TWM641758U - 磁懸浮發電裝置 - Google Patents

Abstract

一種磁懸浮發電裝置，包含一傳動單元、一連接該傳動單元的驅動單元、多個設置在該傳動單元下方的磁力桿，及一連接該傳動軸的發電單元。該傳動單元包括一傳動軸及多個磁力件。該驅動單元包括一用以產生一驅動力的動力件，及一用以傳遞該驅動力至該傳動軸的驅動件。該等磁力桿用以使該傳動軸懸浮在該等磁力桿上方。該發電單元包括一發電機，及一用以傳遞該驅動力至該發電機以產生電力的傳動件。透過該等磁力件與對應之該磁力桿之磁性相斥，使該傳動單元能懸浮在該等磁力桿上方，藉此避免元件彼此產生摩擦，提升產生電力之效率。

Description

磁懸浮發電裝置

本新型是有關於一種發電裝置，特別是指一種磁懸浮發電裝置。

參閱圖1，一種中華民國公告第M579407U號新型專利所揭示之陀螺式發電機9，包含至少一電瓶91、一電性連接該電瓶91的電腦控制模組92、一電性連接該電腦控制模組92的電源啟動單元93、一電性連接該電源啟動單元93且包括一第一動力輪941與至少一套設於該第一動力輪941之第一傳動件942的驅動單元94、一自該驅動單元94遠離延伸的傳動軸95、一套設於該傳動軸95的陀螺飛輪96、一套設於該傳動軸95且位於該驅動單元94與該陀螺飛輪96之間的第一傳動組97、一位於該第一傳動組97之相反側且包括一第三動力輪981與至少一套設於該第三動力輪981之第三傳動件982的第二傳動組98，及一鄰設於該第二傳動組98而連接該第三傳動件982且包括一第四動力輪991的發電機99。該陀螺式發電機9在使用時，是透過該電瓶91來啟動該驅動單元94，該驅動單元94會產生一用以帶動該傳動軸95旋轉的驅動力，並透過該傳動軸95來帶動該第一動力輪941、該第一傳動件942、該第一傳動組97、該第二傳動組98與該第四動力輪991進行旋轉，以帶動該發電機99運轉而產生電力。此外，當該傳動軸95達到一轉動速度時，該陀螺飛輪96會產生一供該傳動軸95持續旋轉之轉動慣量，使該傳動軸95也能藉由該轉動慣量來帶動該發電機99運轉而產生電力。

然而，由於該陀螺飛輪96、該第一傳動組97與該第二傳動組98都是直接套設於該傳動軸95上，該傳動軸95在旋轉時難免會與上述元件彼此摩擦，導致該第三動力輪981與該第三傳動件982無法順利地帶動該第四動力輪991進行轉動，進而降低該發電機99之發電效率。

因此，本新型之目的，即在提供一種可降低摩擦而提升發電效率的磁懸浮發電裝置。

於是，本新型磁懸浮發電裝置，包含一傳動單元、一連接該傳動單元的驅動單元、多個設置在該傳動單元下方的磁力桿，及一連接該傳動單元的發電單元。

該傳動單元包括一沿一水平延伸之軸線設置的傳動軸，及多個間隔設置在該傳動軸的磁力件。

該驅動單元連接該傳動軸，並包括一用以提供一驅動力以帶動該傳動軸旋轉的動力件，及一銜接該動力件與該傳動軸之間，並用以將該驅動力傳遞至該傳動軸的驅動件。

該等磁力桿之位置分別對應該等磁力件，且每一個該磁力桿包括一垂直該傳動軸的桿體，及一設置於該桿體頂端且與個別之該磁力件磁性相斥，使該傳動軸懸浮在該等磁力桿上方的磁性件。

該發電單元連接該傳動軸，並包括一發電機，及一銜接該傳動軸與該發電機而用以帶動該發電機運轉以產生電力的傳動件。

本新型之功效在於：該驅動件驅動該傳動單元轉動時，透過該等磁力件與對應之該磁力桿之磁性相斥，使該傳動單元能懸浮在該等磁力桿上方，避免該傳動單元在旋轉時與不必要的部件產生摩擦，便能在該傳動單元維持在懸浮的情況下，將動能傳遞至該發電機以產生電力。

在本新型被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖2、圖3與圖4，本新型磁懸浮發電裝置之一第一實施例，包含一傳動單元1、一連接該傳動單元1的驅動單元2、二個設置於該傳動單元1下方的磁力桿3、一連接該傳動單元1的發電單元4，及一設置於該傳動單元1的飛輪單元5。於本第一實施例中，該傳動單元1是呈桿狀且相反兩端是分別連接於該驅動單元2與該發電單元4。

該傳動單元1包括一沿一水平延伸之軸線L設置的傳動軸11，及多個間隔設置在該傳動軸11的磁力件12。該等磁力件12之數量沒有特別限制，只要能穩定地向外釋放一定強度之磁場即可。在本第一實施例中，該等磁力件12之數量為兩個，且每一個該磁力件12具體而言是由四個永久磁鐵M1彼此磁吸串接而得。每一個該永久磁鐵M1是呈中空環狀結構且彼此緊密連接而套設在該傳動軸11，只要使該等永久磁鐵M1的重量與斥力相互平衡，即可在向外釋放一定強度磁場的同時，不致使自身重量過於沉重而無法懸浮。其中，再定義出一位於該傳動軸11之一半長度的節點N，該等磁力件12是以該節點N為中心而等距間隔設置在該節點N之相反兩側，使該等磁力件12之重量平均分散在該傳動軸11上，可避免該傳動軸11因重量分布不均而產生傾斜。

該驅動單元2包括一用以提供一驅動力以帶動該傳動軸11旋轉的動力件21、一銜接該動力件21與該傳動軸11之間並用以將該驅動力傳遞至該傳動軸11的驅動件22，及一電性連接該動力件21的定速件23。該動力件21具有一用以產生該驅動力的馬達211、一電性連接該馬達211且用以穩定輸送電力的脈衝電路213，及一電性連接該脈衝電路213且用以產生電力而使該馬達211運轉的電池214。該驅動件22具有二個分別設置在該馬達211與該傳動軸11的驅動輪221，及一繞設於該等驅動輪221並用以帶動該傳動軸11進行轉動的皮帶222。其中，該等驅動輪221較佳是沿垂直於該傳動軸11之方向排列而分別樞設在該傳動軸11一側之末段與該馬達211上，並根據基本之機械傳動原理，提升動能帶動該傳動軸11旋轉的效率。

該定速件23具有一用以針對該馬達211之運作現況產生一補償訊號S的電腦控制模組231。該電腦控制模組231可以藉由設定一閾值，並根據偵測該馬達211之運轉現況來決定是否要傳輸該補償訊號S。倘若該馬達211例示性地因故障或髒汙等因素而導致運轉速率下降時，該電腦控制模組231會偵測該馬達211之轉速發生改變，並傳輸該補償訊號S至該馬達211以保持定速運轉。

該等磁力桿3設置在該傳動單元1下方，且與對應之該磁力件12彼此鉛直設置。每一個該磁力桿3包括一垂直於該傳動軸11的桿體31，及一設置於該桿體31頂端且與個別之該磁力件12磁性相斥而使該傳動軸11懸浮在該等磁力桿3上方的磁性件32。較佳地，該等桿體31之橫截面是呈長方形或正方形，以便於焊接或鎖合如L型角鐵等零件。每一個該磁性件32具有二個呈片狀且彼此間隔地設置於個別之該桿體31外周面的固定部321，及三個各自沿平行於該軸線L之方向延伸且銜接該等固定部321之間的磁石部322。每一個該磁石部322是由複數個永久磁石M2彼此磁吸設置而得。較佳地，每一個該磁石部322所具有的該等永久磁石M2之數量，與每一個該磁力件12的該等永久磁鐵M1相同。

為了使每一個該磁力件12能均勻地被對應之該等磁石部322之磁斥力所支撐，定義出一平行於該軸線L且通過每一個該磁性件32的中心線C，使該等磁石部322圍繞該中心線C而彼此等間隔設置。再將其中二個該磁石部322較鄰近該傳動軸11與該傳動軸11呈等距設置，另一個該磁石部322則是較遠離該傳動軸11，使該等磁石部322在沿該中心線C方向觀看時彼此是呈上寬下窄之倒三角設置。如此，較鄰近該傳動軸11之該等磁石部322可向該等磁力件12施以對稱且向上之磁斥支撐力，使該傳動軸11穩定地懸浮於對應之該等磁石部322上方，提升了懸浮穩定性。

該發電單元4是連接該傳動軸11相反於該驅動單元2之一側，並包括一用以接收該驅動力而產生電力的發電機41、一銜接該傳動軸11與該發電機41而用以帶動該發電機41運轉以產生電力的傳動件42、一電性連接該發電機41且用以將該發電機41所產生之電流進行轉換的整流器43，及一電性連接該整流器43與該電池214且用以將該發電機41所產生的電力回充至該電池214的充電放電迴路44。在本第一實施例中，該發電機41係例示性地使用如220V/50Hz或220V/60Hz等小型發電機，並根據基本之電磁原理，利用磁場內的轉動線圈來產生感應電流而達到發電之效果。該傳動件42具有二個分別設置在該發電機41與該傳動軸11相反於該驅動單元2之一側的動力輪421，及一繞設於該等動力輪421且用以將該驅動力傳遞至該發電機41的傳動帶422。該等動力輪421是沿垂直於該傳動軸11方向排列而分別樞設在該傳動軸11相反於該驅動單元2之一側之末段與該發電機41上。該傳動件42是透過簡明機械原理，並用以自該傳動軸11將該驅動力傳輸至該發電機41而產生電力。

該飛輪單元5環設於該傳動軸11且等間隔地設置在該等磁力件12之間。由於該飛輪單元5是重量較大之元件，為使該傳動軸11之重心能較為穩固且重量能彼此對稱。舉例而言，該飛輪單元5是設置在該節點N，且該等磁力件12是以該節點N為中心而彼此等距間隔設置在該節點N之相反兩側，便可使設置於該傳動軸11之重量平均分布，可避免該傳動軸11因重量不平均而產生傾斜的情形，提升了操作穩定性。

本第一實施例是透過該電池214提供電力而供應該馬達211運轉的動力，藉此使該馬達211產生該驅動力來帶動該傳動軸11轉動。由於該等磁力件12分別與該等磁力桿3之磁性相斥，使得套設有該飛輪單元5的該傳動軸11能夠懸浮在該等磁力桿3上方，並在不與周遭元件產生摩擦的情形下，提升帶動該等驅動輪221及該等動力輪421轉動之效率，並透過該發電機41來產生電力。

本第一實施例在運轉時，是透過設置該整流器43與該充電放電迴路44，將該發電機41所產生的電力以電連通的方式直接傳輸至該電池214。再透過該脈衝電路213，使該發電機41所產生的電力能夠順利傳輸回該馬達211，以達電力循環利用之效果。此外，當該傳動軸11旋轉時，該飛輪單元5會一起被該傳動軸11帶動旋轉。且當該飛輪單元5轉動至一轉動速度時，會產生一供該傳動軸11維持旋轉之轉動慣量，使該驅動力能夠在部分動力來源被該轉動慣量所替代的情況下，帶動該傳動軸11旋轉。

參閱圖5，為本新型磁懸浮發電裝置之一第二實施例，本第二實施例與該第一實施例的結構大致相同，但不同的地方在於：本第二實施例的該動力件21是以一適用於接收一外力而運轉產生該驅動力的扇葉212來取代該第一實施例中的該馬達211。本第二實施例在使用時，該扇葉212可透過如風力發電、水力發電或潮汐發電等方式形成該外力來產生該驅動力，便無需額外使用電力來帶動該傳動軸11旋轉，可達到綠能發電之效果。

綜上所述，本新型磁懸浮發電裝置，是透過該動力件21產生該驅動力，並藉由該驅動件22將該驅動力傳輸至該傳動單元1以使其轉動。由於該等磁力件12與該等磁力桿3之磁性相斥，使得該傳動單元1能夠懸浮在該等磁力桿3上方，避免了該傳動單元1在旋轉時僅接觸該驅動件22與該傳動件42來傳遞動能，盡可能地避免了與不必要的部件產生摩擦，即能夠在該傳動單元1維持懸浮的情況下，將動能順利傳遞至該發電機41來產生電力。且藉由該飛輪單元5之位置配置，能穩固該傳動軸11之重心並使其重量呈對稱分布，提升了該傳動軸11的轉動穩定性。故確實能達成本新型之目的。

惟以上所述者，僅為本新型之實施例而已，當不能以此限定本新型實施之範圍，凡是依本新型申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新型專利涵蓋之範圍內。

1:傳動單元 11:傳動軸 12:磁力件 2:驅動單元 21:動力件 211:馬達 212:扇葉 213:脈衝電路 214:電池 22:驅動件 221:驅動輪 222:皮帶 23:定速件 231:電腦控制模組 3:磁力桿 31:桿體 32:磁性件 321:固定部 322:磁石部 4:發電單元 41:發電機 42:傳動件 421:動力輪 422:傳動帶 43:整流器 44:充電放電迴路 5:飛輪單元 L:軸線 C:中心線 M1:永久磁鐵 M2:永久磁石 N:節點 S:補償訊號

本新型之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是一立體分解圖，說明一種現有的陀螺式發電機； 圖2是一示意圖，說明本新型磁懸浮發電裝置的一第一實施例； 圖3是一不完整的立體圖，說明該第一實施例的多個磁力桿； 圖4是一局部放大的示意圖，說明該第一實施例的一傳動軸懸浮於該等磁力桿上方；及 圖5是一示意圖，說明本新型磁懸浮發電裝置的一第二實施例。

1:傳動單元

11:傳動軸

12:磁力件

2:驅動單元

21:動力件

211:馬達

213:脈衝電路

214:電池

22:驅動件

221:驅動輪

222:皮帶

23:定速件

231:電腦控制模組

3:磁力桿

31:桿體

32:磁性件

4:發電單元

41:發電機

42:傳動件

421:動力輪

422:傳動帶

43:整流器

44:充電放電迴路

5:飛輪單元

L:軸線

C:中心線

N:節點

S:補償訊號

Claims (7)

1. 一種磁懸浮發電裝置，包含：一傳動單元，包括一沿一水平延伸之軸線設置的傳動軸，及多個間隔設置在該傳動軸的磁力件；一驅動單元，連接該傳動軸，並包括一用以提供一驅動力以帶動該傳動軸旋轉的動力件，及一銜接該動力件與該傳動軸之間，並用以將該驅動力傳遞至該傳動軸的驅動件；多個磁力桿，設置在該傳動單元下方且位置分別對應該等磁力件，每一個該磁力桿包括一垂直於該傳動軸的桿體，及一設置於該桿體頂端且與個別之該磁力件磁性相斥，使該傳動軸懸浮在該等磁力桿上方的磁性件；及一發電單元，連接該傳動軸，並包括一發電機，及一銜接該傳動軸與該發電機而用以帶動該發電機運轉以產生電力的傳動件。
2. 如請求項1所述的磁懸浮發電裝置，其中，該動力件具有一用以產生該驅動力的馬達，該驅動件具有二分別設置在該馬達與該傳動軸的驅動輪，及一繞設於該等驅動輪並用以帶動該傳動軸進行轉動的皮帶。
3. 如請求項1所述的磁懸浮發電裝置，其中，該動力件具有一適用於接收一外力而運轉產生該驅動力的扇葉，該驅動件具有二分別連接該扇葉與該傳動軸的驅動輪，及一繞設於該等驅動輪並用以帶動該傳動軸進行轉動的皮帶。
4. 如請求項2所述的磁懸浮發電裝置，其中，該動力件還具 有一電性連接該馬達的脈衝電路，及一電性連接該脈衝電路的電池，該發電單元還包括一電性連接該發電機的整流器，及一電性連接該整流器與該電池且用以將該發電機所產生的電力回充至該電池的充電放電迴路。
5. 如請求項2所述的磁懸浮發電裝置，其中，該驅動單元還包括一用於偵測該馬達轉速並使該馬達維持定速運轉的定速件。
6. 如請求項1至4中任一項所述的磁懸浮發電裝置，還包含一環設於該傳動軸且等間隔地設置在該等磁力件之間的飛輪單元。
7. 如請求項1至4中任一項所述的磁懸浮發電裝置，其中，每一個該磁性件具有二個彼此間隔地設置於該桿體上的固定部，及三個各自沿平行於該軸線之方向延伸且銜接該等固定部之間的磁石部，定義一平行於該軸線且通過每一個該磁性件的中心線，該等磁石部是圍繞該中心線而彼此等間隔設置。

Images