TWI728934B - 具舉升葉片擺動式水力發電機構 - Google Patents

Abstract

本發明係提供一具舉升葉片擺動式水力發電機構，包含一固定架、往復移動架、滑桿、單向傳動機構及發電裝置，往復移動架設有可伸入流體之葉片，葉片係可受流體之流力產生升力而帶動往復移動架呈往復直線運動，並於滑桿其一末端接觸流道之擋塊並持續朝該接觸之塊移動時，將傳動於調整桿，並配合擋塊上設置的彈性元件之彈性推抵，使所述葉片將由原升力位置移動至另一升力位置，並同時轉動所述軸桿，而單向傳動機構係從動於所述軸桿，並設有反向設置之單向傳動輪，故軸桿之轉動將使其一單向傳動輪傳動旋轉並傳動於第一斜齒輪，而另一所述單向傳動輪空轉；而透過第一斜齒輪之轉動可驅動發電裝置發電；藉此，本發明係可讓葉片間可具有較大之空隙，使小型雜物可輕易流過，而不影響滑桿直線運動，且葉片之轉向運動也使雜物不易勾住葉片造成推力減少現象；捲揚機構可轉動往復移動架及固定架，使葉片擺動至水面上，使水中之大型雜物通過，再將葉片擺回流體中而如前述進行發電，此功能亦可用於洪汛水流高漲時期，僅需透過捲揚機構將葉片移離流體，並可防止本發明受洪汛而損壞；藉之，本發明可應用於低水頭之渠道發電，並具有高效率、體積小、不會卡附雜物、防汛及易維修之功效；透過捲揚機構之舉升使葉片離開水面，亦可易於進行本發明之維護者。

Description

具舉升葉片擺動式水力發電機構

本發明係提供一種具舉升葉片擺動式水力發電機構，尤指一種藉由葉片係受流體之流力產生推力而帶動往復移動架直線運動，並透過葉片設置之滑桿受流道之擋塊抵頂而帶動葉片轉向，同時亦趨動單向傳動機構中的二個反向設置的單向傳動輪，而令其一單向傳動輪傳動旋轉並傳動於第一斜齒輪，而另一所述單向傳動輪空轉，且透過第一斜齒輪之轉動可驅動發電裝置發電；並當葉片轉向時將朝另一方向移動，並如前述之原理驅動發電裝置發電，藉此反覆，使可透過渠道之水流而予以持續發電者。

按，水力發電（Hydroelectric power）係運用水頭之位能，以於流動時產生動能，藉以推動發電裝置之輪機旋轉，進而帶動發電機發電者。

多數之水力發電，皆係屬大型水力發電，大型水力發電所需發電之條件包含水頭及流量等因素，為因應各條件，故所採用水力發電機之機型包含：衝擊式水輪機、反動式水輪機及反力式水輪機，其中，衝擊式水輪機包含有Pelton、Turgo及Cross Flow等機型，反動式水輪機則包含Deriaz、Vertical Francis及Horizontal Francis之機型，而反力式水輪機係包含Propeller輪流式水輪機、Kaplan輪流式水輪機、Bulb燈泡式水輪機及S-type管流式水輪機。

而依據台灣電力股份有限公司收購小水力電能實施辦法中，其定義容量未達20,000千瓦者適用，且聯合國及世界銀行更定義，小型（Small）水力發電為容量大於1,000千瓦且小於10,000千瓦者、迷你型（Mini）水力發電為容量大於100千瓦且小於1,000千瓦者，而微型（Micro）水力發電則為容量小於100千瓦者；顯見微水力之渠道水頭非常小，其與傳統式大型水力發電需要高水頭的條件不符；

而傳統式微水力渠道發電機，皆係採用旋轉式水車，如我國之「L.C.S.川流式水力發電系統」，其適合裝設於低水頭與低流量之低坡度（3/1,000 以上）渠道或圳路，適用流速為每秒1.5至5 公尺，適用流量則為25至30秒立方公尺，其建置費用約10 萬／瓩；惟此，傳統式微水力渠道發電機，其葉片方向係與渠道之水流平面平行，因此，其每一葉片係近乎等於渠道之寬度，故若渠道內具有雜物，如：漂流木、泥沙或垃圾，將予卡附於葉片，進而影響葉片之旋轉，更設者，將導致葉片損壞；此外，其葉片於進到水面時，將因撞擊而產生阻力，而具體產生旋轉作用時，則係需葉片進到水裡時才能發揮其作用，故其實際產生電力之成本高，且效果不彰；再者，傳統式微水力渠道發電機之體積極大，其極為不易搬運、架設及維修，故當於洪汛期時，並無法直接移除水面，而需仰賴大型吊車以進行拖吊，其將耗費諸多之時間、人力及金錢成本；且其架設成本極為高昂，而發電效益卻不彰顯，故其實用性仍具有極大之限制。

有鑑於此，吾等發明人乃潛心進一步研究微型水力發電，並著手進行研發及改良，期以一較佳發明以解決上述問題，且在經過不斷試驗及修改後而有本發明之問世。

爰是，本發明之目的係為解決前述問題，為達致以上目的，吾等發明人提供一種具舉升葉片擺動式水力發電機構，其包含：

一固定架、一往復移動架、一滑桿、一單向傳動機構及一發電裝置；

其中，固定架，其係用以架設於一具有流體流動之流道，該固定架設有至少一軸桿；

往復移動架，其樞設有至少一轉軸，所述轉軸分別設有一可伸入流體之葉片；所述葉片分別連結並樞設於一傳動桿；其一所述轉軸係透過一調整桿連結並傳動所述軸桿；

滑桿，係呈橫向設置，並樞設於所述調整桿；所述葉片具有兩相異之升力位置，相異之所述升力位置係分別受流體之流力產生推力而帶動該滑桿及該往復移動架朝左方或右方移動；該流道於對應於該滑桿軸向之兩端處分別設有一擋塊；於該滑桿其一末端接觸擋塊，且該往復移動架之所述葉片持續朝該接觸之所述擋塊之方向移動時，將傳動於調整桿，使所述葉片將由原升力位置移動至另一升力位置，並同時轉動所述軸桿；

而為令滑桿受擋塊抵頂以及水流衝擊而將葉片轉向至另一升力位置較為順暢，故所述擋塊更設有一彈性元件，且所述彈性元件一端係固設於所述擋塊，另一端則係設置於所述調整桿，以透過兩端之彈性元件分別透過其受拉伸之拉力以及收壓縮後之彈性復位之力量，分別推動調整桿，使利於傳動帶動葉片轉向，以確保葉片可受水流之衝擊，配合前述擋塊與滑感之作用下順利轉向，使往復運動可順利進行而不中斷。

單向傳動機構，其係從動於其一所述軸桿，該單向傳動機構設有二反向設置之單向傳動輪，所述單向傳動輪係傳動連結於一第一斜齒輪，該單向傳動機構係受所述軸桿之傳動而同時轉動所述單向傳動輪，令其一所述單向傳動輪傳動旋轉並傳動於該第一斜齒輪，而令另一所述單向傳動輪空轉；

在一實施例中，該單向傳動機構更包含一擺臂，該擺臂係從動於所述軸桿，該擺臂連結有二傳動臂，所述傳動臂分別設有一棘爪；所述單向傳動輪分別為一正向棘輪及一反向棘輪，所述棘爪係分別朝一旋轉方向對應推抵於該正向棘輪及該反向棘輪，該正向棘輪及該向棘輪係傳動連結於該第一斜齒輪；藉此，當滑桿透過前述之作用令調整桿傳動於軸桿時，擺臂將同時帶動兩棘爪分別推動正向棘輪及反向棘輪，舉例而言，當滑桿係位於流道左側之擋塊而推動葉片轉向並傳動於軸桿時，將使軸桿、擺臂及棘爪朝一逆時針方向傳動，而因反向棘輪係可受逆時針方向之傳動而被有效推動，故可確實傳動於第一斜齒輪，而對正向棘輪而言，棘爪之逆時針方向傳動將對正向棘輪形成空轉，因此將不會對該第一斜齒輪產生逆止作用；反之，若當滑桿係位於流道右側而如前述之轉向作用，將使軸桿、擺臂及棘爪朝一順時針方向傳動，其將可令正向棘輪對第一斜齒輪傳動，而對反向棘輪形成空轉，故同樣可對第一斜齒輪進行傳動。

而對於正向棘輪及反向棘輪之傳動配置，在一實施例中，係藉由其一所述單向傳動輪設有一第一軸體，該第一軸體係對應傳動連結於該第一斜齒輪及一第一傳動輪，另一所述所述單向傳動輪設有一第二軸體，該第二軸體係應傳動連結於一第二傳動輪，該第二傳動輪係同向傳動一轉向輪組，而該第一傳動輪及該轉向輪組係對應傳動連接於一連動輪組，且該連動輪組之轉向係同於該第一傳動輪而相反於該轉向輪組，用以令所述單向傳動輪係傳動該第一斜齒輪恆朝一方向穩定轉動，而不因往復運動而產生旋轉方向有反覆之情事；而連動輪組與連動輪組之傳動，以及第二傳動輪與轉向輪組之傳動，係可透過皮帶輪進行動力傳遞，因皮帶輪如V型皮帶輪，其係可調轉速比，以因應渠道水流條件調整速比，得到最佳發電量。

發電裝置，其係接設於該第一斜齒輪，並受該第一斜齒輪之轉動而發電者。

對於發電裝置之配置，在一實施例中，發電裝置設有一輪軸，該第一斜齒輪係連結並傳動一連接輪，而該連接輪更傳動連結於一飛輪，飛輪係對應傳動於該輪軸以驅動該發電裝置發電，其中，飛輪高速旋轉具有吸能、放能的穩定作用，可使發電裝置轉速穩定，達到穩定輸出電力的效果。

而輪軸係可連接一剎車輪，該剎車輪係對應接設於一剎車機構，且該剎車機構係對應剎車於該剎車輪，藉以於須進行保養維修時，可透過剎車機構將發電裝置予以煞停，以利進行其養護者。

為令本案於具有大型雜物或洪汛時可揚起，故該連接輪係滑動設置於一第二斜齒輪，且該連接輪係於一傳動位置時對應嚙合於該第一斜齒輪，並於一滑退位置時非嚙合於該第一斜齒輪者；以及至少一捲揚機構，其係捲收設置一繩體，該固定架底端朝相對所述捲揚機構一端延伸設置有一架體，所述繩體係固設於該架體末端，而該固定架頂端設有一對應於該連接輪於該傳動位置之樞轉元件，且所述樞轉元件係樞設於該流道之側壁面者；藉以於洪汛期，或具有大型雜物等情形而需將往復移動架揚起時，可先令連接輪退移至滑退位置，使第一斜齒輪無法傳動於發電裝置，藉此即可透過捲揚機構捲收繩體，而將固定架、往復移動架及葉片揚起，使防止受洪汛衝擊而受損，亦可令大型雜物流過；而於須進行發電時，可將葉片擺下使深入水中，進行如上述之往復式運動而發電者。

對於捲揚機構及發電裝置之架設，係可藉由設置一橋體橫跨架設於該流道之上端處，且所述捲揚機構及該發電裝置係架設於該橋體上。

關於吾等發明人之技術手段，茲舉數種較佳實施例配合圖式於下文進行詳細說明，俾供  鈞上深入了解並認同本發明。

請先參閱第1圖所示，本發明係一種具舉升葉片擺動式水力發電機構，其包含：

一固定架1，其係用以架設於一具有流體流動之流道C，該固定架1設有至少一軸桿11；

一往復移動架2，其樞設有至少一轉軸21，所述轉軸21分別設有一可伸入流體之葉片3；所述葉片3分別連結並樞設於一傳動桿31，藉以令所述葉片3之轉向可同步；其一所述轉軸21係透過一調整桿22連結並傳動所述軸桿11，且所述軸桿21間係可藉由一連桿211予以樞接；

一滑桿4，其係呈橫向設置，並樞設於所述調整桿22；所述葉片3係呈翼狀設置，並與水流方向具有傾角時，將會產生升力，是以，本發明界定葉片3具有兩相異之升力位置，相異之所述升力位置係分別受流體之流力F _D產生升力F _L而帶動該滑桿4及該往復移動架2朝左方或右方移動，葉片3之具體形狀以及角度設置，係屬習知技術，且本發明並不予限定葉片3之具體形狀，故在此不予贅述；而該流道C於對應於該滑桿4軸向之兩端處分別設有一擋塊5，所述擋塊5係可透過嵌設的方式以直接安裝於流道C兩側之側壁面；

藉此，如第2圖所示者，當葉片3之升力位置係受水流衝擊而向圖中左方移動時，滑桿4其左方之末端將予接觸流道C左方之擋塊5，而因此時葉片3仍持續受水流而產生向左之升力F _L，故該往復移動架2之所述葉片3仍持續朝該接觸之所述擋塊5方向移動，此時，因滑桿4已受抵頂而無法再向左方位移，而往復移動架2持續朝左方移動之結果，將會如第3圖所示，傳動使樞轉調整桿22，使調整桿22藉由轉軸21以將葉片3將由原升力位置移動至另一升力位置，而因葉片3間係透過傳動桿31樞設，故將使葉片3之轉向得以同步，此外，調整桿22之樞轉亦將同時轉動所述軸桿11；同理，如第4圖所示，由於葉片3已移動至另一升力位置，故葉片3將會受水流之流力而產生向右方之推力，使帶動往復移動架2及滑桿4向右方移動，令滑桿4右方之末端接觸流道C右方之擋塊5，並如第5圖所示及前述者，由於滑桿4已受限位，故往復移動架2持續朝右方移動之過程中，將再次轉動葉片3至原升力位置而可朝左方移動，且於轉向同時，亦將傳動軸桿11旋轉，藉由前述設置及方式，即可藉由水流之衝擊，令往復移動架2可左右直線的往復運動者。

而葉片3於轉向過程中，葉片3會具有平行於水流之位置，此時雖不產生升力，惟其仍會因轉向前之移動方向之慣性力而持續移動，藉以完成葉片3之轉向，而為避免其仍因此喪失動力而停滯，故在一較佳之實施力中，所述擋塊5更設有一彈性元件51，且所述彈性元件51一端係固設於所述擋塊5，另一端則係設置於所述調整桿22，藉此，以第2圖及第3圖所示者為例，在一實施例中，彈性元件51係於滑桿4於流道C中央位置時予以平衡，而滑桿4向左方位移，將使左方之彈性元件51受力壓縮，而右方之彈性元件51受力拉伸，而因彈性元件51係施力於調整桿22，因此，當滑桿4如第2、3圖所示葉片3之轉向過程中，因左方之彈性元件51將予向右方推動調整桿22，而右方之彈性元件51則向右方拉動調整桿22，其將可輔以調整桿22產生向右旋動之力矩，此亦將可帶動轉軸21旋轉，進而可輔助將所述葉片3予以轉向致另一升力位置，使不因葉片3平行於水流而停滯，而當滑桿4如第4、5圖所示葉片3之轉向之作用亦然，同樣可促使葉片3之轉向；藉由前述者，可實現穩定轉向之功能，令本發明可確實受水流而左右往復直線運動不中斷者。

一單向傳動機構6，其係從動於其一所述軸桿11，該單向傳動機構6設有二反向設置之單向傳動輪61，所述單向傳動輪61係傳動連結於一第一斜齒輪62，該單向傳動機構6係受所述軸桿11之傳動而同時轉動所述單向傳動輪61，令其一所述單向傳動輪61傳動旋轉並傳動於該第一斜齒輪62，而令另一所述單向傳動輪61空轉，藉使於一單向傳動輪61傳動第一斜齒輪62時，使另一單向傳動輪61不會對該第一斜齒輪62產生逆止之效果；

一發電裝置7，其係接設於該第一斜齒輪62，並受該第一斜齒輪62之轉動而據以將其動能予以發電者；在一實施例中，該發電裝置7可為3千瓦至100千瓦之微型發電機。

就單向傳動機構6之配置具體舉例而言，如第6圖所示者，該單向傳動機構6更包含一擺臂63，該擺臂63係從動於所述軸桿11，該擺臂63連結有二傳動臂631，所述傳動臂631分別設有一棘爪；所述單向傳動輪61分別為一正向棘輪61A及一反向棘輪61B，所述棘爪係分別朝一旋轉方向對應推抵於該正向棘輪61A及該反向棘輪61B，其中，對應於正向棘輪61A之棘爪為正向棘爪632A，對應於反向棘輪61B之棘爪為反向棘爪632B，該正向棘輪61A及該向棘輪係傳動連結於該第一斜齒輪62；藉此，如第1至3圖及第6圖所示者，當滑桿4係位於流道C左側之擋塊5而推動葉片3轉向並傳動於軸桿11時，將使軸桿11、擺臂63、正向棘爪632A及反向棘爪632B朝一逆時針方向傳動，而如第7圖所示者，因反向棘輪61B係可受逆時針方向之傳動而被有效推動，故可確實傳動於第一斜齒輪62，而對正向棘輪61A而言，如第8圖所示，正向棘爪632A之逆時針方向傳動將對正向棘輪61A形成空轉，因此將不會對該第一斜齒輪62產生逆止作用；反之，若當滑桿4係位於流道C右側而如前述之轉向作用，將使軸桿11、擺臂63、正向棘爪632A及反向棘爪632B朝一順時針方向傳動，其將可如第9圖所示令正向棘輪61A可順時針旋轉而傳動於第一斜齒輪62，而如第10圖所示者，反向棘爪632B將對反向棘輪61B形成空轉，故同樣可對第一斜齒輪62進行傳動。

而為令正向棘輪61A及反向棘輪61B對第一斜齒輪62皆可同向傳動，使發電裝置7可持續穩定發電，故在一實施例中，係藉由其一所述單向傳動輪61設有一第一軸體611，該第一軸體611係對應傳動連結於該第一斜齒輪62及一第一傳動輪6111，另一所述所述單向傳動輪61設有一第二軸體612，該第二軸體612係應傳動連結於一第二傳動輪6121，該第二傳動輪6121係同向傳動一轉向輪組613，而該第一傳動輪6111及該轉向輪組613係對應傳動連接於一連動輪組614，且該連動輪組614之轉向係同於該第一傳動輪6111而相反於該轉向輪組613，用以令所述單向傳動輪61係傳動該第一斜齒輪62恆朝一方向穩定轉動，而不因往復運動而產生旋轉方向有反覆之情事；而於本實施例中，係令將設置為第一軸體611之單向傳動輪61為反向棘輪61B，而設置於第二軸體612者為正向棘輪61A，惟其僅係舉例說明，並不以此作為限定；故請參閱第6圖所示者，當將使軸桿11、擺臂63、正向棘爪632A及反向棘爪632B朝逆時針方向傳動時，如前述者，反向棘輪61B將會透過第一軸體611驅動該第一斜齒輪62一併朝逆時針方向轉動而驅動發電，而此時，亦將透過第一軸體611而使第一傳動輪6111逆時針旋轉，而第一傳動輪6111與連動輪組614間，在一實施例中，係可藉由皮帶輪連接，使其轉向同向，而連動輪組614與轉向輪組613間，則係可透過嚙合方式，使其轉向相反，而轉向輪組613與第二傳動輪6121間，同樣可藉由皮帶輪連接以同向轉動，是以，此時第一傳動輪6111之逆時針旋轉，將使連動輪組614同樣呈逆時針旋轉，而轉向輪組613與第二傳動輪6121則係呈順時針旋轉，其中，第二傳動輪6121之順時針旋轉將透過第二軸體612傳動於正向棘輪61A，惟正向棘輪61A本身之順時針旋轉將如第7圖所示者，對其對應之正向棘爪632A並不產生傳動，而係形成空轉，是以，此情形下，反向棘輪61B對於第一斜齒輪62之傳動，並不傳動正向棘輪61A之正向棘爪632A而影響軸桿11之轉動方向。

反之，如第11圖所示，當軸桿11朝順時針方向轉動時，其將令正向棘輪61A可順時針旋轉，而同時，如前所述者，第二傳動輪6121及轉向輪組613亦皆順時針旋轉，而此時，連動輪組614係因與轉向輪組613嚙合，故連動輪組614將逆時針旋轉，致使第一傳動輪6111及第一軸體611亦逆時針旋轉，進而帶動第一斜齒輪62呈逆時針旋轉，使無論軸桿11、擺臂63、正向棘爪632A及反向棘爪632B朝逆時針方向傳動，或朝順時針方向傳動，皆令第一斜齒輪62呈逆時針旋轉，使發電裝置7可持續受第一斜齒輪62之逆時針方向持續傳動而發電；而續如前述者，第一軸體611逆時針旋轉時將帶動反向棘輪61B同樣呈逆時針方向旋轉，其係如第10圖所示者，反向棘輪61B本身之逆時針方向旋轉對於反向棘爪632B並不產生傳動，使反向棘輪61B空轉，故正向棘輪61A對第一斜齒輪62之傳動，同樣不致傳動反向棘輪61B之反向棘爪632B而影響軸桿11之轉動，藉由前述者，顯見本發明確實可藉由往復運動而使軸桿11穩定轉動而驅動發電裝置7發電；且葉片3承受水流之往復移動將對軸桿11產生極大之力矩，使擺臂63亦可產生大力矩以透過正向棘輪61A或反向棘輪61B傳動於第一斜齒輪62而發電，故具有極佳之發電效能者。

且值得注意的是，於本實施例中，係藉由皮帶輪進行動力傳遞，因皮帶輪如V型皮帶輪，其係可調轉速比，以因應渠道水流條件調整速比，故可因應發電裝置7而得到最佳發電量。

另就發電裝置7之配置，以及其與第一斜齒輪62之動力傳遞及連接方式而言，在一實施例中，該發電裝置7設有一輪軸71，該第一斜齒輪62係連結並傳動一連接輪72，該連接輪72傳動連結於該輪軸71以驅動該發電裝置7發電者。

而較佳者，該連接輪72更傳動連結於一飛輪73，而該飛輪73係對應傳動於該輪軸71以驅動該發電裝置7發電者，其中，飛輪73高速旋轉具有吸能、放能的穩定作用，可使發電裝置7轉速穩定，達到穩定輸出電力的效果。

藉此，本發明可予發電之適用範圍甚廣，可適用於水頭高度及/或流量較小之情形下進行發電，故可應用於河川，及相關工廠所排放汙水之渠道，而達致發電之效果，且本發明整體之體積較小，易於設置及維修，藉可提升本發明整體之適用性者。

為令於須進行本發明之維護時，可即時令發電裝置7停止發電，故在一實施例中，係可於輪軸71更連接一剎車輪74，該剎車輪74係對應接設於一剎車機構8，且該剎車機構8係對應剎車於該剎車輪74；而較佳者，係可設置一心軸75，該心軸75係連接該飛輪73、剎車輪74及一輪體751，而輪軸71設有一傳輸輪711，該傳輸輪711及輪體751間係可透過皮帶輪予以連接，藉此，即可透過非同軸方式對該輪軸71進行煞停。

如前所述，由於本發明之葉片3間，係相互平行且間隔排列者，故若水流中具有小型雜物，將可由葉片3間之空隙流過，且於葉片3進行角度旋轉時，亦可使雜物不易勾住葉片3造成推力減少之現象；而當水流中具有大型雜物時，為予進行其排除，故需令葉片3可擺出水面，且其過程需不受各部件之干涉，故在一較佳之實施例中，如第6圖及第12圖所示，該連接輪72係滑動設置於一第二斜齒輪721，且該連接輪72係於一傳動位置時對應嚙合於該第一斜齒輪62，並於一滑退位置時非嚙合於該第一斜齒輪62者，故在一較佳之實施例中，連接輪72及第一斜齒輪62可為相互對應之斜齒輪；其配置對於發電裝置7輪軸71之驅動，係可藉由於第二斜齒輪721設置一第一齒輪722，而於前述心軸75設置第二齒輪752，且第一齒輪722及第二齒輪752同樣可透過皮帶輪予以連接，使於傳動位置時，第一斜齒輪62之轉動，可依序透過連接輪72、第二斜齒輪721、第一齒輪722、第二齒輪752、飛輪73、輪體751、傳輸輪711及輪軸71，藉以驅動發電裝置7發電；而對於固定架1、往復移動架2及葉片3之捲揚，如第1圖、第12圖及第13圖所示，係透過設置至少一捲揚機構9，其捲收設置一繩體91，該固定架1底端朝相對所述捲揚機構9一端延伸設置有一架體12，所述繩體91係固設於該架體12末端，而該固定架1頂端設有一對應於該連接輪72於該傳動位置之樞轉元件13，且所述樞轉元件13係樞設於該流道C之側壁面者；藉此，於洪汛期，或具有大型雜物等情形而需將往復移動架2揚起時，係如第14圖所示，可先將連接輪72滑退至滑退位置，使第一斜齒輪62不予傳動於連接輪72，並可以第一軸體611及連結軸所延伸之交點處為中心，其中心將位於樞轉元件13之軸向方向上，此時，透過捲揚機構9捲收繩體91，即可將固定架1、往復移動架2及葉片3揚起；藉此即可防止受洪汛衝擊而受損，亦可令大型雜物流過；而於須進行發電時，可將葉片3擺下使深入水中，並將連接輪72移動至傳動位置，即可續行如上述之往復式運動而發電者。

對於捲揚機構9及發電裝置7之架設，係可藉由設置一橋體B橫跨架設於該流道C之上端處，且所述捲揚機構9及該發電裝置7係架設於該橋體B上，以利於人員對於捲揚機構9之操作或維修保養者。

需特別說明的是，本發明所述之左右方向、正向、反向、順時針逆時針等方向敘述，僅係用以示例性的說明，並非用以限定本案所請之範疇。

綜上所述，本發明所揭露之技術手段確能有效解決習知等問題，並達致預期之目的與功效，且申請前未見諸於刊物、未曾公開使用且具長遠進步性，誠屬專利法所稱之發明無誤，爰依法提出申請，懇祈  鈞上惠予詳審並賜准發明專利，至感德馨。

惟以上所述者，僅為本發明之數種較佳實施例，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1:固定架 11:軸桿 12:架體 13:樞轉元件 2:往復移動架 21:轉軸 211:連桿 22:調整桿 3:葉片 31:傳動桿 4:滑桿 5:擋塊 51:彈性元件 6:單向傳動機構 61:單向傳動輪 61A:正向棘輪 61B:反向棘輪 611:第一軸體 6111:第一傳動輪 612:第二軸體 6121:第二傳動輪 613:轉向輪組 614:連動輪組 62:第一斜齒輪 63:擺臂 631:傳動臂 632A:正向棘爪 632B:反向棘爪 7:發電裝置 71:輪軸 711:傳輸輪 72:連接輪 721:第二斜齒輪 722:第一齒輪 73:飛輪 74:剎車輪 75:心軸 751:輪體 752:第二齒輪 8:剎車機構 9:捲揚機構 91:繩體 B:橋體 C:流道

第1圖係本發明之立體暨簡化單向傳動機構之示意圖。 第2圖係本發明設置於流道時，往復移動架、滑桿及葉片受升力向左移動之示意圖。 第3圖係本發明設置於流道時，滑桿抵頂於擋塊，並受升力向左移動而轉向之示意圖。 第4圖係本發明設置於流道時，往復移動架、滑桿及葉片受升力向右移動之示意圖。 第5圖係本發明設置於流道時，滑桿抵頂於擋塊，並受升力向右移動而轉向之示意圖。 第6圖係本發明之軸桿逆時針傳動於單向傳動機構，進而傳動於發電裝置而發電之架構及動力傳遞示意圖。 第7圖係本發明之軸桿逆時針轉動時，驅動反向棘輪之示意圖。 第8圖係本發明之軸桿逆時針轉動時，使正向棘輪空轉之示意圖。 第9圖係本發明之軸桿順時針轉動時，驅動正向棘輪之示意圖。 第10圖係本發明軸桿順時針轉動時，使反向棘輪空轉之示意圖。 第11圖係本發明之軸桿順時針傳動於單向傳動機構，進而傳動於發電裝置而發電之架構及動力傳遞示意圖。 第12圖係本發明之連接輪位於滑退位置之架構示意圖。 第13圖係本發明架設於橋體及流道，暨設置捲揚機構之架構示意圖。 第14圖係捲揚機構基於第12圖而揚起單向傳動機構、固定架、往復移動架及葉片之示意圖。

1:固定架

11:軸桿

12:架體

13:樞轉元件

2:往復移動架

21:轉軸

211:連桿

22:調整桿

3:葉片

31:傳動桿

6:單向傳動機構

62:第一斜齒輪

7:發電裝置

71:輪軸

711:傳輸輪

72:連接輪

721:第二斜齒輪

722:第一齒輪

73:飛輪

74:剎車輪

75:心軸

751:輪體

752:第二齒輪

8:剎車機構

9:捲揚機構

91:繩體

Claims (9)

1. 一種具舉升葉片擺動式水力發電機構，其包含： 一固定架，其係用以架設於一具有流體流動之流道，該固定架設有至少一軸桿； 一往復移動架，其樞設有至少一轉軸，所述轉軸分別設有一可伸入流體之葉片；所述葉片分別連結並樞設於一傳動桿；其一所述轉軸係透過一調整桿連結並傳動所述軸桿； 一滑桿，其係呈橫向設置，並樞設於所述調整桿；所述葉片具有兩相異之升力位置，相異之所述升力位置係分別受流體之流力產生推力而帶動該滑桿及該往復移動架朝左方或右方移動；該流道於對應於該滑桿軸向之兩端處分別設有一擋塊；於該滑桿其一末端接觸擋塊，且該往復移動架之所述葉片持續朝該接觸之所述擋塊之方向移動時，將傳動於調整桿，使所述葉片將由原升力位置移動至另一升力位置，並同時轉動所述軸桿； 一單向傳動機構，其係從動於其一所述軸桿，該單向傳動機構設有二反向設置之單向傳動輪，所述單向傳動輪係傳動連結於一第一斜齒輪，該單向傳動機構係受所述軸桿之傳動而同時轉動所述單向傳動輪，令其一所述單向傳動輪傳動旋轉並傳動於該第一斜齒輪，而令另一所述單向傳動輪空轉；以及 一發電裝置，其係接設於該第一斜齒輪，並受該第一斜齒輪之轉動而發電者。
2. 如請求項1所述之具舉升葉片擺動式水力發電機構，其中，該單向傳動機構更包含一擺臂，該擺臂係從動於所述軸桿，該擺臂連結有二傳動臂，所述傳動臂分別設有一棘爪；所述單向傳動輪分別為一正向棘輪及一反向棘輪，所述棘爪係分別朝一旋轉方向對應推抵於該正向棘輪及該反向棘輪，該正向棘輪及該向棘輪係傳動連結於該第一斜齒輪。
3. 如請求項1所述之具舉升葉片擺動式水力發電機構，其中，所述擋塊更設有一彈性元件，且所述彈性元件一端係固設於所述擋塊，另一端則係設置於所述調整桿。
4. 如請求項1所述之具舉升葉片擺動式水力發電機構，其中，其一所述單向傳動輪設有一第一軸體，該第一軸體係對應傳動連結於該第一斜齒輪及一第一傳動輪，另一所述所述單向傳動輪設有一第二軸體，該第二軸體係應傳動連結於一第二傳動輪，該第二傳動輪係同向傳動一轉向輪組，而該第一傳動輪及該轉向輪組係對應傳動連接於一連動輪組，且該連動輪組之轉向係同於該第一傳動輪而相反於該轉向輪組，用以令所述單向傳動輪係傳動該第一斜齒輪恆朝一方向轉動者。
5. 如請求項1至請求項4中任一項所述之具舉升葉片擺動式水力發電機構，其中，該發電裝置設有一輪軸，該第一斜齒輪係連結並傳動一連接輪，該連接輪傳動連結於該輪軸以驅動該發電裝置發電者。
6. 如請求項5所述之具舉升葉片擺動式水力發電機構，其中，該連接輪更傳動連結於一飛輪，而該飛輪係對應傳動於該輪軸以驅動該發電裝置發電者。
7. 如請求項5所述之具舉升葉片擺動式水力發電機構，其中，該輪軸更連接一剎車輪，該剎車輪係對應接設於一剎車機構，且該剎車機構係對應剎車於該剎車輪者。
8. 如請求項5所述之具舉升葉片擺動式水力發電機構，其中，該連接輪係滑動設置於一第二斜齒輪，且該連接輪係於一傳動位置時對應嚙合於該第一斜齒輪，並於一滑退位置時非嚙合於該第一斜齒輪者；以及至少一捲揚機構，其係捲收設置一繩體，該固定架底端朝相對所述捲揚機構一端延伸設置有一架體，所述繩體係固設於該架體末端，而該固定架頂端設有一對應於該連接輪於該傳動位置之樞轉元件，且所述樞轉元件係樞設於該流道之側壁面者。
9. 如請求項8所述之具舉升葉片擺動式水力發電機構，更包含一橋體，其係橫跨架設於該流道之上端處，且所述捲揚機構及該發電裝置係架設於該橋體。

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