TWI552489B - 磁力旋轉加速裝置及包含上述裝置的發電系統 - Google Patents

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Description

磁力旋轉加速裝置及包含上述裝置的發電系統
本發明涉及磁力旋轉加速裝置及包含上述裝置的發電系統。
背景技術
現有發電機的驅動源(即，驅動馬達)的驅動容量及旋轉數取決於不同製作公司的條件。因此，為產生發電機的額定輸出，驅動馬達的輸出應為馬達發電機輸出的約三倍左右。因此，發電總效率降低，能源浪費嚴重。
在先技術文獻
(專利文獻1)大韓民國註冊專利10-1239077(公告日期：2013.03.05)
發明內容
本發明的目的在於提供一種可實現能源高效率化的磁力旋轉加速裝置。
本發明目的不限於上述課題，而對於本領域技術人員，未提及的其他課題可通過下面的記載將更加明瞭。
課題解決方案
為達到上述目的的本發明的磁力旋轉加速裝置的一方面(aspect)，包括：軸；固定板，供上述軸貫通並設置有多個第一磁鐵單元；及旋轉板，供上述軸貫通並與上述固定板對向且設置有多個第二磁鐵單元；在上述多個第一磁鐵單元和上述多個第二磁鐵單元之間產生斥力；上述多個第一磁鐵單元以上述軸為中心構成第一列及第二列設置，上述第一列的上述第一磁鐵單元的中心軸和上述第二列的上述第一磁鐵單元的中心軸設置於相同的相位；上述多個第二磁鐵單元以上述軸為中心構成第三列及第四列設置，上述第三列的上述第二磁鐵單元的中心軸和上述第四列的上述第二磁鐵單元的中心軸相互存在相位差。
上述旋轉板以上述軸為中心面向上述固定板進行旋轉，上述第三列面向上述第一列進行旋轉，而上述第四列可面向上述第二列進行旋轉。
上述多個第一磁鐵單元相隔而設，而上述多個第二磁鐵單元可相隔而設。
設置於上述第二列的多個第一磁鐵單元之間的間隔大於設置於上述第一列的多個第一磁鐵單元之間的間隔，而設置於上述第四列的多個第二磁鐵單元之間的間隔可大於設置於上述第三列的多個第二磁鐵單元之間的間隔。
設置於上述第一列的多個第一磁鐵單元的數量和設置於上述第二列的多個第一磁鐵單元的數量可相同。
設置於上述第三列的多個第二磁鐵單元的數量和設置於上述第四列的多個第二磁鐵單元的數量可相同。
上述第三列面向上述第一列進行旋轉，設置於上述第一列的多個第一磁鐵單元的數量和設置於上述第三列的多個第二磁鐵單元的數量可不相同。
當以上述軸為中心向外畫兩條直線時，上述第一列的上述第一磁鐵單元和上述第二列的上述第二磁鐵單元可與上述兩條直線都相切。
以上述軸為中心向外並與上述第三列的上述第二磁鐵單元相切的直線可不與上述第四列的上述第二磁鐵單元相切。
上述第一磁鐵單元的中心軸和磁場軸存在相位差，而上述第二磁鐵單元的中心軸和磁場軸存在相位差。
上述第一磁鐵單元的磁場軸與上述第一磁鐵單元的中心軸沿第一方向(例如，逆時針方向)形成銳角，上述第二磁鐵單元的磁場軸可與上述第二磁鐵單元的中心軸沿第二方向(例如，順時針方向)形成銳角。
上述固定板的大小和上述旋轉板的大小可相同。
上述固定板的大小和上述旋轉板的大小不同。
為達到上述目的的本發明的磁力旋轉加速裝置的另一方面(aspect)，包括：軸；固定板，供上述軸貫通並設置有多個相間隔的第一磁鐵單元；及旋轉板，供上述軸貫通並與上述固定板對向且設置有多個相間隔的第二磁鐵單元；在上述多個第一磁鐵單元和上述多個第二磁鐵單元之間產生斥力；上述多個第一磁鐵單元以上述軸為中心構成第一列及第二列設置，上述多個第二磁鐵單元以上述軸為中心 構成第三列及第四列設置，上述第三列面向上述第一列進行旋轉，設置於上述第一列的多個第一磁鐵單元的數量和設置於上述第三列的多個第二磁鐵單元的數量可不相同。
上述第四列面向上述第二列進行旋轉，設置於上述第二列的多個第一磁鐵單元的數量和設置於上述第四列的多個第二磁鐵單元的數量可不相同。
上述第一磁鐵單元的中心軸和磁場軸存在相位差，而上述第二磁鐵單元的中心軸和磁場軸存在相位差。
為達到上述目的的本發明的磁力旋轉加速裝置的另一方面(aspect)，包括：軸；固定板，供上述軸貫通並設置有相間隔的第一磁鐵單元；及旋轉板，供上述軸貫通並與上述固定板對向且設置有多個相間隔的第二磁鐵單元；在上述多個第一磁鐵單元和上述多個第二磁鐵單元之間產生斥力；上述多個第一磁鐵單元以上述軸為中心構成第一列及第二列設置，上述多個第二磁鐵單元以上述軸為中心構成第三列及第四列設置，上述第三列面向上述第一列進行旋轉，而上述第四列面向上述第二列進行旋轉，在上述旋轉板進行旋轉期間，上述第三列的上述第二磁鐵單元與上述第一列的上述第一磁鐵單元開始重疊的時點和上述第四列的上述第二磁鐵單元與上述第二列的上述第一磁鐵單元開始重疊的時點不相同。
為達到上述目的的本發明的磁力旋轉加速裝置的另一方面(aspect)，包括：軸；馬達，驅動旋轉上述軸；電源供應部，給上述馬達供應電源；固定板，供上述軸貫通並設 置有多個第一磁鐵單元；及旋轉板，隨著上述軸的旋轉一同旋轉，與上述固定板對向且設置有多個第二磁鐵單元；在上述多個第一磁鐵單元和上述多個第二磁鐵單元之間產生斥力；上述多個第一磁鐵單元以上述軸為中心構成第一列及第二列設置，上述第一列的上述第一磁鐵單元的中心軸和上述第二列的上述第一磁鐵單元的中心軸設置於相同的相位；上述多個第二磁鐵單元以上述軸為中心構成第三列及第四列設置，上述第三列的上述第二磁鐵單元的中心軸和上述第四列的上述第二磁鐵單元的中心軸相互存在相位差；上述第一磁鐵單元和上述第二磁鐵單元各具備不均勻的磁力向量波，上述第一磁鐵單元的中心軸和磁場軸存在相位差，上述第二磁鐵單元的中心軸和磁場軸存在相位差；在旋轉上述旋轉期間，上述電源供應部重複電源供應及切斷。為達到上述目的的本發明的磁力旋轉加速裝置的另一方面(aspect)，包括：軸；馬達，驅動旋轉上述軸；電源供應部，給上述馬達供應電源；固定板，供上述軸貫通並設置有多個相間隔的第一磁鐵單元；及旋轉板，隨著上述軸的旋轉一同旋轉，與上述固定板對向且設置有多個相間隔的第二磁鐵單元；在上述多個第一磁鐵單元和上述多個第二磁鐵單元之間產生斥力；上述多個第一磁鐵單元以上述軸為中心構成第一列及第二列設置，上述多個第二磁鐵單元以上述軸為中心構成第三列和第四列設置；上述第三列面向上述第一列進行旋轉，設置於上述第一列的多個第一磁鐵單元的數量和設置於上述第三列的多個第二磁鐵 單元的數量不相同；上述第一磁鐵單元和上述第二磁鐵單元各具備不均勻的磁力向量波，上述第一磁鐵單元的中心軸和磁場軸存在相位差，上述第二磁鐵單元的中心軸和磁場軸存在相位差；在旋轉上述旋轉板期間，上述電源供應部重複電源供應及切斷。
為達到上述目的的本發明的磁力旋轉加速裝置的另一方面(aspect)，包括：軸；馬達，驅動旋轉上述軸；電源供應部，給上述馬達供應電源；固定板，供上述軸貫通並設置有多個相間隔的第一磁鐵單元；及旋轉板，隨著上述軸的旋轉一同旋轉，與上述固定板對向且設置有多個相間隔的第二磁鐵單元；在上述多個第一磁鐵單元和上述多個第二磁鐵單元之間產生斥力；上述多個第一磁鐵單元以上述軸為中心構成第一列及第二列設置，上述多個第二磁鐵單元以上述軸為中心構成第三列和第四列設置；上述第三列面向上述第一列進行旋轉，而上述第四列面向上述第二列進行旋轉；在上述旋轉板進行旋轉期間，上述第三列的上述第二磁鐵單元與上述第一列的上述第一磁鐵單元開始重疊的時點和上述第四列的上述第二磁鐵單元與上述第二列的上述第一磁鐵單元開始重疊的時點不相同；上述第一磁鐵單元和上述第二磁鐵單元各具備不均勻的磁力向量波，上述第一磁鐵單元的中心軸和磁場軸存在相位差，上述第二磁鐵單元的中心軸和磁場軸存在相位差；在旋轉上述旋轉板期間，上述電源供應部重複電源供應及切斷。
為達到上述目的的本發明的磁力旋轉加速裝置的另一 方面(aspect)，包括：軸；馬達，驅動旋轉上述軸；電源供應部，給上述馬達供應電源；固定板，供上述軸貫通並設置有多個相間隔的第一磁鐵單元；旋轉板，隨著上述軸的旋轉一同旋轉，與上述固定板對向且設置有多個相間隔的第二磁鐵單元；在上述多個第一磁鐵單元和上述多個第二磁鐵單元之間產生斥力；上述多個第一磁鐵單元以上述軸為中心構成第一列及第二列設置，上述多個第二磁鐵單元以上述軸為中心構成第三列和第四列設置；當以上述軸為中心向外畫兩條直線時，上述第一列的上述第一磁鐵單元和上述第二列的上述第一磁鐵單元與上述兩條直線都相切；以上述軸為中心向外並與上述第三列的第二磁鐵單元相切的直線，不與上述第四列的上述第二磁鐵單元相切；上述第一磁鐵單元和上述第二磁鐵單元各具備不均勻的磁力向量波，上述第一磁鐵單元的中心軸和磁場軸存在相位差，上述第二磁鐵單元的中心軸和磁場軸存在相位差；在旋轉上述旋轉板期間，上述電源供應部重複電源供應及切斷。
本發明的其他具體事項，將通過下面的詳細說明及附圖更加明瞭。
1、2、3、4、5、6‧‧‧磁力旋轉加速裝置
7‧‧‧發電機
10‧‧‧發電系統
90、190‧‧‧電源供應部
110‧‧‧旋轉軸/軸
120、120a、120b、121、1120、1121、1122、1123、1124、1125‧‧‧旋轉板
170、170a、170b、1170‧‧‧固定板
221、222、225‧‧‧第二磁鐵單元
271、272、275‧‧‧第一磁鐵單元
301‧‧‧齒輪傳動馬達/馬達
302‧‧‧電子離合器
304、314‧‧‧球軸承
307‧‧‧導軸
308‧‧‧滾珠螺杆/球軸承
310‧‧‧下部支撐台
312‧‧‧齒輪傳動馬達
315‧‧‧水準調節腳
320‧‧‧上部支撐台
330、430‧‧‧皮帶輪
411‧‧‧第一齒輪/齒輪
412‧‧‧第二齒輪/齒輪
510‧‧‧皮帶
1110、1111、1112‧‧‧軸
1170a‧‧‧第二部分
1170b‧‧‧第一部分
a1、a2、a3‧‧‧直線
CL、CL3、CL4、CL6‧‧‧中心軸
L1、L2、L3、L4、L5、L6‧‧‧列
MC1、MC2、MC3、MC4、MC5、MC6‧‧‧磁場軸
MV1~MV5、MV11~MV15‧‧‧磁力向量波
RP1‧‧‧第一斥力
RP2‧‧‧第二斥力
RP3‧‧‧第三斥力
t1、t2、t3、t4‧‧‧時間
W1、W2、W3、W4‧‧‧間隔
圖1為用於說明根據本發明的第一實施例的磁力旋轉加速裝置的截面圖；圖2為用於說明圖1的固定板的平面圖；圖3為用於說明設置於圖2的固定板的多個第一磁鐵單 元的關係的概念圖；圖4a、圖4b及圖5為用於說明設置於圖2的固定板的第一磁鐵單元的磁場的概念圖；圖6為用於說明圖1的旋轉板的平面圖；圖7為用於說明設置於圖6的旋轉板的多個第二磁鐵單元的關係的概念圖；圖8為用於說明根據本發明的第一實施例的磁力旋轉加速裝置的驅動方法的概念圖；圖9為用於說明根據本發明的第二實施例的磁力旋轉加速裝置的截面圖；圖10為用於說明根據本發明的第三實施例的磁力旋轉加速裝置的截面圖；圖11為用於說明根據本發明的第四實施例的磁力旋轉加速裝置的截面圖；圖12為用於說明根據本發明的第五實施例的磁力旋轉加速裝置的截面圖；圖13及圖14為用於說明圖12的磁力旋轉加速裝置的概念圖；圖15為用於說明根據本發明的第六實施例的磁力旋轉加速裝置的平面圖；圖16為用於說明根據本發明的第六實施例的磁力旋轉加速裝置的截面圖；圖17及圖18為用於根據說明本發明的幾個實施例的發電系統的平面圖及截面圖。
本發明的優點及特徵和實現方法，將通過結合附圖和詳細描述的實施例而明瞭。但是，本發明不受下述實施例的限制而可通過各種形式實現，本實施例的目的只在完全公開本發明，為本發明所屬技術領域的技術人員理解提供幫助，而本發明只受申請專利範圍的限制。在本說明書中，相同的附圖標記指相同的要素。
說一個元件(elements)與另一個元件“連接(connected to)”或“耦合(coupled to)”是指與其他元件直接連接或耦合的情況或通過中間的其他元件接合的情況。相反，說一個元件與另一個元件“直接連接(directly connected to)”或“直接耦合(directly coupled to)”是指不通過中間的其他元件接合的情況。在本說明書中，相同的附圖標記指相同的要素。“及/或”包括所涉及的各要素及一個以上的所有組合。
雖然“第一、第二”等術語為說明各種元件、構件及/或部分所使用，但這些元件、構件及/或部分不受這些術語的限制。這些術語只是用於從其他元件、構件或部分區分一個元件、構件或部分。因此，下述的“第一元件、第二構件或第一部分”，在本發明的技術思想內也可以是“第二元件、第二構件或第二部分”。
用於本說明書的術語用於說明實施例，而非限制本發明。在本說明書中，在沒有特別說明的情況下，單數形式也可以指複數形式。用於說明書的“包括(comprises)”及/或“包括(comprising)”不排除所涉及的構件、步驟、動作及/ 或元件中包括或添加一個以上的其他構件、步驟、動作及/或元件。
如果沒有其他的定義，用於本說明書的所有術語(包括技術及科學術語)使用為本發明所屬領域技術人員可通常理解的意思。另外，一般所使用的詞典中的術語，在沒有格外定義的情況下，不能誇大。
圖1為用於說明根據本發明的第一實施例的磁力旋轉加速裝置的截面圖。圖2為用於說明圖1的固定板的平面圖。圖3為用於說明設置於圖2的固定板的多個第一磁鐵單元的關係的概念圖。圖4a、圖4b及圖5為用於說明設置於圖2的固定板的第一磁鐵單元的磁場的概念圖。圖6為用於說明圖1的旋轉板的平面圖。圖7為用於說明設置於圖6的旋轉板的多個第二磁鐵單元的關係的概念圖。圖8為用於說明根據本發明的第一實施例的磁力旋轉加速裝置的驅動方法的概念圖。
首先，如圖1所示，根據本發明的第一實施例的磁力旋轉加速裝置1包括軸110、固定板170、旋轉板120、電源供應部90等。
軸110貫通固定板170和旋轉板120。
在固定板170上設置有多個第一磁鐵單元271、272、275。旋轉板120和固定板170相對而設，而在旋轉板120上設置有多個第二磁鐵單元221、222、225。在第一磁鐵單元271、272、275和第二磁鐵單元221、222、225之間產生斥力。即，相對而設的第一磁鐵單元271、272、275的極性和 第二磁鐵單元221、222、225的極性相同。例如，第一磁鐵單元271、272、275的N極和第二磁鐵單元221、222、225的N極可相對而設。因此，如圖所示，固定板170和旋轉板120相互相隔一定間距。
如圖所示，固定板170和旋轉板120可以是相同大小的。
軸110上連接有電源供應部190。電源供應部190向馬達(未圖示，請參考圖16及圖18)供應電源，並隨著馬達的旋轉軸110進行旋轉。另外，隨著軸110的旋轉，旋轉板120一起進行旋轉。電源供應部190可以是電池(battery)，但非限制於此。使用電池，磁力旋轉加速裝置1的移動/安裝則可容易，不受場地的限制則可容易使用。另外，如後面的敘述，由於電池的使用量不多，可只用少容量的電池則使用長時間。
另外，在根據本發明的第一實施例的磁力旋轉加速裝置1中，電源供應部190在第一期間內供應電源，而在第一期間之後的第二期間內不供應電源。在此，第二期間可以是比第一期間長的時間。第二期間之後，電源供應部190重新供應電源。通過這樣的方式，可週期性地進行電源供應。例如，電源供應部190只在旋轉板120進行1000~3000次旋轉時供應電源。之後，電源供應部190在第二期間內不供應電源。在第二期間內，旋轉板120可利用磁場衝浪(magnetic field surfing)動作進行旋轉。磁場衝浪是與利用波濤的風帆衝浪類似的概念，在將磁鐵的磁力分佈波視為向量時，利用旋轉磁力向量波對固定磁力向量波進行衝浪。利用設置 於固定板170的多個第一磁鐵單元271、272、275和設置於旋轉板120的多個第二磁鐵單元221、222、225之間產生的磁場的相對相位差進行磁場衝浪。
另外，當旋轉板120旋轉得比預設的速度慢或經過預設的時間之後，電源供應部190可重新向馬達供應電源。因此，旋轉板120可重新以預設的速度進行旋轉。如此，在旋轉板進行旋轉期間，電源供應部190可重複電源的供應/切斷。例如，可根據特定週期重複電源的供應/切斷。另外，可非週期性地，例如以旋轉板120的速度為准重複電源的供應/切斷。例如，利用速度感測器等檢測旋轉板120的旋轉速度並根據檢測結果重複電源的供應/切斷。
另外，當旋轉板120的衝浪動作不順利時(或不能進行所希望的水準的衝浪動作時)，可調節旋轉板120和固定板170的間隔之後再次嘗試。這些間隔是對旋轉板120的衝浪動作產生重要影響的因素。旋轉板120和固定板170的間隔越小斥力越強。當旋轉板120和固定板170的間隔成為特定值，可以小的電源產生快的速度。
下面，結合圖2至圖7對用於進行磁場衝浪的固定板170和旋轉板120的示例性結構進行說明。
首先，結合圖2至圖5對固定板170進行說明。在固定板170上設置有多個第一磁鐵單元271、272、275。多個第一磁鐵單元271、272、275可以軸110為中心構成多個列L1、L2、L5。因此，例如從軸110到第一列L1的距離比從軸110到第二列L2的距離還近。雖然在圖2中圖示了三個列L1、 L2、L5，但非限制。可以是兩列，也可以是四列以上六列以下。但是，若大於六列，則下面將要說明的磁場衝浪效果有可能不大。
在各列L1、L2、L5上設置有多個相間隔的第一磁鐵單元271、272、275。
具體而言，設置於第一列L1的多個第一磁鐵單元271的數量和設置於第二列L2的多個第一磁鐵單元272的數量可相同。在第一列L1設置有14個第一磁鐵單元271，而在第二列L2設置有14個第一磁鐵單元272。在第一列L1及第二列L2，例如可設置有11個至24個第一磁鐵單元271、272、275。
另外，在設置於軸110和第一列L1之間的第五列L5，與第一列L1、第二列L2一樣可設置有14個(第一磁鐵單元(275))。但是，因為第五列L5是與軸110緊鄰的列，若存在空間上的制約，第一磁鐵單元275的數量則可以更少。
另外，設置於第二列L2的多個第一磁鐵單元272之間的間隔W2大於設置於第一列L1的多個第一磁鐵單元271之間的間隔W1。
如圖3所示，第一列L1的第一磁鐵單元271的中心軸CL和第二列L2的第一磁鐵單元272的中心軸CL可以並排。換言之，第五列L5的第一磁鐵單元275、第一列L1的第一磁鐵單元271、第二列L2的第一磁鐵單元272可設置於相同的相位。
第一列L1的第一磁鐵單元271的大小可小於第二列L2的第一磁鐵單元272的大小。第五列L5的第一磁鐵單元275 的大小可小於第一列L1的第一磁鐵單元271的大小。
當以軸110為中心向外畫兩條直線a1、a2時，第一列L1的第一磁鐵單元271和第二列L2的第一磁鐵單元272與兩條直線a1、a2都相切。在此，與兩條直線a1、a2都相切是指第一磁鐵單元271、272的側壁和兩條直線a1、a2重疊。
另外，各列L1、L2、L5的第一磁鐵單元271、272、275的中心軸CL與磁場軸(magnetic axis)MC1、MC2、MC5之間存在相位差。整體系統上存在位置差異。如圖所示，中心軸CL可不與磁場軸MC1、MC2、MC5並排。
例如，對應的中心軸CL和磁場軸MC1、MC2、MC5之間可存在θ1的角度差。θ1可以是以中心軸CL為中心的沿第一方向(例如，逆時針方向)的銳角。另外，雖然圖7中示例性地圖示中心軸CL和磁場軸MC1、MC2、MC5之間的角度差相同的情況，但非限制於此。例如，中心軸CL和磁場軸MC1之間的角度差與中心軸CL和磁場軸MC2之間的角度差可以變換為各種情況。
在此，如圖4啊、圖4b及圖5所示，圖4a為第一磁鐵單元(例如271)的平面圖。例如，圖示第一磁鐵單元271的N極。圖4b為圖示第一磁鐵單元271上的磁力向量波。如圖4a及圖4b所示，由於第一磁鐵單元271具有不均勻的任意磁場，因此，第一磁鐵單元271的磁力向量波MV1~MV5、MV11~MV15不均勻的。例如，在第一磁鐵單元271的N極當中MV1磁力矢量波最大，且MV1磁力向量波可偏向一側(圖中的左側)。在第一磁鐵單元271的S極當中MV11磁力矢 量波最大，且MV11磁力向量波可偏向另一側(圖中的右側)。
如圖4a所示，磁場軸MC1可以是連接最大磁力向量波MV1的連續的流動。
如圖5所示，第一磁鐵單元271可具有N極和S極不均等的磁力線磁場。例如，N極和S極的角度可為0度至45度，磁力的力量可為3000高斯至5000高斯，但非限制於此。
下面，結合圖6及圖7對旋轉板120進行說明。
在旋轉板120上設置有多個第二磁鐵單元221、222、225。多個第二磁鐵單元221、222、225可以軸110為中心構成多個列L3、L4、L6。因此，例如從軸110到第三列L3的距離比從軸110到第四列L4的距離還近。雖然在圖6中圖示了三個列L3、L4、L6，但非限制於此。可以是兩列，也可以是四列以上。
旋轉板120的第三列L3面向固定板170的第一列L1進行旋轉，而旋轉板120的第四列L4面向固定板170的第二列L2進行旋轉。旋轉板120的第六列L6面向固定板170的第五列L5進行旋轉。
在各列L3、L4、L6上設置有多個相間隔的第二磁鐵單元221、222、225。
具體而言，設置於第三列L3的多個第二磁鐵單元221的數量和設置於第四列L4的多個第二磁鐵單元222的數量可相同。在第三列L3設置有13個第二磁鐵單元221，而在第四列L4設置有13個第二磁鐵單元222。在第三列L3及第四列L4，例如可設置有11個至24個第二磁鐵單元221、222、225。
另外，在設置於軸110和第三列L3之間的第六列L6，與第三列L3、第四列L4一樣可設置有13個(第一磁鐵單元(225))。但是，因為第六列L6是與軸110緊鄰的列，若存在空間上的制約，第二磁鐵單元225的數量則可以更少。
如上所述，第三列L3、第四列L4、第六列L6各面向第一列L1、第二列L2、第五列L5進行旋轉。但是，設置於第一列L1的多個第一磁鐵單元271的數量和設置於第三列L3的多個第二磁鐵單元221的數量不相同。同樣，設置於第二列L2的多個第一磁鐵單元272的數量和設置於第四列L4的多個第二磁鐵單元222的數量也可能不相同。
另外，設置於第四列L4的多個第二磁鐵單元222之間的間隔W4大於設置於第三列L3的多個第二磁鐵單元221之間的間隔W3。
第三列L3的第二磁鐵單元221的大小可小於第四列L4的第二磁鐵單元222的大小。第六列L6的第二磁鐵單元225的大小可小於第三列L3的第二磁鐵單元221的大小。
如圖7所示，第三列L3的第二磁鐵單元221的中心軸CL3不與第四列L4的第二磁鐵單元222的中心軸CL4並排(即，存在相位差)。具體而言，第三列L3的第二磁鐵單元221較之第六列L6的第二磁鐵單元225以一定的相位差設置於後面。第四列L4的第二磁鐵單元222較之第三列L3的第二磁鐵單元221以一定的相位差設置於後面。具體而言，以軸為中心向外並與第三列L3的第二磁鐵單元221相切的直線a3可不與第四列L4的第二磁鐵單元222相切。
雖然未另外圖示，但類似於上述第一磁鐵單元271、272、275，各列L3、L4、L6的第二磁鐵單元221、222、225具有不均勻的磁力向量波。各列L3、L4、L6的第二磁鐵單元221、222、225的中心軸CL3、CL4、CL6不與對應的磁場軸MC3、MC4、MC6並排(即，存在相位差)。例如，對應的中心軸CL3、CL4、CL6和磁場軸MC3、MC4、MC6之間可存在θ2的角度差。θ2可以是以中心軸CL3、CL4、CL6為中心的沿第二方向(例如，順時針方向)的銳角。另外，雖然圖7中示例性地圖示中心軸CL3、CL4、CL6和磁場軸MC3、MC4、MC6之間的角度差相同的情況，但非限制於此。例如，中心軸CL3和磁場軸MC3之間的角度差和中心軸CL4和磁場軸MC4之間的角度差可以不相同。
在此，結合圖1至圖8對根據本發明的第一實施例的磁力旋轉加速裝置1的驅動方法進行說明。
首先，電源供應部190在第一期間內向馬達(未圖示，請參考圖16、圖18的301)供應電源。隨著馬達的旋轉，軸110進行旋轉。第一期間取決於旋轉板120/固定板170的大小、第一磁鐵單元271、272、275的大小/磁力、第二磁鐵單元221、222、225的大小/磁力。第一期間例如可以是旋轉板120充分旋轉以使旋轉板120具有慣性的期間。例如，電源供應部190只在旋轉板120進行1000~3000次旋轉時供應電源。
接著，電源供應部190在第一期間之後的第二期間內不供應電源。在第二期間內，旋轉板120可利用磁場衝浪 (magnetic field surfing)動作進行旋轉。在此，第二期間可以是預設的固定的時間，也可以是根據需要變化的時間。第二期間之後，電源供應部190可重新供應電源。如此，電源供應部190可重複供應/切斷電源的動作。
另外，當旋轉板120的衝浪動作不順利時(或不能進行所希望的水準的衝浪動作時)，可調節固定板170和旋轉板120之間的間隔之後再次嘗試。
結合圖8對磁場衝浪動作更具體說明如下：在時間t1，第五列L5的第一磁鐵單元275和第六列L6的第二磁鐵單元225相互交叉(或相互重疊)並開始產生第一斥力RP1。
在時間t2，由於第一斥力RP1隨著第一磁鐵單元275和第二磁鐵單元225的交叉面積(重疊面積)變得越大則變得越大，因此，隨著旋轉板120的旋轉，第一斥力RP1可增加。
在此，第一列L1的第一磁鐵單元271和第三列L3的第二磁鐵單元221相互交叉(或相互重疊)並開始產生第二斥力RP2。這是因為第三列L3的第二磁鐵單元221較之第六列L6的第二磁鐵單元225以一定的相位差設置於後面。
在時間t3，由於第五列L5的第一磁鐵單元275和第六列L6的第二磁鐵單元225仍然重疊，因此，持續產生第一斥力RP1。
隨著第一列L1的第一磁鐵單元271和第三列L3的第二磁鐵單元221的交叉面積變大，第二斥力RP2可隨之增加。
在此，第二列L2的第一磁鐵單元272和第四列L4的第二磁鐵單元222相互交叉(或相互重疊)並開始產生第三斥力 RP3。這是因為第四列L4的第二磁鐵單元222較之第三列L3的第二磁鐵單元221以一定的相位差設置於後面。
在時間t4，由於第一列L1的第一磁鐵單元271和第三列L3的第二磁鐵單元221仍然重疊，因此，持續產生第二斥力RP2。
隨著第二列L2的第一磁鐵單元272和第四列L4的第二磁鐵單元222的交叉面積變大，第三斥力RP3可隨之增加。
因此，經時間t1至時間t4，旋轉板120則可進行旋轉。
總之，第六列L6的第二磁鐵單元225開始與第五列L5的第一磁鐵單元275重疊的時點和第三列L3的第二磁鐵單元221開始與第一列L1的第一磁鐵單元271重疊的時點不相同。同樣，第三列L3的第二磁鐵單元221開始與第一列L1的第一磁鐵單元271重疊的時點和第四列L4的第二磁鐵單元222開始與第二列L2的第一磁鐵單元272重疊的時點不相同。因此，如上所述，利用旋轉板120的旋轉磁力向量波對固定板170的固定磁力向量波進行衝浪。另外，θ1可以為以中心軸CL為中心的逆時針方向的銳角，而θ2可以為以中心軸CL3、CL4、CL6為中心的順時針方向的銳角。通過上述結構，當旋轉板120進行旋轉時，旋轉板120的旋轉磁力向量波和固定板170的固定磁力向量波相互連接。
另外，與圖2至圖8所示的相反，第一列L1的第一磁鐵單元271的中心軸CL和第二列L2的第一磁鐵單元272的中心軸CL不平行。換言之，第五列L5的第一磁鐵單元275、第一列L1的第一磁鐵單元271、第二列L2的第一磁鐵單元 272可設置於不相同的相位。此時，第三列L3的第二磁鐵單元221的中心軸和第四列L4的第二磁鐵單元222的中心軸CL4平行。
圖9為用於說明根據本發明的第二實施例的磁力旋轉加速裝置的截面圖。圖10為用於說明根據本發明的第三實施例的磁力旋轉加速裝置的截面圖。圖11為用於說明根據本發明的第四實施例的磁力旋轉加速裝置的截面圖。為便於說明，以與結合圖1至圖8進行的說明不同的部分為主進行說明。
首先，如圖9所示，在根據本發明的第二實施例的磁力旋轉加速裝置2中，旋轉板120a的大小小於固定板170a的大小。這種結構稱之為內側型(inner type)磁力旋轉加速裝置。固定板170內的第一磁鐵單元271、272、275的結構和旋轉板120內的第二磁鐵單元221、222、225的結構與上述內容相同。
如圖10所示，在根據本發明的第三實施例的磁力旋轉加速裝置3中，旋轉板120b的大小大於固定板170b的大小。這種結構稱之為外側型(outer type)磁力旋轉加速裝置。固定板170內的第一磁鐵單元271、272、275的結構和旋轉板120內的第二磁鐵單元221、222、225的結構與上述內容相同。
如圖11所示，根據本發明的第四實施例的磁力旋轉加速裝置4可以固定板170為中心在兩側設置旋轉板120、121。
或者，與附圖中不同，可以旋轉板為中心在兩側設置 兩個固定板。
固定板和旋轉板之間的間隔是對旋轉板的衝浪動作產生重要影響的因素。固定板和旋轉板之間的間隔越小，斥力則越強。當固定板和旋轉板之間的間隔成為特定值，可以小的電源產生快的速度。
圖12為用於說明根據本發明的第五實施例的磁力旋轉加速裝置的截面圖。圖13及圖14為用於說明圖12的磁力旋轉加速裝置的概念圖。圖13及圖14為圖示圖12所示的磁力旋轉加速裝置一部分的示意圖。
如圖12至圖14所示，根據本發明的第五實施例的磁力旋轉加速裝置5可包括固定板170和多個旋轉板120，並構成諧波驅動系統(harmonic drive system)。可組合上述內側型磁力旋轉加速裝置和外側型磁力旋轉加速裝置構成大尺寸的磁力旋轉加速裝置。這些磁力旋轉加速裝置5可應用於馬達或搬運機器等。
軸1110上設置有固定板1170，而在固定板1170的上、下各設置有旋轉板1120、1123。軸1111上設置有旋轉板1121、1124。軸1112上設置有旋轉板1122、1125。在多個旋轉板1120~1125中，至少兩個的大小可不相同。
固定板1170可包括位於內部的第一部分1170b和圍繞第一部分1170b的第二部分1170a。
如圖13所示，固定板1170的第二部分1170a與旋轉板1120、1121、1122產生斥力(請參考R1、R2)。另外，在旋轉板1120、1121、1122之間也可產生斥力(請參考T1、T2)。
如圖14所示，固定板1170的第一部分1170b與旋轉板1123、1124、1125產生斥力(請參考R3、R4)。另外，在旋轉板1123、1124、1125之間也可產生斥力(請參考T3、T4)。
通過上述結構，可利用一個固定板170旋轉對應的多個旋轉板120。
圖15為用於說明根據本發明的第六實施例的磁力旋轉加速裝置的平面圖。圖16為用於說明根據本發明的第六實施例的磁力旋轉加速裝置的截面圖。圖15及圖16為圖1至圖7的磁力旋轉加速裝置的具體實現。
如圖15及圖16所示，根據本發明的第六實施例的磁力旋轉加速裝置6可包括固定板170、旋轉板120、馬達(301)、電子離合器302、球軸承304、314、滾珠螺桿(ball screw)308、導軸(guide shaft)307、下部支撐台310、上部支撐台320、齒輪傳動馬達(geared motor)312、水準調節腳(leveling foot)315、皮帶輪330等。
在下部支撐台310和上部支撐台320之間設置有導軸307。導軸307用於隔開下部支撐台310和上部支撐台320之間。例如，導軸307有四個並可設置於下部支撐台310和上部支撐台320的角。水準調節腳315可調節下部支撐台310的高度。
上部支撐台320上可設置有電子離合器302和馬達301。通過電子離合器302的通/斷可使馬達301進行旋轉或停止旋轉。馬達301的內部可包含有電池且可以是DC馬達，但非限制於此。
在下部支撐台310和上部支撐台320之間的空間可設置有固定板170、旋轉板120、軸110、齒輪傳動馬達312等構件。軸110連接於馬達301，且隨著馬達301的運行，軸110進行旋轉。如結合圖1至圖7所敘述，馬達301在第一期間內以接通狀態動作，而在第一期間之後的第二期間內，馬達301可處於關著的狀態。在馬達301處於關著的狀態期間內，旋轉板120可通過磁場衝浪動作進行旋轉。
齒輪傳動馬達301連接於球軸承308。齒輪傳動馬達301用於調節固定板170和旋轉板120之間的間隔，可提升/降下固定板170或提升/降下旋轉板120，並可通過調節間隔調節磁鐵的斥力。
圖17及圖18為用於根據說明本發明的幾個實施例的發電系統的平面圖及截面圖。
如圖17及圖18所示，根據本發明的幾個實施例的發電系統10包括磁力旋轉加速裝置6及從磁力旋轉加速裝置6得到動力進行發電的發電機7。
如上所述，磁力旋轉加速裝置1可包括軸110、供軸110貫通並設置有多個第一磁鐵單元271、272、275的固定板170及供軸110貫通並與固定板170對向而設並設置有多個第二磁鐵單元221、222、225的旋轉板120。在多個第一磁鐵單元271、272、275和多個第二磁鐵單元221、222、225之間產生斥力，多個第一磁鐵單元271、272、275以軸110為中心構成第一列L1及第二列L2設置，第一列L1的第一磁鐵單元271的中心軸和第二列L2的第一磁鐵單元272的中心軸設 置於相同的相位。多個第二磁鐵單元221、222、225以軸110為中心構成第三列L3及第四列L4設置，第三列L3的第二磁鐵單元221的中心軸和第四列L4的第二磁鐵單元222的中心軸可相互存在相位差。馬達301在第一期間內以接通狀態動作，而在第一期間之後的第二期間內，馬達301可處於關著的狀態。在馬達301處於斷開狀態的期間內，旋轉板120可通過磁場衝浪動作進行旋轉。
另外，在磁力旋轉加速裝置1的軸110上設置有皮帶輪330。皮帶輪330和發電機7的皮帶輪430通過皮帶510連接。皮帶輪430與第一齒輪411連接，而第一齒輪411和第二齒輪412相互嚙合。因此，當磁力旋轉加速裝置1的軸110進行旋轉，旋轉力則通過皮帶輪330、430、皮帶510、齒輪411、412傳遞至發電機7。發電機7利用這些旋轉力進行發電。
如上所述，若使用磁力旋轉加速裝置1，馬達301只在需要的一定期間內動作。在其餘期間，馬達301通過磁場衝浪動作。因此，彩用磁力旋轉加速裝置1的發電系統10的發電總效率高，幾乎不浪費能源。
以上結合附圖描述本發明實施例，但是本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明進行修改、變形或者等同替換。而在不脫離本發明的精神和範圍內，其均應涵蓋在本發明的申請專利範圍當中。
1‧‧‧磁力旋轉加速裝置
110‧‧‧軸
120‧‧‧旋轉板
170‧‧‧固定板
190‧‧‧電源供應部

Claims (16)

  1. 一種磁力旋轉加速裝置，包括：軸；馬達，驅動旋轉上述軸；電源供應部，向上述馬達供應電源；固定板，供上述軸貫通並設置有多個第一磁鐵單元；及旋轉板，隨著上述軸的旋轉一同旋轉，與上述固定板對向且設置有多個第二磁鐵單元；在上述多個第一磁鐵單元和上述多個第二磁鐵單元之間產生斥力；上述多個第一磁鐵單元以上述軸為中心構成第一列及第二列設置，上述第一列的上述第一磁鐵單元的中心軸和上述第二列的上述第一磁鐵單元的中心軸設置於相同的相位；上述多個第二磁鐵單元以上述軸為中心構成第三列及第四列設置，上述第三列的上述第二磁鐵單元的中心軸和上述第四列的上述第二磁鐵單元的中心軸相互存在相位差；上述第一磁鐵單元和上述第二磁鐵單元各具備不均勻的磁力向量波，上述第一磁鐵單元的中心軸和磁場軸存在相位差，上述第二磁鐵單元的中心軸和磁場軸存在相位差； 在旋轉上述旋轉期間，上述電源供應部重複電源供應及切斷。
  2. 根據請求項1所述的磁力旋轉加速裝置，其特徵在於：上述旋轉板以上述軸為中心，面向上述固定板進行旋轉；上述第三列面向上述第一列進行旋轉；上述第四列面向上述第二列進行旋轉。
  3. 根據請求項1所述的磁力旋轉加速裝置，其特徵在於：設置於上述第二列的多個第一磁鐵單元之間的間隔大於設置於上述第一列的多個第一磁鐵單元之間的間隔；設置於上述第四列的多個第二磁鐵單元之間的間隔大於設置於上述第三列的多個第二磁鐵單元之間的間隔。
  4. 根據請求項1所述的磁力旋轉加速裝置，其特徵在於：設置於上述第一列的多個第一磁鐵單元的數量和設置於上述第二列的多個第一磁鐵單元的數量相同。
  5. 根據請求項4所述的磁力旋轉加速裝置，其特徵在於：設置於上述第三列的多個第二磁鐵單元的數量和設置於上述第四列的多個第二磁鐵單元的數量相同。
  6. 根據請求項5所述的磁力旋轉加速裝置，其特徵在於：上述第三列面向上述第一列進行旋轉；設置於上述第一列的多個第一磁鐵單元的數量和設置於上述第三列的多個第二磁鐵單元的數量不相同。
  7. 根據請求項1所述的磁力旋轉加速裝置，其特徵在於：當以上述軸為中心向外畫兩條直線時，上述第一列的上述第一磁鐵單元和上述第二列的上述第一磁鐵單元與上述兩條直線都相切。
  8. 根據請求項7所述的磁力旋轉加速裝置，其特徵在於：以上述軸為中心向外並與上述第三列的第二磁鐵單元相切的直線，不與上述第四列的上述第二磁鐵單元相切。
  9. 根據請求項1所述的磁力旋轉加速裝置，其特徵在於：在第一期間內，上述電源供應部給上述馬達供應電源，隨著上述電源供應上述馬達運行，隨著與上述馬達連接的上述軸的旋轉，上述旋轉板進行旋轉，在上述第一期間之後的第二期間內，上述電源供應部不向上述馬達供應電源，上述旋轉板在上述第二期間內進行磁場衝浪，而在上述第二期間之後，上述電源供應部重新將電源供應至上述馬達。
  10. 根據請求項1所述的磁力旋轉加速裝置，其特徵在於：上述第一磁鐵單元的磁場軸與上述第一磁鐵單元的中心軸沿第一方向形成銳角；上述第二磁鐵單元的磁場軸與上述第二磁鐵單元的中心軸沿第二方向形成銳角。
  11. 根據請求項1所述的磁力旋轉加速裝置，其特徵在於：上述固定板的大小和上述旋轉板的大小相同。
  12. 根據請求項1所述的磁力旋轉加速裝置，其特徵在於： 上述固定板的大小和上述旋轉板的大小不同。
  13. 一種磁力旋轉加速裝置，包括：軸；馬達，驅動旋轉上述軸；電源供應部，給上述馬達供應電源；固定板，供上述軸貫通並設置有多個相間隔的第一磁鐵單元；及旋轉板，隨著上述軸的旋轉一同旋轉，與上述固定板對向且設置有多個相間隔的第二磁鐵單元；在上述多個第一磁鐵單元和上述多個第二磁鐵單元之間產生斥力；上述多個第一磁鐵單元以上述軸為中心構成第一列及第二列設置，上述多個第二磁鐵單元以上述軸為中心構成第三列和第四列設置；上述第三列面向上述第一列進行旋轉，設置於上述第一列的多個第一磁鐵單元的數量和設置於上述第三列的多個第二磁鐵單元的數量不相同；上述第一磁鐵單元和上述第二磁鐵單元各具備不均勻的磁力向量波，上述第一磁鐵單元的中心軸和磁場軸存在相位差，上述第二磁鐵單元的中心軸和磁場軸存在相位差；在旋轉上述旋轉板期間，上述電源供應部重複電源供應及切斷。
  14. 根據請求項13所述的磁力旋轉加速裝置，其特徵在於： 上述第四列面向上述第二列進行旋轉，設置於上述第二列的多個第一磁鐵單元的數量和設置於上述第四列的多個第二磁鐵單元的數量不相同。
  15. 一種磁力旋轉加速裝置，包括：軸；馬達，驅動旋轉上述軸；電源供應部，給上述馬達供應電源；固定板，供上述軸貫通並設置有多個相間隔的第一磁鐵單元；及旋轉板，隨著上述軸的旋轉一同旋轉，與上述固定板對向且設置有多個相間隔的第二磁鐵單元；在上述多個第一磁鐵單元和上述多個第二磁鐵單元之間產生斥力；上述多個第一磁鐵單元以上述軸為中心構成第一列及第二列設置，上述多個第二磁鐵單元以上述軸為中心構成第三列和第四列設置；上述第三列面向上述第一列進行旋轉，而上述第四列面向上述第二列進行旋轉；在上述旋轉板進行旋轉期間，上述第三列的上述第二磁鐵單元與上述第一列的上述第一磁鐵單元開始重疊的時點和上述第四列的上述第二磁鐵單元與上述第二列的上述第一磁鐵單元開始重疊的時點不相同；上述第一磁鐵單元和上述第二磁鐵單元各具備不均勻的磁力向量波，上述第一磁鐵單元的中心軸和磁場 軸存在相位差，上述第二磁鐵單元的中心軸和磁場軸存在相位差；在旋轉上述旋轉板期間，上述電源供應部重複電源供應及切斷。
  16. 一種磁力旋轉加速裝置，包括：軸；馬達，驅動旋轉上述軸；電源供應部，給上述馬達供應電源；固定板，供上述軸貫通並設置有多個相間隔的第一磁鐵單元；旋轉板，隨著上述軸的旋轉一同旋轉，與上述固定板對向且設置有多個相間隔的第二磁鐵單元；在上述多個第一磁鐵單元和上述多個第二磁鐵單元之間產生斥力；上述多個第一磁鐵單元以上述軸為中心構成第一列及第二列設置，上述多個第二磁鐵單元以上述軸為中心構成第三列和第四列設置；當以上述軸為中心向外畫兩條直線時，上述第一列的上述第一磁鐵單元和上述第二列的上述第一磁鐵單元與上述兩條直線都相切；以上述軸為中心向外並與上述第三列的第二磁鐵單元相切的直線，不與上述第四列的上述第二磁鐵單元相切；上述第一磁鐵單元和上述第二磁鐵單元各具備不 均勻的磁力向量波，上述第一磁鐵單元的中心軸和磁場軸存在相位差，上述第二磁鐵單元的中心軸和磁場軸存在相位差；在旋轉上述旋轉板期間，上述電源供應部重複電源供應及切斷。
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