TWI714375B - 動力供給系統及方法 - Google Patents

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Abstract

一種動力供給系統包含一太陽能電池、一引擎、一傳動模組、二馬達、二單向飛輪及一儲電裝置。該太陽能電池用以驅動該二馬達。該傳動模組包含一輸入端以及二輸出端，該輸入端受該引擎帶動，且該二輸出端分別用以帶動該二馬達。該儲電裝置用以儲存該太陽能電池所產生之電能及驅動該二馬達。

Description

動力供給系統及方法
本發明係關於一種動力供給系統及其動力供給方法，特別是關於一多軸動力供給系統及其動力供給方法。
動力供給的需求遍佈各種產業，因此，改善動力供給的品質對於促進產業發展的助益甚鉅。舉例而言，為了維持漁池的水質，水產養殖業者必需持續且穩定地對魚池進行曝氣作業，對於長期穩定的動力供給的需求因而衍生。
另外，隨著科技的發展，各產業在提升效率之餘，漸以環保之追求為目標。因此，如何將綠能整合進入動力供給之中也是一重要課題。
本發明之目的在於提供一種具有高穩定性、可靈活使用且使用綠能的動力供給系統。
為達上述目的，本發明一實施態樣涉及一種動力供給系統。根據本發明一實施例，動力供給系統包含一太陽能電池、一引擎、一傳動模組、複數個馬達、複數個單向飛輪及一儲電裝置。該太陽能電池用以驅動該些馬達。該傳動模組包含一輸入端以及複數個輸出端，該輸入端受該引擎帶動，且該些輸出端分別帶動該些馬達。該儲電裝置用以儲存該太陽能電池所產生之電能及驅動該些馬達。
為達上述目的，本發明一實施態樣涉及一種動力供給系統。根據本發明一實施例，動力供給系統包含一太陽能電池、一引擎、一傳動模組、複數個馬達、複數個單向飛輪及一儲電裝置。該太陽能電池用以驅動該些馬達。該傳動模組包含一輸入端以及複數個輸出端，該輸入端受該引擎帶動，且該些輸出端分別帶動該些馬達。該儲電裝置用以儲存該太陽能電池所產生之電能及驅動該些馬達。
為達上述目的，本發明一實施態樣涉及一種動力供給系統。根據本發明一實施例，動力供給系統包含一太陽能電池、一引擎、一傳動模組、複數個馬達、複數個棘輪及一儲電裝置。該太陽能電池用以驅動該些馬達。該傳動模組包含一輸入端以及複數個輸出端，該輸入端受該引擎帶動，且該些輸出端分別帶動該些馬達。該儲電裝置用以儲存該太陽能電池所產生之電能及驅動該些馬達。
為達上述目的，本發明另一實施態樣涉及一種動力供給方法。根據本發明一實施例，動力供給方法包含下列步驟。透過至少一儲電裝置儲存至少一太陽能電池所產生之電能。於一低轉速期間，透過一引擎及一傳動模組帶動複數個馬達。於一高轉速期間，透過該至少一太陽能電池分別驅動該些馬達。於該高轉速期間，若該至少一太陽能電池所產生之電能不足以驅動該些馬達，則透過該至少一儲電裝置分別驅動該些馬達。以及透過該些馬達分別驅動複數個單向飛輪。
以下配合所附圖式說明本發明之一些實施例。應注意者，圖式所繪示之內容僅為達成輔助說明之目的，並非意在限制本發明之專利範圍。
關於本文中所使用之『電性連接』，可指二或多個元件相互直接作實體或電性接觸，或是相互間接作實體或電性接觸，而『電性連接』還可指二或多個元件相互操作或動作。
本發明一實施例之動力供給系統之配置如圖1所繪示。參閱圖1，在一實施例中，動力供給系統100採用引擎110作為動力來源，並透過齒輪箱120、第一離合器131及第二離合器132將引擎110之動力分別傳遞至第一馬達141及第二馬達142，以帶動第一馬達141及第二馬達142。如圖1所示，動力供給系統100透過第一馬達141及第二馬達142分別帶動第一單向飛輪151及第二單向飛輪152以藉由第一單向飛輪151及第二單向飛輪152之轉動對外提供動力。在本實施例中，引擎110可為一柴油引擎。
上述僅為例示性之說明，並非意在限制本發明之特徵。舉例而言，在本實施例中，齒輪箱120、第一離合器131及第二離合器132組成一個可控制是否利用引擎110之動力帶動第一馬達141及第二馬達142之傳動模組1230，其中該第一離合器131及該第二離合器132分別設於該齒輪箱120 之第一輸出端及第二輸出端；在其它實施例中，可以其他方式組成具有一輸入端及複數個輸出端的傳動模組。例如，在一實施例中，可使用平帶傳動機構及複數個離合器組成傳動模組；在另一實施例中，可使用鍊條傳動機構及複數個離合器組成傳動模組。另外，本案不以圖1所示之傳動模組1230之設置為限，例如，在另一實施例中，第一離合器131及第二離合器132可設於齒輪箱120之內。應注意，在上述實施例中，傳動模組1230包含二輸出端，然本案不以此為限，在其它實施例中，傳動模組可包含任意數目之複數個輸出端。
參閱圖2，在本發明另一實施例中，可使用斜齒輪2231、斜齒輪2232、離合器131、斜齒輪2233及離合器132組成傳動模組2230。如圖2所示，傳動模組2330具有一輸入端(即斜齒輪2231之軸)、一第一輸出端(即斜齒輪2232之軸)及一第二輸出端(即斜齒輪2233之軸)，該輸入端可與引擎110連接，該些輸出端可分別與二馬達(未繪示於圖2中)連接，且傳動模組2230可透過離合器131及離合器132分別控制該些輸出端是否帶動其所連接的馬達。
在本實施例中，齒輪箱120具有一輸入軸及二輸出軸，傳動模組1230之輸入端為齒輪箱120之輸入軸，傳動模組1230之二輸出端為齒輪箱120之二輸出軸。此外，在本實施例中，傳動模組1230包含第一離合器131及第二離合器132，故可以透過第一離合器131及第二離合器132控制齒輪箱120之輸出軸之動力是否傳遞至第一馬達141及第二馬達142。
在本實施例中，由於單向飛輪之構造，當第一馬達141及第二馬達142在運轉中降低速度或停止運轉時，第一單向飛輪151及第二單向飛輪152可保持轉動慣性，故其降速之過程較為緩慢(換言之，相較於可雙向轉動之飛輪，單向飛輪處於高轉速之期間較長)，從而提升動力供給的效率。 在另一實施例中，以棘輪取代單向飛輪，亦可達成上述效果。如圖1所示，動力供給系統100還包含太陽能面板170以及儲電裝置180。圖1中之箭頭表示供電關係，在本實施例中，太陽能面板170電性連接至儲電裝置180、第一馬達141及第二馬達142，且儲電裝置180電性連接至第一馬達141及第二馬達142，並儲存太陽能面板170所產生之電能，但第一馬達141及第二馬達142彼此並不電性連接。此外，本文所附圖式之各圖所繪示之內容僅為示意性，故各圖中各裝置/元件之尺寸並不一定匹配實際之尺寸。
在本實施例中，可透過引擎110及傳動模組1230分別帶動第一馬達141及第二馬達142，亦可透過太陽能面板170及/或儲電裝置180分別驅動第一馬達141及第二馬達142。例如，在一些使用情況中，引擎110可以150~250rpm之轉速轉動，並帶動馬達以相同的速度轉動；而當第一馬達141及第二馬達142受到太陽能電池170或儲電裝置180驅動時，其轉速可達850~1000rpm。故在此些使用情況中，於不需要使第一馬達141及第二馬達142高速運轉時，可透過引擎110及傳動模組1230分別帶動第一馬達141及第二馬達142；而在需要使第一馬達141及第二馬達142高速運轉時，可透過太陽能面板170或儲電裝置180分別驅動第一馬達141及第二馬達142，以提升第一馬達141及第二馬達142之轉速。此外，在本實施例中，由於第一馬達141及第二馬達142係分別地受到驅動，故可視需求分別調整不同速度，例如，可驅動第一馬達141以850rpm之轉速運轉，同時驅動第二馬達142以1000rpm之轉速運轉。上述轉速均為例示，並非意在限制本發明，在其他實施例中，可帶動或驅動馬達運轉於任意之不同轉速。
應注意，在本實施例中，動力供給系統100包含一太陽能面板170，然本發明並不以此為限，在其它實施例中，動力供給系統100可包含複數太陽能面板或僅包含一太陽能電池。
本實施例之動力供給系統100包含複數個馬達，故能夠靈活分配動力的供給。此外，藉由複數個馬達的配置，在使用上可增加動力供給的穩定性，詳細說明於後。
圖3繪示本發明另一實施例之動力供給系統200之配置之示意圖。參閱圖3，在本實施例中，動力供給系統200之太陽能面板170設置於隔音箱190之上方，動力供給系統200之其他裝置/元件則設置於隔音箱190之內。如圖3所示，隔音箱190可具有一捲門191以使動力系統200之操作人員可方便進出。
圖4繪示沿著圖3中之A-A切線之剖面圖。參閱圖4，在本實施例中，動力供給系統200之配置與圖1所示之動力供給系統100大致相同，但本實施例之動力供給系統200包含四個儲電裝置181~184，且本實施例中第一單向飛輪151驅動幫浦161，第二單向飛輪152驅動發電機162。
上述僅為例示，並非意在限制本發明之範圍。舉例而言，在其它實施例中，本發明之動力供給系統可驅動兩個幫浦或兩個發電機。或者，視使用之需求，本發明之動力供給系統可包含更多數目的轉軸(例如，齒輪箱120可包含更多輸出軸)以帶動更多馬達並驅動更多幫浦或發電機，例如，在一些實施例中，動力系統可包含用以驅動一曝氣幫浦的一軸、用以驅動一消防幫浦的一軸，一及用以驅動一發電機的一或多軸。此外，在其它實施例中，本發明之動力供給系統可具有其他數目之儲電裝置。
一併參閱圖3及圖4，在本實施例中，儲電裝置181~184除了用以儲存太陽能面板170所產生之電能外，亦可用以儲存發電機162所產生之電能(為了簡潔起見，圖中未繪示此些元件/裝置之電性連接關係)。舉例而言，在一使用情況中，可操作引擎110維持在150rpm的轉速以帶動第一單向飛輪151向幫浦161供給動力，以及帶動第二單向飛輪152驅動發電機162，並將發電機162及太陽能面板170所產生之電能儲存於儲電裝置181~184。當需要較大的動力供給時，則可透過第一離合器131及第二離合器132使第一馬達141及第二馬達142之轉軸與齒輪盒120之輸出軸脫離，並改以太陽能面板170及/或儲電裝置181~184驅動第一馬達141及/或第二馬達142，以提高第一馬達141及/或第二馬達142之轉速至850~1000rpm。於一些實施例中，若第一馬達141及第二馬達142為單向軸承馬達，則在以太陽能面板170及/或儲電裝置181~184驅動第一馬達141及/或第二馬達142時，不需透過第一離合器131及第二離合器132使第一馬達141及第二馬達142之轉軸與齒輪盒120之輸出軸脫離。當不再需要第一馬達141及/或第二馬達142以高轉速運轉時，可停止以太陽能面板170及/或儲電裝置181~184之電能驅動第一馬達141及/或第二馬達142，並透過第一離合器131及/或第二離合器132使第一馬達141及/或第二馬達142之轉軸與齒輪盒120之輸出軸連動，使第一馬達141及/或第二馬達142之轉速回歸150rpm；在此過程中，第一單向飛輪151及第二單向飛輪152降速較第一馬達141及第二馬達142緩慢，因此在降速的過程中，第二單向飛輪152能夠保持以高於150rpm之轉速驅動發電機162以產生電能供儲電裝置181~184儲存。
如上所述，在本實施例中，可靈活分配各馬達的動力供給。例如，動力供給系統200可應用於養殖魚塭之曝氣作業，於平常進行曝氣時，不需要使第一馬達141及第二馬達142高速運轉，可由引擎110經過傳動模組1230帶動第一馬達141及第二馬達142轉動，進而驅動幫浦161對魚塭進行曝氣，同時驅動發電機162進行發電，以供儲電裝置181~184儲電。於需要使第一馬達141高速運轉時，例如，有消防之需求時，可使用幫浦161提供水柱以用於消防，此時，可透過第一離合器131使第一馬達141之轉軸與齒輪盒120之輸出軸脫離，並改以太陽能面板170及/或儲電裝置181~184驅動第一馬達141，使其轉速提升，以提供用於消防之水柱。在此同時，第二馬達142仍經由傳動模組被引擎110帶動，故仍以較第一馬達141為低之轉速持續驅動發電機162發電。由於本發明之動力供給系統之第一馬達141與第二馬達142可以高低不同之轉速轉動，故能同時滿足不同之動力需求。應注意者，上述需求僅為例示，並非意在限制本發明之應用。在另一實施例中，第一馬達141及第二馬達142可分別驅動二幫浦；透過此配置，在有消防之需求而太陽能面板170及儲電裝置181~184之電能不足以驅動馬達141及馬達142時，可將引擎之轉速調升，並將該二幫浦之水管相接，以得到足以提供消防水柱之水量。
在一些實施例中，可使用動力供給系統之二單向飛輪驅動二幫浦，以達成動力供給的穩定性。例如，若將本實施例之動力供給系統應用於水產養殖業之曝氣作業，當二幫浦中的其中一個故障而需要維修或替換時，另一幫浦可持續運作，因此曝氣作業不會中斷，達成穩定性及抗風險性之效果。在此些實施例中，在替換故障之幫浦時，可以僅透過一離合器使馬達之轉軸與齒輪盒之輸出軸脫離以停止驅動故障之幫浦，而不需關閉引擎，使其他轉軸可以保持運作，因此在維護上靈活方便。
圖5繪示本發明一實施例之動力供給方法之流程圖。參閱圖3~5，在一實施例中，可使用圖3~4所示之動力供給系統執行圖5所示之動力供給方法200。
在步驟S201中，可透過儲電裝置181~184儲存太陽能面板170所產生之電能。在步驟S202中，於只需要較低動力供給的低轉速期間，可透過引擎110及傳動模組1230帶動第一馬達141及第二馬達142。在步驟S203中，於需要較高動力供給的高轉速期間，可透過太陽能面板170分別驅動第一馬達141及第二馬達142。在步驟S204中，於高轉速期間內，若太陽能面板170所產生之電能不足以驅動第一馬達141及第二馬達142，則可透過儲電裝置181~184所儲存之電能分別驅動第一馬達141及第二馬達142。在步驟S205中，可透過第一馬達141及第二馬達142，分別帶動第一單向飛輪151及第二單向飛輪152，以透過第一單向飛輪151及第二單向飛輪152供給動力。
應注意，上述步驟僅為例示，在其它實施例中，可調整個步驟之順序，本發明之動力供給方法並不以上述順序為限。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此本領域之技術者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100、200:動力供給系統 110:引擎 120:齒輪箱 131:第一離合器 132:第二離合器 1230、2230:傳動模組 141:第一馬達 142:第二馬達 151:第一單向飛輪 152:第二單向飛輪 161:幫浦 162:發電機 170:太陽能面板 180~184:儲電裝置 190:隔音箱 191:捲門 2231~2233:斜齒輪 300:動力供給方法 S301~S305:步驟
本揭示內容所附之圖式的簡單說明如下：圖1繪示本發明一實施例之動力供給系統之配置之示意圖；圖2繪示本發明一實施例之傳動模組；圖3繪示本發明另一實施例之動力供給系統之配置之示意圖；圖4繪示沿著圖3中之A-A切線之剖面圖；圖5繪示本發明一實施例之動力供給方法之流程圖。
100:動力供給系統
110:引擎
120:齒輪箱
131:第一離合器
132:第二離合器
141:第一馬達
142:第二馬達
151:第一單向飛輪
152:第二單向飛輪
161:幫浦
162:發電機
170:太陽能電池
180:儲電裝置

Claims (9)

  1. 一種動力供給系統，包含：一隔音箱；至少一太陽能電池；至少一儲電裝置，用以儲存該至少一太陽能電池所產生之電能；一引擎；一傳動模組，包含一輸入端、一第一輸出端、一第二輸出端、一第一離合器及一第二離合器，該輸入端受該引擎帶動；一第一馬達，受該第一輸出端帶動及/或受該至少一太陽能電池及/或該至少一儲電裝置驅動；一第二馬達，受該第二輸出端帶動及/或受該至少一太陽能電池及/或該至少一儲電裝置驅動；一第一單向飛輪，受該第一馬達帶動；以及一第二單向飛輪，受該第二馬達帶動；其中，該至少一太陽能電池設於該隔音箱之上方，該引擎、該傳動模組、該些馬達、該第一單向飛輪及該第二單向飛輪及該至少一儲電裝置設於該隔音箱之內，該第一離合器設於該第一輸出端，該第二離合器設於該第二輸出端，該傳動模組用以透過該第一離合器及該第二離合器分別控制該第一輸出端及該第二輸出端是否帶動該第一馬達及該第二馬達。
  2. 如請求項1所述之動力供給系統，其中該傳動模組包含一齒輪箱，該輸入端為該齒輪箱之一輸入軸，該第一輸出端及該第二輸出端分別為該齒輪箱之二輸出軸。
  3. 如請求項1所述之動力供給系統，其中該傳動模組包含複數個斜齒輪，該輸入端、該第一輸出端及該第二輸出端分別為該些斜齒輪中之三者之軸。
  4. 如請求項1所述之動力供給系統，更包含：一幫浦，用以受該第一單向飛輪及該第二單向飛輪中之一者驅動。
  5. 如請求項1所述之動力供給系統，更包含：一發電機，用以受該第一單向飛輪及該第二單向飛輪中之一者驅動，其中，該至少一儲電裝置還用以儲存該發電機所產生之電能。
  6. 一種動力供給系統，包含：一隔音箱；至少一太陽能電池；至少一儲電裝置，用以儲存該至少一太陽能電池所產生之電能；一引擎；一傳動模組，包含一輸入端、一第一輸出端、一第二輸出端、一第一離合器及一第二離合器，該輸入端受該引擎帶動；一第一馬達，受該第一輸出端帶動及/或受該至少一太陽能電池及/或該至少一儲電裝置驅動；一第二馬達，受該第二輸出端帶動及/或受該至少一太陽能電池及/或該至少一儲電裝置驅動；一第一棘輪，受該第一馬達帶動；以及一第二棘輪，受該第二馬達帶動；其中，該至少一太陽能電池設於該隔音箱之上方，該引擎、該傳動模組、該些馬達、該第一單向飛輪及該第二單向飛輪及該至少一儲電裝置設於該隔音 箱之內，該傳動模組用以透過該第一離合器及該第二離合器分別控制該第一輸出端及該第二輸出端是否帶動該第一馬達及該第二馬達。
  7. 一種動力供給方法，包含：透過至少一儲電裝置儲存至少一太陽能電池所產生之電能；於一低轉速期間，透過一引擎及一傳動模組帶動複數個馬達；於一高轉速期間，透過該至少一太陽能電池分別驅動該些馬達；於該高轉速期間，若該至少一太陽能電池所產生之電能不足以驅動該些馬達，則透過該至少一儲電裝置分別驅動該些馬達；以及透過該些馬達分別帶動複數個單向飛輪。
  8. 如請求項7所述之動力供給方法，其中該些單向飛輪分別驅動複數個幫浦，該傳動模組包含複數個離合器，該些離合器分別用以控制是否以該引擎之動力帶動該些馬達，該方法更包含：於該高轉速期間，透過該些離合器停止以該引擎之動力帶動該些馬達；於該些幫浦之一者故障時，透過該些離合器中之一者停止以該引擎之動力帶動該些馬達中與該故障之幫浦連接者。
  9. 如請求項7所述之動力供給方法，其中該些單向飛輪之一者驅動一發電機，該方法更包含：透過該至少一儲電裝置儲存該發電機所產生之電能。
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