TWM630824U - 海浪儲能發電機構 - Google Patents
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Abstract
本創作係揭露一種海浪儲能發電機構，包括一基部、一活動部、一儲能部、一發電部及一第一管路，其中，該活動部係可活動地設於該基部上，並可受海浪所帶動而相對該基部作動，並產生機械能；該儲能部係受該活動部所產生之機械能所驅動而對一可壓縮流體進行壓縮；該發電部係與該儲能部相隔開來，並具有一發電單元；該第一管路係連接該儲能部與該發電部，以供該可壓縮流體於該儲能部與該發電部間循環流動，並使該發電單元受該可壓縮流體所驅動，據以產生電能。
Description
本創作係與發電領域相關，尤指一種海浪儲能發電機構。
按，太陽能、風力、地熱能、海洋能與水力能均屬再生能源(Renewable Energy)，其中，傳統水力發電的發展淵源已久，主要係興建水庫，利用位能差作為發電的目的，惟仍存在大量缺點，例如環境生態破壞、建造成本費用大、水庫淤沙等問題。
據此，為了改善前述問題，已有相關業者將發展研發方向轉為利用海洋能上，舉例來說，如我國公開第202124841號「浮球式海底發電改善系統」發明專利案，其主要係將發電機設置於海床上，再透過繩索繫住漂浮於海平面上之浮體，當浮體隨著移動，發電機受繩索帶動而驅使發電機的軸心轉動而產生電能。但是，海浪能有方向不定、大小激烈變化等間歇的特性，故前述專利案難以有穩定且持續的電力產生。
本創作之主要目的係在於提供一種海浪儲能發電機構，其係能夠將波浪運動之能量轉化並儲存為液壓能，待儲存至預定數量之液壓能後，即可於適當時機釋放液壓能來驅動發電單元運轉，達到穩定發電之功效。
緣是，為達成上述目的，本創作所揭一種海浪儲能發電機構主要利用一受海浪所帶動之活動部，使一與該活動部連接之儲能部中所儲存之一可壓縮流體同步受動而被壓縮，接著，該可壓縮流體係可驅動一發電單元運轉，據以產生電能。
具體來說，本創作之海浪儲能發電機構還包括一基部、一發電部及一第一管路，其中，該活動部係可活動地設於該基部上，並可受海浪所帶動而相對該基部作動，並產生機械能；該儲能部係受該活動部所產生之機械能所驅動而對該可壓縮流體進行壓縮；該發電部係具有該發電單元；該第一管路係連接該儲能部與該發電部，以供該可壓縮流體於該儲能部與該發電部間循環流動，並使該發電單元受該可壓縮流體所驅動，據以產生電能。
在一實施例中，該活動部係包括一擺件及一浮件，其中，該擺件係具有一長形之搖臂，並以長軸一端樞接於該基部上，得以樞接之軸為轉軸，相對於該基部為轉動；該浮件係固設於該搖臂遠離該基部之長軸另一端。
在一實施例中，為準確控制發電的效率或時機，本創作更包括一控制閥及一處理部，其中，該控制閥係設於該第一管路上，並位於該發電部與該儲能部之間；該處理部係與該控制閥電性連接，用以控制該控制閥處於一開啟模式或一關閉模式；當控制閥於開啟模式時，係使該第一管路為連通狀態；當控制閥於關閉模式時，係使該第一管路為不連通狀態。
在一實施例中，為了避免該可壓縮流體在該第一管路中逆流，本創作更包括至少一第一單向閥，設於該第一管路上，以限制該第一管路中該可壓縮流體所流動方向係自該儲能部朝該發電部流動。
在一實施例中，該儲能部包括一第一容器、一活塞及一軸桿，其中，該第一容器係設於該第一管路上，並具有一第一殼體，及一位於該第一殼體內之第一容置空間，用以充填有一可壓縮流體；該活塞係可活動地設於該第
一容置空間中；該軸桿桿軸之一端貫穿該第一殼體並連接於該活塞上，而桿軸之另一端係連設於該活動部上，得以隨著該活動部同步作動，進而推動該活塞位移，以壓縮位於該第一容置空間內之該可壓縮流體。
在一實施例中，該儲能部還包括一第二容器，係設於該第一管路上，並位於該第一容器與該發電部之間，且該第二容器具有一第二殼體，及一位於該第二殼體內之第二容置空間，並使被壓縮後之該可壓縮流體自該第一容置空間經由該第一管路進入該第二容置空間中。
在一實施例中，為使可壓縮流體能循環利用，本創作更包括一第二管路及至少一第二單向閥，其中，該第二管路係連接該發電部與該儲能部，且不與該第一管路相連通；該第二單向閥係設於該第二管路上，以限制該第二管路中該可壓縮流體所流動方向係自該發電部朝該儲能部流動。
在一實施例中，該儲能部還包括一第三容器及一泵，其中該第三容器係設於該第二管路上，並具有一第三殼體，及一位於該第三殼體內之第三容置空間，用以接受並儲存已流經該發電部之該可壓縮流體；該泵係設於該第二管路上，並位於該第三容器及該第一容器之間，而受控制地、用以將該第三容器中的該可壓縮流體經由該第二管路抽至該第一容器。
在一實施例中，該發電部更包括一轉動單元，具有一扇葉及一轉軸，該轉軸一端與該發電單元之一出力軸連接，另一端係朝該第一管路延伸，並設有該扇葉，使該扇葉被該可壓縮流體所帶動，並將動能傳遞至該發電單元，以轉換成電能。
10:基部
11:架體
12:桿體
13:輔助件
20:活動部
21:擺件
211:搖臂
212:轉軸
22:浮件
30:儲能部
31:第一容器
311:第一殼體
312:第一容置空間
32:活塞
33:軸桿
34:第二容器
341:第二殼體
342:第二容置空間
35:第三容器
351:第三殼體
352:第三容置空間
36:泵
40:發電部
41:轉動單元
42:發電單元
50:第一管路
51:第一單向閥
60:控制閥
70:處理部
80:第二管路
81:第二單向閥
A:海岸
B:海面
圖1係本創作之一較佳實施例之海浪儲能發電機構的示意圖。
圖2係本創作之一較佳實施例之海浪儲能發電機構的系統方塊圖。
圖3係本創作之一較佳實施例之海浪儲能發電機構就基部與活動部的立體示意圖。
圖4係就圖3之側視圖。
圖5係就圖4之作動圖。
首先，請參閱圖1至圖4所示，在本創作一較佳實施例中所提供之海浪儲能發電機構，主要乃係包括一基部10、一活動部20、一儲能部30、一發電部40、一第一管路50、一控制閥60、一處理部70及一第二管路80。
該基部10設於一比較水淺的臨海地區之一海岸A上，以作為本創作之其他構件建設之基礎，其架構的種類繁多，在本例中，該基部10具有一架體11，主要係由多數桿體12相互建構而成之框架型態，且更可透過至少一輔助件13設於該些桿體12之間，以增加該架體11之結構強度。
該活動部20係包括一擺件21及一浮件22，其中，該擺件21係具有一長形之搖臂211，並以長軸一端樞接於該基部10上，得以樞接之軸為轉軸212，相對於該基部10為轉動。在本例中，為了增加該搖臂211的結構強度，該搖臂211同樣係由多數桿件相互建構而成之框架型態，並透過至少一補強件設於該些桿件之間。
再者，該浮件22係固設於該搖臂211遠離該基部10之長軸另一端，俾令該浮件22係遠離該基部10，而漂浮於一適當的波浪場中，例如海面B，藉此該浮件22透過海面B上間歇性的波浪運動而上下移動，從而連動該搖臂211以
該轉軸212為軸心進行相對之角運動，並隨之產生機械能。此外，該浮件22之構形可隨需求任意改變，且其結構設計相當多樣，並為習知技術，故不再贅述。
該儲能部30包括一第一容器31、一活塞32、一軸桿33及一第二容器34，其中，如圖4所示，該第一容器31具有一第一殼體311，及一位於該第一殼體311內之第一容置空間312，用以充填有一可壓縮流體；該活塞32係可活動地設於該第一容置空間312中；該軸桿33桿軸之一端貫穿該第一殼體311並連接於該活塞32上，而該軸桿33桿軸之另一端係連設於該活動部20之該擺件21上，得以隨著該擺件21同步作動，進而推動該活塞32位移，以壓縮位於該第一容置空間312內之該可壓縮流體。
該第二容器34具有一第二殼體341，及一位於該第二殼體341內之第二容置空間342，如圖1所示。
接著，該第一容器31、該第二容器34與該發電部40係依序地設於該第一管路50上，其中，得以利用該第一管路50，將被壓縮後之該可壓縮流體自該第一容置空間312流入該第二容置空間342中，作為蓄能儲存之用。在其他的實施例中，該第二容器34的數量可隨實際要求增加或減少，以積聚至預定大小的液壓能。
並且，該發電部40具有一轉動單元41及一發電單元42，其中，該轉動單元41具有一扇葉及一轉軸(圖未表示)，該轉軸一端與該發電單元42之一出力軸連接，另一端係朝該第一管路50延伸，並設有該扇葉，使該扇葉被該可壓縮流體所帶動，並將動能傳遞至該發電單元42，以轉換成電能。
該控制閥60係設於該第一管路50上，並位於該第二容器34與該發電部40之間，用以操控兩者之間的連通狀態，並還可調整該可壓縮流體於該第一管路50的流動狀態。例如，該控制閥60可調整為全開或關閉等態樣。
該處理部70係為微處理器、中央處理單元(CPU)、計算裝置、微控制器、數位信號處理器、圖形處理單元(GPU)、其他類似之具運算功能的裝置或其群組之任何組合，且該處理部70係與該控制閥60電性相接，據以操控該控制閥60之開啟或關閉，從而改變該可壓縮流體於該第一管路50中的流動情形。詳細來說，當控制閥60於開啟模式時，係使該第一管路50為連通狀態；當控制閥60於關閉模式時，係使該第一管路50為不連通狀態。
此外，該第一管路50上更可設有至少一第一單向閥51，以限制該第一管路50中該可壓縮流體所流動方向係自該儲能部30朝該發電部40流動。在本例中，該第一單向閥51的數量為二，分別設於該第一容器31與該第二容器34之間、及該第二容器34與該發電部40之間，以避免該可壓縮流體在該第一管路50中逆流。
接著，為使該可壓縮流體能循環利用，該第二管路80係連接該發電部40與該儲能部30之第一容器31，且不與該第一管路50相連通，並且，該第二管路80上設有至少一第二單向閥81，以限制該第二管路80中該可壓縮流體所流動方向係自該發電部40朝該儲能部30之第一容器31所在方向流動。
並且，如圖1所示，該儲能部30更包括一第三容器35及一泵36，其中，該第三容器35係設於該第二管路80上，並位於該發電部40與該第一容器31之間，且第三容器35係具有一第三殼體351，及一位於該第三殼體351內之第三容置空間352，用以接受並儲存已流經該發電部40之該可壓縮流體。
該泵36係設於該第二管路80上，並位於該第三容器35及該第一容器31之間，且該泵36係與該處理部70電性連接，從而受控制地、用以將該第三容器35中的該可壓縮流體經由該第二管路80抽至該第一容器31，以達到循環利用之目的。
由上述結構可知，本創作之海浪儲能發電機構的具體實施態樣，首先，如圖4所示，該浮件22係漂浮於海面B上，接著，如圖5所示，該浮件22隨著波浪運動而上下起伏移動，並連動該搖臂211以該轉軸212為軸心相對該基部10擺動，同時該軸桿33隨著該搖臂211同步作動，進而推動該活塞32位移，以壓縮位於該第一容置空間312內之該可壓縮流體。
續請參考圖1所示，將被壓縮後之該可壓縮流體係經由該第一管路50儲存至該第二容器34。接著，當要進行發電時，該處理部70係操控該控制閥60開啟該第一管路50之流通，以釋放儲存於該第二容器34中的該可壓縮流體，並驅動該轉動單元41運轉，同時帶動該發電單元42發電。最後，該可壓縮流體流至該第三容器35中儲存，待積聚一定數量時，再啟動該泵36將該可壓縮流體抽回至該第一容器31。
據此，本創作能將海浪能量轉化並儲存為液壓能，可停電或用電尖峰時段釋放液壓能，以驅動發電單元運轉，除了作為備援電力之用，還提供穩定且充足的發電量。
以上所述本創作之該些可行實施例，非因此即侷限本創作之專利範圍，舉凡運用本創作說明書及圖式內容所為之等效結構變化，均理同包含於本創作之範圍內，合予陳明。
10:基部
20:活動部
30:儲能部
31:第一容器
34:第二容器
341:第二殼體
342:第二容置空間
35:第三容器
351:第三殼體
352:第三容置空間
36:泵
40:發電部
41:轉動單元
42:發電單元
50:第一管路
51:第一單向閥
60:控制閥
80:第二管路
81:第二單向閥
Claims (9)
- 一種海浪儲能發電機構，包括：一基部；一活動部，係可活動地設於該基部上，並可受海浪所帶動而相對該基部作動，並產生機械能；一儲能部，係受該活動部所產生之機械能所驅動而對一可壓縮流體進行壓縮；一發電部，係具有一發電單元；以及一第一管路，係連接該儲能部與該發電部，以供該可壓縮流體於該儲能部與該發電部間循環流動，並使該發電單元受該可壓縮流體所驅動，據以產生電能。
- 如請求項1所述海浪儲能發電機構，其中，該活動部係包括：一擺件，具有一長形之搖臂，係以長軸一端樞接於該基部上，得以樞接之軸為轉軸，相對於該基部為轉動；以及一浮件，係固設於該搖臂遠離該基部之長軸另一端。
- 如請求項1所述海浪儲能發電機構，其更包括：一控制閥，係設於該第一管路上，並位於該發電部與該儲能部之間；以及一處理部，係與該控制閥電性連接，用以控制該控制閥處於一開啟模式或一關閉模式；當控制閥於開啟模式時，係使該第一管路為連通狀態；當控制閥於關閉模式時，係使該第一管路為不連通狀態。
- 如請求項1所述海浪儲能發電機構，其更包括至少一第一單向閥，設於該第一管路上，以限制該第一管路中該可壓縮流體所流動方向係自該儲能部朝該發電部流動。
- 如請求項1所述海浪儲能發電機構，其中，該儲能部包括：一第一容器，係設於該第一管路上，並具有一第一殼體，及一位於該第一殼體內之第一容置空間，用以充填有一可壓縮流體；一活塞，係可活動地設於該第一容置空間中；以及一軸桿，其桿軸之一端貫穿該第一殼體並連接於該活塞上，而桿軸之另一端係連設於該活動部上，得以隨著該活動部同步作動，進而推動該活塞位移，以壓縮位於該第一容置空間內之該可壓縮流體。
- 如請求項5所述海浪儲能發電機構，其中，該儲能部還包括一第二容器，係設於該第一管路上，並位於該第一容器與該發電部之間，且該第二容器具有一第二殼體，及一位於該第二殼體內之第二容置空間，並使被壓縮後之該可壓縮流體自該第一容置空間經由該第一管路進入該第二容置空間中。
- 如請求項5或6所述海浪儲能發電機構，其更包括：一第二管路，係連接該發電部與該儲能部，且不與該第一管路相連通；以及至少一第二單向閥，設於該第二管路上，以限制該第二管路中該可壓縮流體所流動方向係自該發電部朝該儲能部流動。
- 如請求項7所述海浪儲能發電機構，其中，該儲能部還包括：一第三容器，係設於該第二管路上，並具有一第三殼體，及一位於該第三殼體內之第三容置空間，用以接受並儲存已流經該發電部之該可壓縮流體；以及一泵，係設於該第二管路上，並位於該第三容器及該第一容器之間，而受控制地、用以將該第三容器中的該可壓縮流體經由該第二管路抽至該第一容器。
- 如請求項1所述海浪儲能發電機構，其中，該發電部更包括一轉動單元，具有一扇葉及一轉軸，該轉軸一端與該發電單元之一出力軸連接，另一端係朝該第一管路延伸，並設有該扇葉，使該扇葉被該可壓縮流體所帶動，並將動能傳遞至該發電單元，以轉換成電能。
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