如我國發明專利申請案第10411827、103100726號所示，惟如黑潮等洋流僅在特定的區域發生，因此並無法廣泛應用，而顯其缺點。
另如我國新型專利第M564179號「海洋波浪發電機組應變系統」，是藉由海浪達到發電的目的，於該案中所揭示之動力擷取裝置，係包含一浮筒、一力臂及一飛輪。該浮筒設置於海面上，該力臂具有一第一端及一第二端，其中該第一端連接該浮筒，該第二端連接該飛輪，且該飛輪連接該機械裝置的一端。該浮筒隨波浪產生之水面運動進行往復移動，並通過該力臂驅動該飛輪轉動，以達到發電的目的。
惟，該新型專利第M564179號，其中該力臂及飛輪都是建置在海平面的上方，該力臂並無法隨潮汐伸長或縮短，由於漲潮與退潮之水位落差以臺中海域為例往往高達5~6公尺，因此當退潮時，海水的水面便會位於浮筒的下方，此時海浪便無法推動力臂，使整部機組無法作動產生電力，而顯其缺點。
本案發明人有鑑於此，乃加予研究創新，揭示出本發明所示之海浪發電裝置。
本發明之目的旨在提供一種海浪發電裝置，係包括：一基座，含有四根基柱，建置於海床，其中於兩根基柱間構成一作動通道，並另外兩根基柱上分別滑設有一活動座；一平台，固定於該基座上，該平台上裝設有至少一發電機，該發電機含有一動力輸入端及一電力輸出端，其中該發電機之動力輸入端為一轉軸，並於該轉軸上嵌設有一齒輪；一空心浮板，其第一端之兩側分別設有一軸心座，並於兩該軸心座中穿置一樞軸，並令該樞軸的兩端分別樞設於該活動座中，使該空心浮板可沿該兩基柱上、下移動，且該空心浮板之第二端兩側分別別設有一穩定座，各該穩定座分別含有一滾軸，抵靠於構成該作動通道之兩根基柱上相對滾動；一齒條，常時嚙合該齒輪，並令該齒條之第一端樞連該空心浮板之一樞座上，以隨該空心浮板上、下往復擺動地驅動該齒輪旋轉，以驅動該發電機之動力輸入端，而使該發電機產生電流並自該電力輸出端向外輸出；以及一升降裝置，含有：至少一螺桿，其第一端樞連於該活動座上；一調整輪，樞設於該平台上，該調整輪之中央穿設有一螺孔，使該螺桿螺合於該調整輪之螺孔中；一驅動馬達，其輸出端嚙合該調整輪，用以驅轉該調整輪旋轉，以聯動該螺桿上升或下降；以及至少一水位感測器，令該水位感測器感知水位下降時，驅使該驅動馬達聯動該調整輪旋轉，使該螺桿下降，以聯動該空心浮板向下位移；令該水位感測器感知水上升時，驅使該驅動馬達聯動該調整輪反向旋轉，使該螺桿上升，以聯動該空心浮板向上位移。
本發明所揭示之海浪發電裝置，其中該水位感測器係包括：一盤體，向下突伸一固定軸，令該固定軸之末端連設於該空心浮板上，隨該空心浮板上、下運動；一浮球，中央貫穿一通孔，用以穿置該固定軸於內，使該浮球可隨潮汐沿該固定軸上、下滑移；第一水位感測器，令該第一感知器感知該浮球下移時，驅使該驅動馬達聯動該調整輪旋轉，使該螺桿下降，以聯動該空心浮板向下位移；以及第二水位感測器，令該第二水位感測器感知該浮球上移時，驅使該驅動馬達聯動該調整輪反向旋轉，使該螺桿上升，而聯動該空心浮板向上位移。
本發明之可取實體，可由以下之說明及圖式，而得以明晰。
如圖1~7所示，本發明係有關於一種海浪發電裝置，尤指一種藉由海浪衝擊可隨潮汐上升或下降之空心浮板(30)，而使該空心浮板(30)所聯動的齒條(40)產生上、下往復擺動的運動，進而作動一發電機(20)的動力輸入端(211)運轉，而產生電能之發電裝置。
如圖1~5所示，本發明係有關於一種海浪發電裝置，係包括：一基座(10)，含有四根基柱(11)，建置於海床，其中於兩根基柱(11)上分別滑設有一活動座(12)，於另外兩根基柱(11)間構成一作動通道(110)；一平台(20)，如圖1、3所示，固定於該基座(10)上，該平台(20)上裝設有至少一發電機(21)，該發電機(21)含有一動力輸入端(211)及一電力輸出端(212)，其中該發電機之動力輸入端(211)為一轉軸，並於該轉軸上嵌設有一齒輪(211a)；一空心浮板(30)，如圖1、4所示，其第一端之兩側分別設有一軸心座(310)，並於兩該軸心座(310)中穿置一樞軸(31)，並令該樞軸(31)的兩端分別樞設於該活動座(12)中，使該空心浮板(30)可沿該兩基柱(11)上、下移動，且該空心浮板(30)之第二端兩側分別設有一穩定座(33)，各該穩定座(33)分別含有一滾軸(331)，抵靠於構成該作動通道(110)之兩根基柱(11)上相對滾動；一齒條(40)，如圖1、2、5所示，常時嚙合該齒輪(211a)，並令該齒條(40)之第一端樞連該空心浮板(30)之一樞座(34)上，以隨該空心浮板(30)上、下往復擺動地驅動該齒輪(211a)旋轉，以驅動該發電機(21)之動力輸入端(211)，而使該發電機(21)產生電流並自該電力輸出端(212)向外輸出；以及一升降裝置(50)，如圖1、2、5、6所示，含有：至少一螺桿(51)，其第一端樞連於該活動座(12)上；一調整輪(52)，樞設於該平台(20)上，該調整輪(52)之中央穿設有一螺孔(521)，使該螺桿(51)螺合於該調整輪之螺孔(521)中；一驅動馬達(53)，其輸出端嚙合該調整輪(52)，用以驅轉該調整輪(52)旋轉，以聯動該螺桿(51)上升或下降；以及至少一水位感測器(54)，令該水位感測器(54)感知水位下降時，驅使該驅動馬達(53)聯動該調整輪(52)旋轉，使該螺桿(51)下降，以聯動該空心浮板(30)向下位移；令該水位感測器(54)感知水上升時，驅使該驅動馬達(53)聯動該調整輪(52)反向旋轉，使該螺桿(51)上升，以聯動該空心浮板(30)向上位移。
如圖1、5、6圖所示，本發明所揭示之海浪發電裝置，其中該水位感測器(54)係包括：一盤體(541)，向下突伸一固定軸(542)，令該固定軸(542)之末端連設於該空心浮板(30)上，隨該空心浮板(30)上、下運動；一浮球(543)，中央貫穿一通孔(544)，用以穿置該固定軸(542)於內，使該浮球(542)可隨潮汐沿該固定軸(542)上、下滑移；第一水位感測器(545)，令該第一感知器(545)感知該浮球(543)下移時，驅使該驅動馬達(53)聯動該調整輪(52)旋轉，使該螺桿(51)下降，以聯動該空心浮板(30)向下位移；以及第二水位感測器(546)，令該第二水位感測器(546)感知該浮球(543)上移時，驅使該驅動馬達(53)聯動該調整輪(52)反向旋轉，使該螺桿(51)上升，而聯動該空心浮板(30)向上位移。
如圖1所示，本發明所揭示之海浪發電裝置，其中該水位感測器(54)進一步含有一上盤體(543a)，該上盤體(543a)連接有四支柱桿(543b)，令各該柱桿(543b)穿過該平台(20)後與該浮球(543)結合。
如圖5、6所示，本發明在運作時，當該第一水位感知器(545)感知該浮球(543)下移(即感知海水退潮、水位下移)時，驅使該驅動馬達(53)聯動該調整輪(52)旋轉朝(R1)方向旋轉，使該螺桿(51)下降，以聯動該空心浮板(30)向下位移[如圖6之假想線所示]；而當該第二水位感測器(546)感知該浮球(543)上移(即感知海水漲潮、水位上升)時，驅使該驅動馬達(53)聯動該調整輪(52)朝(R2)方向旋轉，使該螺桿(51)上升，而聯動該空心浮板(30)向上位移[如圖6之虛線所示]；緣此，使本發明之空心浮板(30)可隨潮汐(T)上、下位移，而與海水的水面恆定於一定距離，使海浪可以順利作動該空心浮板(30)，使該空心浮板(30)產生往復擺動。
上述之第一、二水位感測器(545、546)可取自紅外線感測元件或觸動開關，本發明並不予自限。
本發明所揭示之海浪發電裝置，其中該發電機(21)之電力輸出端(212)係可直接連接至一電力設備或輸出至一電池等電力儲存設備進行儲存[圖未示出)，本發明並不自限該電力輸出端(212)之應用方式。
本發明所揭示之海浪發電裝置，在實施時，係可將基座(10)建築、固定於海床上，於該基座(10)之上方可作為海洋工作站、風力電場或其他設施基地等等之運用，以有效利用海洋資源，而顯本發明之高度經濟價值。
本發明所揭示之海浪發電裝置，由於該空心浮板(30)可隨潮汐上升或下降，同時也使用以驅動發電機(21)之齒條(40)隨潮汐上升、下降，因此，該空心浮板(30)可以永遠與海水的水面保持在一定的預設距離，不論漲潮或退潮都可以充份、有效地利用每一波海浪，藉由海浪不斷拍打空心浮板(30)而產生上、下擺動的往復運動，聯動該齒條(40)作動該發電機(20)，完全不受退潮或漲潮的影響，使本發明可以持續不斷地發電，以獲得最佳的發電效能，而顯其新穎性及經濟價值。
本發明所揭示之形狀、結構，可於不違本發明之精神、範疇下予以修飾應用，本發明並不自限於上述之實施方式。
(10):基座
(11):基柱
(12):活動座
(110):作動通道
(20):平台
(21):發電機
(211):動力輸入端
(212):電力輸出端
(211a):齒輪
(30):空心浮板
(310):軸心座
(31):樞軸
(33):穩定座
(331):滾軸
(34):樞座
(40):齒條
(50):升降裝置
(51):螺桿
(52):調整輪
(521):螺孔
(53):驅動馬達
(54):水位感測器
(541):盤體
(542):固定軸
(543):浮球
(544):通孔
(545):第一水位感測器
(546):第二水位感測器
(543a):上盤體
(543b):柱桿
(R1)(R2):方向
(T):潮汐
圖1：係本發明之立體分解示意圖。
圖2：係本發明之立體示意圖。
圖3：係本發明平台及升降裝置之局部立體圖。
圖4：係本發明空心浮板與升降裝置之局部立體圖。
圖5：係圖2之5-5方向所示的結構示意圖。
圖6：係圖2之6-6方向所示的結構示意圖。
圖7：係圖6標示7之放大圖。
(10):基座
(11):基柱
(12):活動座
(110):作動通道
(20):平台
(21):發電機
(211):動力輸入端
(212):電力輸出端
(211a):齒輪
(30):空心浮板
(310):軸心座
(31):樞軸
(33):穩定座
(331):滾軸
(34):樞座
(40):齒條
(50):升降裝置
(51):螺桿
(52):調整輪
(521):螺孔
(53):驅動馬達
(54):水位感測器
(541):盤體
(542):固定軸
(543):浮球
(544):通孔
(545):第一水位感測器
(546):第二水位感測器
(543a):上盤體
(543b):柱桿
Claims (3)
- 一種海浪發電裝置，係包括： 一基座，含有四根基柱，建置於海床，其中於兩根基柱間構成一作動通道，並另外兩根基柱上分別滑設有一活動座； 一平台，固定於該基座上，該平台上裝設有至少一發電機，該發電機含有一動力輸入端及一電力輸出端，其中該發電機之動力輸入端為一轉軸，並於該轉軸上嵌設有一齒輪； 一空心浮板，其第一端之兩側分別設有一軸心座，並於兩該軸心座中穿置一樞軸，並令該樞軸的兩端分別樞設於該活動座中，使該空心浮板可沿該兩基柱上、下移動，且該空心浮板之第二端兩側分別別設有一穩定座，各該穩定座分別含有一滾軸，抵靠於構成該作動通道之兩根基柱上相對滾動； 一齒條，常時嚙合該齒輪，並令該齒條之第一端樞連該空心浮板之一樞座上，以隨該空心浮板上、下往復擺動地驅動該齒輪旋轉，以驅動該發電機之動力輸入端，而使該發電機產生電流並自該電力輸出端向外輸出；以及 一升降裝置，含有：至少一螺桿，其第一端樞連於該活動座上；一調整輪，樞設於該平台上，該調整輪之中央穿設有一螺孔，使該螺桿螺合於該調整輪之螺孔中；一驅動馬達，其輸出端嚙合該調整輪，用以驅轉該調整輪旋轉，以聯動該螺桿上升或下降；以及至少一水位感測器，令該水位感測器感知水位下降時，驅使該驅動馬達聯動該調整輪旋轉，使該螺桿下降，以聯動該空心浮板向下位移；令該水位感測器感知水上升時，驅使該驅動馬達聯動該調整輪反向旋轉，使該螺桿上升，以聯動該空心浮板向上位移。
- 如請求項1所述之海浪發電裝置，其中該水位感測器係包括：一盤體，向下突伸一固定軸，令該固定軸之末端連設於該空心浮板上，隨該空心浮板上、下運動；一浮球，中央貫穿一通孔，用以穿置該固定軸於內，使該浮球可隨潮汐沿該固定軸上、下滑移；第一水位感測器，令該第一感知器感知該浮球下移時，驅使該驅動馬達聯動該調整輪旋轉，使該螺桿下降，以聯動該空心浮板向下位移；以及第二水位感測器，令該第二水位感測器感知該浮球上移時，驅使該驅動馬達聯動該調整輪反向旋轉，使該螺桿上升，而聯動該空心浮板向上位移。
- 如請求項2所述之海浪發電裝置，其中該水位感測器進一步含有一下盤體，該下盤體連接有四支柱桿，令各該柱桿穿過該平台後與該浮球結合。
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| TW109136254A TWI728930B (zh) | 2020-10-20 | 2020-10-20 | 海浪發電裝置 |
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Citations (5)
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2020
- 2020-10-20 TW TW109136254A patent/TWI728930B/zh active
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| TW202217141A (zh) | 2022-05-01 |
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