TW201330465A - 循環發電裝置 - Google Patents

Abstract

一種循環發電裝置包括一慣性轉輪機構、一馬達、一發電機、一電瓶及一控制箱，該慣性轉輪機構包含一架體、一慣性飛輪、一第一驅動輪及一第二驅動輪，該慣性飛輪具一輪軸供可轉動地結合在該架體上，該第一、二驅動輪同軸地結合在該輪軸上，該第二驅動輪可利用一第二連結件與一發動機連結，該馬達利用一第一連結件與該第一驅動輪連結，該發電機與該慣性飛輪之輪軸連接可供將旋轉動力轉換成電力，該電瓶可儲存該發電機所輸出的電力，該控制箱具一市電輸入埠、至少一電力輸出埠及一控制電路，該市電輸入埠可供輸入外部之市電，該電力輸出埠可供輸出電力給外部之用電裝置，該控制電路可將發電機輸出的電力供應給該電力輸出埠、該馬達及該電瓶，並可將該市電輸入埠或該電瓶的電力供應給該馬達；藉由上述結構係可使其具有環保、節約能源及可適用於各種環境之功效。

Description

循環發電裝置

本發明係關於一種發電裝置方面之技術領域，尤指一種具有環保、節約能源及可適用於各種環境等功效之循環發電裝置者。

目前常見且最環保的發電裝置係為利用日光、風力或水力等自然力來發電之太陽能發電機、風力發電機或水力發電機，但是該種發電機不但結構上非常複雜、製作成本昂貴及體積龐大，而且其使用場所亦受到非常大的限制，所以其係僅適用於一些特殊場所，如海邊、水壩……等。因此，目前一般大樓、夜市、家庭……等特定場所大都仍使用燃油發電機來作為電力輸出之用。然而，目前使用的燃油發電機雖不受使用場所的限制，但是因其係直接利用燃油來驅動一動力裝置產生動能，再將該動能轉換成電能後輸出供使用。因此，在發電的過程中為使動力裝置能持續產生動能供轉換成電力，燃油需持續不斷的燃燒消耗，而如此便會消耗掉大量的燃油，而在目前原油售價逐漸高漲，能源及環保問題日趨嚴重的環境中，消耗掉如此大量的燃油來換取電力的效率乃係會逐漸不符合經濟效益。而且，一般習知的燃油發電機為確保供電的穩定，其所轉換產生的電力通常會大於供輸出使用的電力，因此其未輸出供使用的電力便平白浪費掉了。尤其是該習知的燃油發電機係需燃燒燃油來作為能源，而燃油在燃燒時係會產生空氣污染，因此其係不適合用於室內或其它封閉性的場所。

有鑒於此，本發明人乃針對上述之諸多問題，而深入構思，且積極研究改良試做而開發設計出本發明。

本發明之主要目的係在於提供一種可選擇數種不同動力來源來啟動以產生電力，供輸出給其它外部用電裝置使用及作為本身動力來源以繼續產生電力，而且可將剩餘電力儲存起來以作為下次啟動之動力來源，進而使其具有環保、節約能源及可適用於各種環境等功效之循環發電裝置者。

本發明所述之循環發電裝置包括一慣性轉輪機構、一馬達、一發電機、一電瓶及一控制箱。其中，該慣性轉輪機構包含一架體、一慣性飛輪、一第一驅動輪及一第二驅動輪。該慣性飛輪具一輪軸供可轉動地結合在該架體上。該慣性飛輪旋轉後可產生大扭力輸出及持續旋轉的續航力，以使小功率輸入轉換為大功率輸出。該第一、二驅動輪同軸地結合在該輪軸上，該第二驅動輪可利用一第二連結件與一發動機連結，使該發動機可透過該第二驅動輪驅動該慣性飛輪旋轉。該馬達係利用一第一連結件與該第一驅動輪連結，使該馬達可透過該第一驅動輪驅動該慣性飛輪旋轉。該發電機係與該慣性飛輪之輪軸連接，可將該慣性飛輪的旋轉動力轉換成電力。該電瓶係可儲存該發電機所輸出的電力。該控制箱具一市電輸入埠、至少一電力輸出埠及一控制電路。該市電輸入埠可供輸入外部之市電。該電力輸出埠可供輸出電力給外部的用電裝置。該控制電路可將發電機輸出的電力供應給該電力輸出埠、該馬達及該電瓶，以及可將該市電輸入埠或該電瓶的電力供應給該馬達。

如此，藉由該馬達驅動該慣性飛輪旋轉後，係可利用該慣性飛輪之慣性力而產生大扭力的輸出及持續旋轉的續航力，以將該馬達之較小功率輸入轉換為大功率輸出給該發電機，以使其產生的電力除可提供外部之用電裝置使用外，亦可提供作為馬達之動力繼續運轉，進而達到循環發電之功效，使其因此能節約能源及較為環保。而且，該發電機輸出供使用後的剩餘電力亦可儲存在該電瓶中，供作為下次啟動馬達之電力，所以可使該發電機轉換輸出的電力被有效的利用，以減少浪費。尤其是，藉由該市電輸入埠、該電瓶及該第二驅動輪係可供使用者依據實際需要或環境限制而選擇使用市電、電瓶或發動機來作為啟動該慣性飛輪旋轉的動力源，以使其因此可適用於各種環境。

在本發明中，該循環發電裝置更可包括一磁浮裝置，該磁浮裝置係與該慣性飛輪之輪軸連結，可藉由輸入電力來產生磁浮旋轉供帶動該慣性飛輪的輪軸旋轉。該控制箱之控制電路係可將該發電機輸出的電力供應給該磁浮裝置。藉由該磁浮裝置係可提供該慣性飛輪另一旋轉動力。

請參閱第一～三圖所示，係顯示本發明所述之循環發電裝置包括一慣性轉輪機構1、一馬達2、一發電機3、一電瓶4及一控制箱5。其中：該慣性轉輪機構1包含一架體10、一慣性飛輪12、一第一驅動輪13及一第二驅動輪14。該慣性飛輪12由中央向兩端逐漸縮小呈兩斜錐狀，且具有一輪軸120凸伸出兩端，並藉由軸承可轉動地結合在該架體10上，使該慣性飛輪12旋轉後可產生大扭力輸出及持續旋轉的續航力進而將小功率輸入轉換為大功率輸出。該第一驅動輪13為一皮帶輪且同軸地結合該輪軸120凸伸出該架體10外之一端部上。該第二驅動輪14為一皮帶輪且同軸地結合在該輪軸120凸伸出該架體10外之一端部上。該輪軸120凸伸出該架體10外之另一端部上又設有一輸出輪121，該輸出輪121為一皮帶輪。

該馬達2係利用一第一連結件20與該第一驅動輪13連結，使該馬達2可透過該第一驅動輪13驅動該慣性飛輪12旋轉，該第一連結件20係為一皮帶。

該發電機3係利用一輸出連結件30與該輸出輪121連結，使該慣性飛輪12的動能可透過該輸出輪121傳送給該發電機3，以供該發電機3將該慣性飛輪12的旋轉動力轉換成電力。

該電瓶4係可儲存該發電機3所輸出的電力，且其可儲存足以啟動該馬達2運轉之電力。

該控制箱5具一市電輸入埠50、至少一電力輸出埠51及一控制電路52。該市電輸入埠50可為一插座供一電源線連接至外部之一電源，亦可為一電源線直接連接至外部之一電源，用以供外部之市電輸入。該電力輸出埠51可為插座或具插座之一電源傳輸線，其可用於供外部之用電裝置插接，以供輸出電力給該外部之用電裝置。該控制電路52係與該市電輸入埠50、該電力輸出埠51、該電瓶4、該發電機3及該馬達2電性連接，該控制電路52可將該發電機3所輸出的電力供應給該電力輸出埠51、該馬達3及該電瓶4，以及可將該市電輸入埠50或該電瓶4的電力供應給該馬達2。

在該第二圖中係指出，該控制電路52係具有一整流升壓電路單元53及一充電電路單元54。該發電機3與該充電電路單元54、該電瓶4及該整流升壓電路單元53係依序相串接。其中，該整流升壓電路單元53可將該電瓶4輸出的電力調整成馬達2可使用的電力然後輸出給該馬達2，該充電電路單元54可將該發電機3輸出的電力調整成電瓶4能儲存的電力然後將電力儲存在該電瓶4中。

請參閱第三圖所示，係為本發明之第一種使用狀態示意圖。其中係指出，當輸入市電至該控制箱5時，該控制箱5係會將市電調整成足供啟動該馬達2之電力，並將該電力傳輸給該馬達2，使該馬達2透過該第一驅動輪13驅動該慣性飛輪12旋轉。該慣性飛輪12旋轉後係可產生慣性大扭力輸出及持續旋轉的續航力，以進而將馬達2所產生之較小輸入功率轉換為大功率輸出給該發電機3，該發電機3再借由該慣性飛輪12之旋轉動力的帶動轉換成電力並傳送回控制箱5，該控制箱5一方面將該電力輸出至外部以提供外部用電裝置電力，然後斷開市電的輸入，再將電力提供給該馬達2以作為使該馬達2接下來持續運轉的電力，進而取代該市電作為動力源，使形成循環發電之狀態而可成為最佳綠色能源而不需外來動力。另一方面更是將剩餘電力儲存在該電瓶4中，以供其可作為下次無市電時啟動馬達2之用。如此，本發明之循環發電裝置便可適用於方便連接市電之場所，而且其於運轉時亦不會產生空氣污染。

請參閱第四圖所示，係為本發明之第二種使用狀態示意圖。其中係指出，當該電瓶4中有前述之方式或其它方式預先儲存有足夠啟動該馬達2運轉的電力時，該電瓶4便可透過該控制箱5直接將電力提供給該馬達2，使該馬達2驅動該慣性飛輪12旋轉，並利用該發電機3再將該慣性飛輪12的旋轉動力轉換成電力傳送回控制箱5。同樣的，該控制箱5便可一方面將該電力同時輸出至外部以提供外部用電裝置電力與提供給該馬達2以作為使該馬達2接下來持續運轉的電力，進而取代該市電作為動力源，以形成循環發電之狀態而達到大幅節省能源之目的。另一方面則可將剩餘電力再次儲存在該電瓶4中，以供其可作為下次啟動馬達2之用。如此，本發明之循環發電裝置便無需連接市電即可運轉，而使其因此可更為的環保及節省能源，尤其是可使其能適用於沒有市電之場所或其它任何環境中，當然其於運轉時亦不會產生空氣污染。

請參閱第五圖所示，係為本發明之第三種使用狀態示意圖。其中係指出，該第二驅動輪14係可利用一第二連結件140與一發動機6連結，使該發動機6可透過該第二驅動輪14直接驅動該慣性飛輪12旋轉，其中該第二連結件140為皮帶輪。然後再藉由該發電機3再將該慣性飛輪12的旋轉動力轉換成電力傳送回控制箱5，使該控制箱5一方面將該電力輸出至外部以提供外部用電裝置電力與提供給該馬達2以作為使該馬達2接下來持續運轉的電力以形成循環發電之狀態，並取代該發動機6作為動力源，而達到大幅節省能源之目的。另一方面則可將剩餘電力儲存在該電瓶4中，以供其可作為下次啟動馬達2之用。如此，本發明之循環發電裝置便無需連接市電即可運轉，而使其適用於附近沒有市電之情形下。在本發明中，該發動機6可為燃油驅動之燃油發動機亦可為人力驅動之人力發動機。該發動機6係可具有一主機60、一變速器61及一離合器62，該變速器61可將該主機60的輸出轉速放大或變小，該離合器62可控制該主機60的輸出動力是否傳送給該第二驅動輪14，以供便於停止該發動機6。

在本發明中，該輸出輪121、該第一驅動輪13及該第二驅動輪14亦可為鏈輪或齒輪，而該輸出連結件30、該一第一連結件20及該第二連結件140亦可相對為鏈條或齒輪。

請參閱六圖所示，係為本發明之另一實施例，其之結構與上述實施例大致相同，差別在於本實施例更包括有一磁浮裝置7供與該慣性飛輪12之輪軸120連結。該磁浮裝置7係可藉由輸入電力來產生磁性供帶動該慣性飛輪12的輪軸120旋轉。該控制箱5中之控制電路52的整流升壓電路單元53係與該磁浮裝置7電性連接(請配合參閱第二圖所示)，使該控制箱5可將該發電機3轉換輸出的電力或電瓶4的供應給該磁浮裝置7。如此，藉由該磁浮裝置7係可提供該慣性飛輪12旋轉或輔助動力，以使更進一步使該慣性飛輪12高速運轉。

由於本發明之循環發電裝置係可藉由該馬達2驅動該慣性飛輪12旋轉，使其產生大扭力的輸出及持續旋轉的續航力，以將該馬達2之較小功率輸入轉換為大功率輸出給該發電機3，使該發電機3轉換輸出的電力除可提供外部之用電裝置使用外，亦可提供給馬達2運轉或磁浮裝置7所需之電力，以繼續產生電力之用，所以係可達到循環發電之功效，而較為節約能源及環保。而且，該發電機3轉換輸出供使用後的剩餘電力亦可儲存在該電瓶4中，供作為下次啟動馬達2或磁浮裝置7所需之電力，所以更是可使該發電機3轉換輸出的電力能被有效的利用，以減少浪費。尤其是，藉由該市電輸入埠50、該電瓶4及該第二驅動輪14係可供使用者依據實際需要或環境限制而選擇使用市電、電瓶4或發動機6來作為啟動該慣性飛輪12旋轉的動力源，以使其因此可適用於各種環境。

綜上所述，由於本發明具有上述優點及實用價值，而且並未曾有見過相同或類似之技術發表或公開於前，故本發明已符合發明專利之新穎性及進步性要件，爰依法提出申請。

1．．．慣性轉輪機構

10．．．架體

12．．．慣性飛輪

120．．．輪軸

121．．．輸出輪

13．．．第一驅動輪

14．．．第二驅動輪

140．．．第二連結件

2．．．馬達

20．．．第一連結件

3．．．發電機

30．．．輸出連結件

4．．．電瓶

5．．．控制箱

50．．．市電輸入埠

51．．．電力輸出埠

52．．．控制電路

53．．．整流升壓電路單元

54．．．充電電路單元

6．．．發動機

60．．．主機

61．．．變速器

62．．．離合器

7．．．磁浮裝置

第一圖為本發明之系統方塊圖。

第二圖為本發明之電力儲存架構圖。

第三圖為本發明之結構示意圖。

第四圖為本發明之第二種使用狀態示意圖。

第五圖為本發明之第三種使用狀態示意圖。

第六圖為本發明之另一實施例。

1．．．慣性轉輪機構

12．．．慣性飛輪

13．．．第一驅動輪

14．．．第二驅動輪

2．．．馬達

3．．．發電機

4．．．電瓶

5．．．控制箱

50．．．市電輸入埠

51．．．電力輸出埠

52．．．控制電路

6．．．發動機

Claims (7)

1. 一種循環發電裝置，包括：一慣性轉輪機構，包含一架體、一慣性飛輪、一第一驅動輪及一第二驅動輪，該慣性飛輪具一輪軸供可轉動地結合在該架體上，該慣性飛輪旋轉後可產生大扭力輸出及持續旋轉的續航力以使小功率輸入轉換為大功率輸出，該第一、二驅動輪同軸地結合在該輪軸上，該第二驅動輪可利用一第二連結件與一發動機連結，使該發動機可透過該第二驅動輪驅動該慣性飛輪旋轉；一馬達，係利用一第一連結件與該第一驅動輪連結，使該馬達可透過該第一驅動輪驅動該慣性飛輪旋轉；一發電機，係與該慣性飛輪之輪軸連接，可供將該慣性飛輪的旋轉動力轉換成電力；一電瓶，係可儲存該發電機所輸出的電力；以及一控制箱，具一市電輸入埠、至少一電力輸出埠及一控制電路，該市電輸入埠可供輸入外部之市電，該電力輸出埠可供輸出電力給外部之用電裝置，該控制電路可將發電機輸出的電力供應給該電力輸出埠、該馬達及該電瓶，並可將該市電輸入埠或該電瓶的電力供應給該馬達。
2. 如申請專利範圍第1項所述之循環發電裝置，其中該第一連結件可為皮帶、鏈條或齒輪之其中一者，該第二連結件可為皮帶、鏈條或齒輪之其中一者。
3. 如申請專利範圍第1項所述之循環發電裝置，其中該慣性飛輪之輪軸相反該第一、二驅動輪之一端具有一輸出輪，該發電機係利用一輸出連結件與該輸出輪連結，使該慣性飛輪的動能可透過該輸出輪傳送給該發電機，該輸出輪可為皮帶輪、鏈輪或齒輪之其中一者，該輸出連結件可為皮帶、鏈條或齒輪之其中一者。
4. 如申請專利範圍第1項所述之循環發電裝置，其中該控制電路具一整流升壓電路單元及一充電電路單元，該發電機與該充電電路單元、該電瓶及該整流升壓電路單元依序相串接，該整流升壓電路單元可將該電瓶輸出的電力調整成該馬達可使用的電力並將其傳送給該馬達，該充電電路單元可將該發電機輸出的電力調整成電瓶能儲存的電力後將其儲存在該電瓶中。
5. 如申請專利範圍第1項所述之循環發電裝置，其中該發動機係可為燃油發動機。
6. 如申請專利範圍第1項所述之循環發電裝置，其中該發動機係可為人力發動機。
7. 如申請專利範圍第1至6項之中任一項所述之循環發電裝置，更包括有一磁浮裝置與該慣性飛輪之輪軸連結，該磁浮裝置係可藉由輸入電力來產生磁性供帶動該慣性飛輪的輪軸旋轉，該控制箱之控制電路係可將該發電機輸出的電力供應給該磁浮裝置。