TWM624674U - 可層加複合式氣液流體傳動發電機 - Google Patents

Abstract

一種可層加複合式氣液流體傳動發電機，其包括一筒狀殼體、一軸體、一葉輪機以及至少一發電模組。筒狀殼體包括彼此分隔的一第一腔室以及一第二腔室。軸體可轉動地設置於筒狀殼體內且沿筒狀殼體的軸向延伸通過第一腔室及第二腔室。葉輪機位於第一腔室內且與軸體同步轉動。發電模組設置於第二腔室且可拆卸地設置於軸體，發電模組包括定子、轉子、設置於轉子的複數個第一發電件以及設置於定子的複數個第二發電件，轉子隨軸體同步轉動使第一發電件與第二發電件產生電磁交互作用而生成電力。發電模組的數量藉由安裝於軸體或從軸體拆卸而增加或減少。

Description

可層加複合式氣液流體傳動發電機

本創作係有關於一種流體傳動發電機的技術領域，特別是有關於一種可層加複合式流體傳動發電機。

發電機組根據發電的驅動來源有各種不同的形態，例如以內燃機引擎發電，需添加汽油或柴油。或燃燒石化燃料產生蒸汽，然後以蒸汽驅動發電機組進行發電。或者是利用水位高低差產生的水流衝擊來驅動發電機組產生電力。但是現有的發電機組的結構都是既定的，如果要增加發電量，只能添加額外的發電機組，這樣會使得建置設備的成本增加，而且增加往後設備維護的負擔。

有鑑於此，本創作的目的在於提供一種可層加複合式氣液流體傳動發電機，其可直接在原有的發電機中添加發電模組的定子及轉子的數量，因此發電需求增加或減少時，只需要安裝額外的發電模組或將發電模組拆卸即可，不需要另外建置發電機組。

本創作的可層加複合式流體傳動發電機的一實施例包括一筒狀殼體、一軸體、一葉輪機以及至少一發電模組。筒狀殼體包括彼此分隔的一第一 腔室以及一第二腔室，還包括一第一流體介質入口及一第一流體介質出口，第一流體介質入口以及第一流體介質出口連通於第一腔室。軸體可轉動地設置於筒狀殼體內且沿筒狀殼體的軸向延伸通過第一腔室及第二腔室。葉輪機位於第一腔室內，且與軸體同步轉動。發電模組設置於第二腔室且可拆卸地設置於軸體，發電模組包括一定子、設置於定子的相對兩側的二個轉子、設置於轉子的複數個第一發電件以及設置於定子的複數個第二發電件，轉子與軸體同步轉動，定子固定設置於第二腔室內，第一發電件與第二發電件產生電磁交互作用而生成電力。一第一流體或氣體介質從第一流體或氣體介質入口進入第一腔室，推動葉輪機構傳動，且同步使轉子隨軸體轉動，發電模組的數量藉由安裝於軸體或從軸體拆卸而增加或減少。

在另一實施例中，本創作的可層加複合式氣液流體傳動發電機更包括一第一支架以及一第二支架，第一支架徑向跨設於筒狀殼體的一截面並分隔筒狀殼體而構成第一腔室與該第二腔室，第二支架徑向跨設於筒狀殼體的另一截面，且位於第二腔室內，軸體由第一支架與第二支架可轉動地承載。

在另一實施例中，該筒狀殼體包括複數個筒狀段體，該等筒狀段體分別可拆卸地結合於該第一支架與該第二支架而構成該筒狀殼體。

在另一實施例中，該第一支架與該第二支架均呈圓盤狀，該等筒狀段體套設於該第一支架的外圓周面與該第二支架的外圓周面。

在另一實施例中，該第一支架包括一第一突緣，該第一突緣設置於該第一支架的該外圓周面，該第二支架包括一第二突緣，該第二突緣設置於該第二支架的該外圓周面，該等筒狀段體係抵接於該第一突緣或該第二突緣。

在另一實施例中，本創作的可層加複合式氣液流體傳動發電機更包括一第一軸承以及一第二軸承，第一軸承設置在第一盤狀支架並支持軸體，第二軸承設置在第二盤狀支架並支持軸體。

在另一實施例中，發電模組設置於第一支架與第二支架之間。

在另一實施例中，本創作的可層加複合式氣液流體傳動發電機更包括複數個支持件，連接第一支架與第二支架且穿設於定子，使定子固定於第一支架與第二支架。

在另一實施例中，本創作的可層加複合式氣液流體傳動發電機更包括一第三軸承，設置於定子，軸體穿設於第三軸承，使軸體相對於定子轉動。

在另一實施例中，本創作的可層加複合式氣液流體傳動發電機更包括一甩液椎件，其設置於軸體且與軸體同步轉動，甩氣液椎件設置於第一腔室且抵接於第一支架。

在另一實施例中，本創作的可層加複合式氣液流體傳動發電機更包括一滴水槽斗，設置於第一腔室且固定於第一支架，滴水槽斗圍繞甩氣液椎件且與甩液椎件間具有一間距。

在另一實施例中，每個該轉子包括一第一絕緣本體以及複數個第一發電件，該第一絕緣本體包括設置於單一側表面的複數個第一扇形安裝部，該等第一發電件對應地設置於該等第一扇形安裝部。

在另一實施例中，定子包括一第二絕緣本體以及複數個第二發電件，第二絕緣本體包括設置於相對兩側表面的複數個第二扇形安裝部，該等第二發電件對應地設置於該等第二扇形安裝部。

在另一實施例中，每個第一扇形安裝部具有複數個弧形凹槽，該等第一發電件為具有相同圓心角且具有不同直徑的弧形磁鐵，該等弧形磁鐵係安裝於該等弧形凹槽。

在另一實施例中，第二扇形安裝部為扇形凸塊，該等第二發電件為線圈，線圈繞設於扇形凸塊。

在另一實施例中，本創作的可層加複合式氣液流體傳動發電機更包括一蓋體，筒狀殼體具有一軸向端開口，蓋體蓋合於軸向端開口。

在另一實施例中，本創作的可層加複合式氣液流體傳動發電機更包括一扇葉機構，位於該第二腔室內，且與該軸體同步轉動，該筒狀殼體更包括一第二流體介質入口以及一第二流體介質出口，第二流體介質入口及第二流體介質出口連通於第二腔室，扇葉機構轉動使一第二流體介質從第二流體介質入口進入第二腔室且流經至少一發電模組，從第二流體介質出口離開筒狀殼體。

5:蓋體

10:筒狀殼體

11:軸向端部

12:軸向端部

13:底板

14:第一腔室

15:第二腔室

16:第一流體介質入口

17:第一流體介質出口

18:第二流體介質入口

19:第二流體介質出口

20:軸體

30:葉輪機

31:旋轉座

32:葉片

40:發電模組

41:定子

42:轉子

43:第一發電件

44:第二發電件

45:三相電橋座

50:第一支架

51:第一突緣

52:第一中心孔

53:第一安裝孔

60:第二支架

61:第二突緣

62:第二中心孔

63:第二安裝孔

64:扇形開口

70:第一軸承

80:第二軸承

90:隔板

91:通孔

110:支持件

120:第三軸承

130:扇葉機

140:甩液錐件

150:滴水槽斗

411:第二絕緣本體

412:第二扇形安裝部

413:定子中心孔

421:第一絕緣本體

422:第一扇形安裝部

423:轉子中心孔

4221:弧形凹槽

圖1是本創作的可層加複合式氣液流體傳動發電機的一實施例的剖視圖。

圖2是圖1的可層加複合式氣液流體傳動發電機的第一支架的剖視圖。

圖3是圖2的第一支架的俯視圖。

圖4是圖1的可層加複合式氣液流體傳動發電機的第二支架的剖視圖。

圖5是圖4的第二支架的俯視圖。

圖6是圖1的可層加複合式氣液流體傳動發電機的發電模組的轉子的剖視圖。

圖7是圖6的轉子的俯視圖。

圖8是圖1的可層加複合式氣液流體傳動發電機的發電模組的定子的剖視圖。

圖9是圖8的定子的俯視圖。

圖10是圖1的可層加複合式氣液流體傳動發電機的葉輪機的俯視圖。

圖11是圖1的可層加複合式氣液流體傳動發電機的隔板的俯視圖。

圖12是圖1的可層加複合式氣液流體傳動發電機的甩液椎件的剖視圖。

圖13是圖12的甩氣液椎件的俯視圖。

圖14是圖1的可層加複合式流體傳動發電機的滴水槽斗的剖視圖。

圖15是圖14的滴水槽斗的俯視圖。

圖16是圖1的可層加複合式氣液流體傳動發電機的筒狀殼體沿A-A線的徑向剖視圖。

請參閱圖1，其為本創作的可層加複合式氣液流體傳動發電機的一實施例。本實施例的可層加複合式氣液流體傳動發電機包括一筒狀殼體10、一軸體20、一葉輪機30以及至少一發電模組40。

本實施例的筒狀殼體10為圓筒狀，其一個軸向端部11呈現直徑縮小的縮頸狀並具有一開口，其另一個軸向端部12具有一開口。在軸向端部11設置一蓋體5，防止塵埃進入筒狀殼體10，在軸向端部12設置一底板13以覆蓋軸向端部12的開口。筒狀殼體10內部以後述的第一支架50分隔成一第一腔室14及一第二腔室15。筒狀殼體10更包括一第一流體介質入口16(如圖16所示)及一第一流體介質出口17，筒狀殼體10還包括一第二流體介質入口18以及一第二流體介質 出口19。第二流體介質入口18處設置一金屬網，以防止塵埃或異物進入第二腔室15。

第一流體介質入口16以及第一流體介質出口17連通於第一腔室14。如圖16所示，本實施例的筒狀殼體10設有四個第一流體介質入口16，第一流體介質出口17設置於底板13。第二流體介質入口18以及第二流體介質出口19連通於第二腔室15，第二流體介質入口18設置於筒狀殼體10靠近軸向端部11的縮頸段，第二流體介質出口19設置於筒狀殼體10靠近第一支架50處，本實施例的筒狀殼體10設有四個第二流體介質出口19。

本實施例的可層加複合式氣液流體傳動發電機更包括一第一支架50以及一第二支架60，第一支架50徑向跨設於筒狀殼體10的一截面並如前所述分隔筒狀殼體10而構成第一腔室14與該第二腔室15，第二支架60徑向跨設於筒狀殼體10的另一截面，且位於第一腔室14內。

請一併參閱圖2及圖3，第一支架50呈狀圓盤狀，且在外圓周面形成環狀的第一突緣51，藉由第一突緣51可拆卸地嵌合於筒狀殼體10的安裝槽，使第一支架50定位於筒狀殼體10。第一支架50具有一第一中心孔52，第一軸承70設置於第一中心孔52。另外第一支架50更包括複數個第一安裝孔53，本實施例的第一支架50包括四個第一安裝孔53，等距離地設置在第一支架50。

請一併參閱圖4及圖5，第二支架60呈狀圓盤狀，且在外圓周面形成環狀的第二突緣61，藉由第二突緣61可拆卸地嵌合於筒狀殼體10的安裝槽，使第二支架60定位於筒狀殼體10。第二支架60具有一第二中心孔62，第二軸承80設置於第二中心孔62。另外第二支架60更包括複數個第二安裝孔63。本實施例的第二支架60包括四個第二安裝孔63，等距離地設置在第二支架60。

本實施例的筒狀殼體10包括三個筒狀段體，其分別以緊配合的方式套設在第一支架50的外圓周面及第二支架60的外圓周面，同時底板13也具有軸向突緣131，筒狀段體也以緊配合的方式套設在底板13的軸向突緣131，而且由第一突緣51、第二突緣61及底板13形成止擋。當拆卸或安裝時，可將筒狀殼體10的三個圓筒段體與第一支架50、第二支架60及底板13拆卸或組合。為了達到液密的效果，可在第一支架50及第二支架60的外圓周面上設置O形環。同樣地，可以在底板13的軸向突緣131上設置O形環，以達到液密的效果。第一支架50為實心圓盤，因此當筒狀殼體10的兩個筒狀段體套設在第一支架50時，第一支架50兩個套接的筒狀段體形成液密狀態。第二支架60為輪幅狀的圓盤，其包括多個等間隔排列的扇形開口64，當筒狀殼體10的兩個筒狀段體套設在第二支架60時，兩個套接的筒狀段體形成連通的狀態。

軸體20可轉動地設置於筒狀殼體10內且沿筒狀殼體10的軸向延伸通過第一腔室14及第二腔室15。軸體20由第一支架50與第二支架60可轉動地承載，即軸體20設置在第一軸承70與第二軸承80，因而可轉動地承載於第一支架50與第二支架60。

葉輪機30位於第一腔室14內，且與軸體20同步轉動。請一併參閱圖10，葉輪機30包括一旋轉座31以及複數個葉片32，葉片32的根部呈叉狀且夾持定位於旋轉座31，軸體20的一端穿設於旋轉座31，旋轉座31藉由C型扣環構成軸向限位且藉由定位螺栓或鍵構成圓周方向限位，使葉輪機構30與軸體20同步旋轉。第一流體介質從第一流體介質入口16進入第一腔室14，推動葉輪機構30轉動。第一流體介質可以是液體或氣體，例如工業製程的高壓氣體或高速流動的液體(水或油性物質)，當然也可以是自然環境因水位差而產生高速流動的水流 或者是大氣環境產生的風力。第一流體介質推動葉輪機構30轉動後，液體通過位於葉輪機30下方的隔板90(請一併參閱圖11)，從隔板90的通孔91流至底板13，並經由第一流體介質出口17離開筒狀殼體10。且同步使轉子隨軸體轉動，發電模組的數量藉由安裝於軸體或從軸體拆卸而增加或減少。

發電模組40設置於第二腔室15且可拆卸地設置於軸體20。發電模組40包括一定子41、設置於定子41的相對兩側的二個轉子42、設置於轉子42的複數個第一發電件43以及設置於定子41的複數個第二發電件44。

請一併參閱圖6及圖7，轉子42呈圓盤狀且具有一轉子中心孔423，軸體20穿設於轉子中心孔423並藉由在鍵與鍵槽的卡合使轉子42與軸體20同步轉動。每個轉子42包括一第一絕緣本體421以及複數個第一扇形安裝部422，複數個第一扇形安裝部422設置於第一絕緣本體421，本實施例的每個第一扇形安裝部422具有45度的圓心角，因此本實施例的轉子42具有八個第一扇形安裝部422。複數個第一發電件43對應地設置於該等第一扇形安裝部422。每個第一扇形安裝部422具有複數個弧形凹槽4221，該等第一發電件43為具有相同圓心角且具有不同直徑的弧形磁鐵，該等弧形磁鐵係安裝於該等弧形凹槽4221。本實施例的每個第一扇形安裝部422具有六個具有相同圓心角且具有不同直徑的弧形凹槽4221，因此每個第一扇形安裝部422可以安裝六個弧形磁鐵。

定子41固定設置於第二腔室15內，本實施例的複合式氣液流體傳動發電機更包括複數個支持件110，連接第一支架50與第二支架60，每個支持件110呈桿狀且其兩端分別設置定位在第一支架50的第一安裝孔53與第二支架60的第二安裝孔63。支持件110穿設於定子41，藉由C型扣環使定子41軸向定位於支持件110，藉此使定子41固定於第一支架50與第二支架60。請一併參閱圖8及 圖9，定子41具有一定子中心孔413，一第三軸承120設置於定子中心孔413，軸體20穿設於第三軸承120，使軸體20可相對於定子41轉動。定子41包括一第二絕緣本體411以及複數個第二扇形安裝部412，第二扇形安裝部412設置於第二絕緣本體411的相對兩側表面，複數個第二發電件44對應地設置於該等第二扇形安裝部412。本實施例的第二扇形安裝部412為扇形凸塊，該等第二發電件44為線圈，線圈繞設於扇形凸塊。本實施例的定子41的每個側面具有八個第二扇形安裝部412，因此兩個側面總共具有十六個第二扇形安裝部412。三相電橋座45設置在定子41的第二絕緣本體411，且靠近第二絕緣本體411的邊緣，其電性連接於線圈。

當轉子42隨著軸體20轉動時，第一發電件43與第二發電件44產生相對移動，即第二發電件44的線圈與第一發電件43的磁鐵產生相對移動，藉由線圈劃過磁場能夠在線圈產生電流的電磁交互作用而生成電力。

第一發電件43與第二發電件44產生電磁交互作用而生成電力時，第二發電件44的線圈以及三相電橋座45會有發熱的問題，因此軸體20位於第二腔室15的一端設置一扇葉機130，當第一流體介質推動葉輪機30而使軸體20轉動時，軸體20同時帶動扇葉機130轉動，將第二流體介質經由從第二流體介質入口18進入第二腔室15且流經發電模組40，將發電模組40產生的熱帶離發電模組40，然後從第二流體介質出口19離開筒狀殼體10。第二流體介質為空氣。

另外，為了達成第一腔室14與第二腔室15達成液密的效果，本實施例的可層加複合式流體傳動發電機更包括一甩氣液錐件140，其設置於第一腔室14且覆蓋軸體20與第一支架50的連接處，如圖12及圖13所示，甩氣液錐件140呈圓錐狀且藉由定位螺栓定位於軸體20而與軸體20同步轉動，甩液錐件140的直 徑最大的底部抵接於第一支架50。本實施例的可層加複合式氣液流體傳動發電機更包括一滴水槽斗150，如圖14及圖15所示，滴水槽斗150設置於第二腔室15且圍繞甩氣液錐件140設置。滴水槽斗150呈圓錐狀且固定於第一支架50。第一流體介質中所含的液體可由甩液錐件140隨軸體20旋轉的離心力甩出，而沿著滴水槽斗150的圓錐內表面流下並從底板13的第一流體介質出口17排出。

本創作的可層加複合式氣液流體傳動發電機藉由筒狀殼體與第一支架及第二支架的組合而可拆卸與組裝的結構，可依照發電量的需求在筒狀殼體中增加或減少發電模組的數量。另外，藉由第一流體介質推動葉輪機構使軸體轉動，使發電模組的轉子相對於定子轉動，因而第一發電件與第二發電件之間產生電磁交互作用而生電力。

惟以上所述者，僅為本創作之較佳實施例而已，當不能以此限定本創作實施之範圍，即大凡依本創作申請專利範圍及新型說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本創作專利涵蓋之範圍內。另外，本創作的任一實施例或申請專利範圍不須達成本創作所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本創作之權利範圍。此外，本說明書或申請專利範圍中提及的「第一」、「第二」等用語僅用以命名元件(element)的名稱或區別不同實施例或範圍，而並非用來限制元件數量上的上限或下限。

5:蓋體

10:筒狀殼體

11:軸向端部

12:軸向端部

13:底板

14:第一腔室

15:第二腔室

16:第一流體介質入口

17:第一流體介質出口

18:第二流體介質入口

19:第二流體介質出口

20:軸體

30:葉輪機

40:發電模組

41:定子

42:轉子

43:第一發電件

44:第二發電件

50:第一支架

51:第一突緣

53:第一安裝孔

60:第二支架

61:第二突緣

62:第二中心孔

63:第二安裝孔

70:第一軸承

90:隔板

91:通孔

110:支持件

120:第三軸承

130:扇葉機

140:甩液錐件

150:滴水槽斗

Claims (17)

1. 一種可層加複合式氣液流體傳動發電機，其包括：一筒狀殼體，其包括彼此分隔且保持液密的一第一腔室及一第二腔室，還包括一第一流體介質入口及一第一流體介質出口，該第一流體介質入口以及該第一流體介質出口連通於該第一腔室；一軸體，可轉動地設置於該筒狀殼體內且沿該筒狀殼體的軸向延伸通過該第一腔室及該第二腔室；一葉輪機，位於該第一腔室內，且與該軸體同步轉動；以及至少一發電模組，設置於該第二腔室且可拆卸地設置於該軸體，且包括一定子、設置於該定子相對兩側的二個轉子、設置於該轉子的複數個第一發電件以及設置於該定子的複數個第二發電件，該轉子與該軸體同步轉動，該定子固定設置於該第二腔室內，該第一發電件與該第二發電件產生電磁交互作用而生成電力；其中一第一流體介質從該第一流體介質入口進入該第一腔室，推動該葉輪機轉動，且同步使該轉子隨該軸體轉動，該發電模組的數量藉由安裝於該軸體或從該軸體拆卸而增加或減少。
2. 如請求項1所述之可層加複合式氣液流體傳動發電機，其更包括一第一支架以及一第二支架，該第一支架徑向跨設於該筒狀殼體的一截面並分隔該筒狀殼體而構成該第一腔室與該第二腔室，該第二支架徑向跨設於該筒狀殼體的另一截面，且位於該第二腔室內，該軸體由該第一支架與該第二支架可轉動地承載。
3. 如請求項2所述之可層加複合式氣液流體傳動發電機，其中該筒狀殼體包括複數個筒狀段體，該等筒狀段體分別可拆卸地結合於該第一支架與該第二支架而構成該筒狀殼體。
4. 如請求項3所述之可層加複合式氣液流體傳動發電機，其中該第一支架與該第二支架均呈圓盤狀，該等筒狀段體套設於該第一支架的外圓周面與該第二支架的外圓周面。
5. 如請求項4所述之可層加複合式氣液流體傳動發電機，其中該第一支架包括一第一突緣，該第一突緣設置於該第一支架的該外圓周面，該第二支架包括一第二突緣，該第二突緣設置於該第二支架的該外圓周面，該等筒狀段體係抵接於該第一突緣或該第二突緣。
6. 如請求項2所述之可層加複合式氣液流體傳動發電機，其更包括一第一軸承以及一第二軸承，該第一軸承設置在該第一盤狀支架並支持該軸體，該第二軸承設置在該第二盤狀支架並支持該軸體。
7. 如請求項2所述之可層加複合式氣液流體傳動發電機，其中該發電模組設置於該第一支架與該第二支架之間。
8. 如請求項7所述之可層加複合式氣液流體傳動發電機，其更包括複數個支持件，連接該第一支架與該第二支架且穿設於該定子，使該定子固定於該第一支架與該第二支架。
9. 如請求項2所述之可層加複合式氣液流體傳動發電機，其更包括一第三軸承，設置於該定子，該軸體穿設於該第三軸承，使該軸體相對於該定子轉動。
10. 如請求項2所述之可層加複合式氣液流體傳動發電機，其更包括一甩液錐件，其設置於該軸體且與該軸體同步轉動，該甩液錐件設置於該第一腔室且抵接於該第一支架。
11. 如請求項10所述之可層加複合式氣液流體傳動發電機，其更包括一滴水槽斗，設置於該第一腔室且固定於該第一支架，該滴水槽斗圍繞該甩液椎件且與該甩液椎件間具有一間距。
12. 如請求項1所述之可層加複合式氣液流體傳動發電機，其中每個該轉子包括一第一絕緣本體以及複數個第一扇形安裝部，該等第一扇形安裝部設置於該第一絕緣本體，該等第一發電件對應地設置於該等第一扇形安裝部。
13. 如請求項12所述之可層加複合式氣液流體傳動發電機，其中該定子包括一第二絕緣本體以及複數個第二扇形安裝部，該等第二扇形安裝部設置於該第二絕緣本體的相對兩側表面，該等第二發電件對應地設置於該等第二扇形安裝部。
14. 如請求項13所述之可層加複合式氣液流體傳動發電機，其中每個該第一扇形安裝部具有複數個弧形凹槽，該等第一發電件為具有相同圓心角且具有不同直徑的弧形磁鐵，該等弧形磁鐵係安裝於該等弧形凹槽。
15. 如請求項13所述之可層加複合式氣液流體傳動發電機，其中該第二扇形安裝部為扇形凸塊，該等第二發電件為線圈，該線圈繞設於該扇形凸塊。
16. 如請求項1所述之可層加複合式氣液流體傳動發電機，其更包括一蓋體，該筒狀殼體具有一軸向端開口，該蓋體蓋合於該軸向端開口。
17. 如請求項1所述之可層加複合式氣液流體傳動發電機，其更包括一扇葉機，位於該第二腔室內，且與該軸體同步轉動，該筒狀殼體更包括一第二流體介質入口以及一第二流體介質出口，該第二流體介質入口及該第二流體介質出口連通於該第二腔室，該扇葉機轉動使一第二流體介質從該第二流體介質入口進入該第二腔室且流經該至少一發電模組，從該第二流體介質出口離開該筒狀殼體。

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