旋轉發電方法及裝置與流程

2023-04-28 09:16:46

本發明是關於一種發電方法及裝置，特別是關於一種旋轉發電方法及裝置。

背景技術：

電力不僅是民眾生活不可或缺的能源，也是經濟發展的動力，不論是一般傳統產業或是新興高科技產業無不以電力為動力。眾所周知的發電方式，例如火力、核能、風力、水力發電，均是基於其能源產生一強大的旋轉機械能而帶動發電機構發電。

然而，火力發電所產生的廢氣太多從而會對大氣層產生危害，核能又是極具危險的能源而且有很大的潛在風險，而風力、水力發電均有季節性的影響。此外，太陽能發電需要設置在日照足夠的地點，從而有天氣、設置地點的限制。在現今對於電力的需求量越來越增加，而可用能源的提供相對地更為匱乏的情況下，如何提供一種更佳的發電方法與裝置，是一項重要的研究課題。

有鑑於此，本發明投入眾多研發能量與精神，不斷於本領域突破及創新，盼能以新穎的技術手段解決習用之不足，除帶給社會更為良善的產品，亦促進產業發展。

技術實現要素：

本發明的主要目的在於提供一種旋轉發電裝置，包含一旋轉臂、一重物、及一移動機構。旋轉臂連接有一發電機構，且旋轉臂沿著其長度方向設置有一軌道件。重物設置於旋轉臂的軌道件上。移動機構施加一第一移動力將重物自旋轉臂的一第一端側沿著旋轉臂的長度方向移動至旋轉臂相對於第一端側的一第二端側，以基於位於第二端側的重物對於旋轉臂所造成的扭矩，使旋轉臂旋轉，以提供發電機構發電能量。

較佳地，旋轉臂設置為多個，每個旋轉臂分別配置有重物及移動機構。

較佳地，多個旋轉臂以一等角度差方式排列。

較佳地，多個旋轉臂之間為相互平行。

較佳地，多個旋轉臂基於一連結構件而連接發電機構。

較佳地，連結構件呈圓柱狀，而以連結構件的圓柱軸心連接發電機構。

較佳地，移動機構包括一直流馬達，連接於軌道件以帶動軌道件沿著旋轉臂的長度方向移動。

較佳地，旋轉發電裝置更包括一電刷，旋轉臂的端點設置有電連接於直流馬達的一電接點，電接點為該旋轉臂旋轉經過電刷時與電刷電性接觸。

本發明的另一目的在於提供一種旋轉發電方法，包含下列步驟：當一重物位於一旋轉臂的一第一端側時，施加一第一移動力將重物自第一端側沿著旋轉臂的長度方向移動至旋轉臂相對於第一端側的一第二端側；以及基於位於第二端側的重物對於旋轉臂所造成的扭矩，使旋轉臂旋轉以提供發電能量，其中旋轉臂連接有一發電機構。

較佳地，第一移動力是選自一電動推力、一彈性組件復位力、或一磁力的其中之一或其組合。

本發明基於施加一第一移動力將重物自一旋轉臂的一端側移動至另一端側，並且基於重物對於旋轉臂所造成的扭矩，使旋轉臂旋轉以提供發電能量。如此，基於重物可循環產生旋轉動力帶動發電機構，而可持續不斷地發電。因此，基於本發明的旋轉發電方法與裝置，不僅沒有廢氣及消耗能源，也沒有日夜因素與季節性的影響，亦沒有設置地點的限制，相較於現有技術中的發電方式，是一種更為環保而便利的發電方式。

為了能更進一步了解本發明為達成既定目的所採取的技術、方法及功效，請參閱以下有關本發明的詳細說明、附圖，相信本發明的目的、特徵與特點，可由此得以深入且具體的了解，然而所附附圖僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的限定。在附圖中：

圖1是本發明一實施例的前視示意圖之一；

圖2是本發明一實施例的俯視示意圖；

圖3是本發明一實施例的前視示意圖之二；

圖4A至第4D圖是本發明一實施例的作動示意圖；

圖5A是本發明另一實施例的前視示意圖；

圖5B是本發明另一實施例的電路機構示意圖；

圖5C是本發明另一實施例的移動機構之示意圖；

圖5D是本發明另一實施例的俯視示意圖；

圖5E是本發明另一實施例的變化的前視示意圖之一；

圖5F是本發明另一實施例的變化的前視示意圖之二；

圖5G是本發明另一實施例的變化的電路機構圖；

圖5H是本發明之另一實施例的變化的俯視示意圖；

圖6A是本發明再一實施例的俯視示意圖；

圖6B是本發明再一實施例的變化的俯視示意圖；

圖7是本發明又一實施例的前視示意圖；

圖8是本發明一組合實施例的俯視示意圖；

圖9A是本發明更一實施例的立體圖；

圖9B是本發明更一實施例的前視示意圖；

圖9C是本發明更一實施例的俯視示意圖；

圖10是本發明一實施例的流程圖。

符號說明：

100：旋轉發電裝置

1、1a、1b、1c：旋轉臂

11：軌道件

12：樞接軸

13、131、132：電接點

2：重物

3：移動機構

31：直流馬達

311：齒輪

32：彈性件

33：止擋件

34：磁性件

4：發電機構

5、51、52：電刷

6：供電機構

7：連結構件

71：圓柱軸心

D1：長度方向

D2、D3：動作路徑

F1：第一移動力

P、P1：旋轉路徑

P3：動作路徑

R:旋轉方向

△θ:角度差

具體實施方式

下面結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明的保護範圍。

某些用語經由實施方式以及以下的專利範圍使用以參照特定的構件。熟知此技藝者當知，製造者可用不同的命名參照構件。本發明並不意欲分別名稱不同而非功能不同的構件。在以下實施方式及專利範圍中，用語「包括」及「包含」為開放式使用，而因此應被解釋為意指「包括，而不是限定於」。

請參閱圖1至圖3所示，本發明的旋轉發電裝置100包含一旋轉臂1、一重物2、及一移動機構3(如圖5B、圖5C所示)。旋轉臂1連接有一發電機構4，且旋轉臂1沿著其長度方向設置有一軌道件11。重物2設置於旋轉臂1的軌道件11上。在本實施例中，旋轉臂1是基於一樞接軸12連接於發電機構4的一電樞(圖未示)，電 樞位於磁鐵的兩極之間。如此，當旋轉臂1旋轉時，發電機構4的電樞也會隨之旋轉而產生感應電流，以使發電機構4發電。

移動機構3施加一第一移動力將重物2自旋轉臂1的一第一端側沿著旋轉臂1的長度方向移動至旋轉臂1相對於第一端側的一第二端側，以基於位於第二端側的重物2對於旋轉臂1所造成的扭矩，使旋轉臂1旋轉，以提供發電機構4發電能量。

參閱圖4A至圖4C並配合圖10所示，本發明的旋轉發電方法，包含下列步驟：當一重物2位於一旋轉臂1的一第一端側時，施加一第一移動力將重物2自第一端側沿著旋轉臂1的長度方向D1移動至旋轉臂1相對於第一端側的一第二端側(步驟S1)；以及基於位於第二端側的重物2對於旋轉臂1所造成的扭矩，使旋轉臂1旋轉以提供發電能量，其中旋轉臂1連接有一發電機構4(步驟S2)。

如圖4A所示，首先，移動機構3施加第一移動力將重物2自旋轉臂1的一第一端側沿著旋轉臂1的長度方向D1移動至旋轉臂1相對於第一端側的一第二端側。移動機構3施加第一移動力的方式可為：第一移動力為一電動推力(圖5A至圖5D)、一彈性組件復位力(圖6A)、或一磁力(圖7)的其中之一或其組合(圖8)。

如圖5A至圖5D所示，在特定的實施例中，當第一移動力為電動推力時，移動機構3可包括一直流馬達31，基於一齒輪311以嚙合方式連接於軌道件11，以帶動軌道件11沿著旋轉臂1的長度方向移動。在本實施例中，重物2可連接於軌道件11，而連動沿著旋轉臂1的長度方向移動。在本實施例中，軌道件11為一齒軌件。當然，本發明不限於此，軌道件11也可為鏈條、皮帶、或其他類似物。為了供給直流馬達31運作所需的電力，在本實施例中，旋轉臂1的端點設置有電連接於直流馬達31的一電接點13，旋轉發電裝置100更包含一電刷5，電連接於一供電機構6。電接點13為旋轉臂1旋轉經過電刷5時與電刷5電性接觸，從而可將供電機構6的電力傳導至直流馬達31，以進一步使軌道件11沿著旋轉臂1的長度方向移動而帶動重物2。當然，本發明不限於此，直流馬達31也可設置有電池，或者，直流馬達3的所需電力亦可由發電機構4提供。在本實施例中，電刷5可以設置於電接點13的旋轉路徑P1的一特定位置上。如此設置的好處是，由於電接點13進行圓周運動而每次經過特定位置並電性接觸於電刷5的時間間隔為固定，所以供電機構6將電力傳導至直流馬達31的時間間隔也為固定，而進一步使每次重物2移動到第二端側而對於旋轉臂1所造成的扭矩的位置與時間為固定。

此外，如圖5E至圖5H所示，在變化的實施例中，旋轉臂1的兩端點可分別設置有電連接於直流馬達31的第一電接點131及第二電接點132。第一電接點131及第二電接點132的旋轉路徑P1可分別設置有第一電刷51(正極)及第二電刷52(負極)。當第一電接點131電接觸於第一電刷51(正極)且第二電接點132電接觸於第二電刷52(負極)時，直流馬達31所帶動的齒輪311為正轉，而連帶軌道件11使重物沿著動作路徑D2(第一電接點131往第二電接點132的方向)移動。而當第一電接點131電接觸於第二電刷52(負極)且第二電接點132電接觸於第一電刷51(正極)時，直流馬達31所帶動的齒輪311為反轉，而連帶軌道件11使重物沿著動作路徑D3(第二電接點132往第一電接點131的方向)移動。

如圖6A所示，在特定的實施例中，當第一移動力為彈性組件復位力時，移動機構3可包括一彈性件32，例如彈簧，當卸除一止擋件33後，彈性件32可施加第一移動力F1，而推動重物2自第一端側沿著旋轉臂1的長度方向D1移動至旋轉臂1相對於第一端側的一第二端側。當然，本發明不限於此，彈性件32除了設置於第一端側外，也可設置在第二端側，如圖6B所示，以將重物2自第二端側沿著相反於長度方向D1的方向移回至第一端側。

如圖7所示，在特定的實施例中，當第一移動力F1為磁力時，移動機構3可包括一磁性件34，例如磁鐵，而重物2可為一金屬件或磁鐵從而可被磁性件34吸引，而吸引重物2自第一端側沿著旋轉臂1的長度方向D1移動至旋轉臂1相對於第一端側的一第二端側。

返回參閱圖4B所示，然後，基於位於第二端側的重物2對於旋轉臂1所造成的扭矩，會使旋轉臂1開始沿著一旋轉方向R旋轉。

返回參閱圖4C所示，之後，旋轉臂1開始沿著旋轉方向R旋轉時，發電機構4的電樞也會隨之旋轉而使發電機構4發電。並且，由於圓周運動的慣性作用，重物2可沿著旋轉路徑P再度返迴旋轉臂1的一第一端側，此時可再一次進行上述步驟S1及步驟S2(如圖10所示)，而使發電機構4持續發電。參閱圖4D所示，除了動作路徑D2、D3之外，重物2於旋轉臂1的動作路徑P3亦可為循環式的動作路徑。

在較佳的實施例中，旋轉臂設置為多個，旋轉臂分別配置有重物2及移動機構3，以增加旋轉發電次數，提升發電的效能。如圖9A至圖9C所示，在本實施例中，旋轉臂設置為三個，包括第一旋轉臂1a、第二旋轉臂1b、及第三旋轉臂1c。由本圖可 知，當第一旋轉臂1a上重物2在旋轉臂1的長度方向D1移動至旋轉臂1相對於第一端側的一第二端側時，第一旋轉臂1a並不能造成發電機構4發電。然而，此時基於位於第二端側的重物2對於第二旋轉臂1b及第三旋轉臂1c所造成的扭矩，發電機構4依然可保持發電狀態，因而可增加旋轉發電次數以及提升發電的效能。較佳地，多個旋轉臂1a、1b、1c以一等角度差△θ方式排列，且多個旋轉臂1a、1b、1c的旋轉慣量為相同，基於此可維持發電能量的輸出穩定性。

在較佳的實施例中，多個旋轉臂可基於一連結構件而連接發電機構。如圖9A至圖9C所示，一連結構件7呈圓柱狀，而以連結構件7的圓柱軸心71連接發電機構4。多個旋轉臂1a、1b、1c的端部分別連接於連結構件7，而基於連結構件7連接發電機構4，基於此亦可增加旋轉發電次數以及提升發電的效能。並且，較佳地，多個旋轉臂1a、1b、1c之間為相互平行(圖9C)，且多個旋轉臂1a、1b、1c的旋轉慣量為相同，如此不僅可維持發電能量的輸出穩定性，亦可維持圓柱狀的連結構件7其旋轉的穩定度。

以上所述僅為本發明的較佳實施例，並非局限本發明的專利保護範圍，因此凡運用本發明說明書及附圖內容所做的等效變化，均同理皆包含於本發明的權利保護範圍內，合予陳明。