專利名稱：可監(jiān)控轉(zhuǎn)速的自然力發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種小型自然力發(fā)電裝置，尤指一種具有自動監(jiān)控轉(zhuǎn)速功能，使所產(chǎn)生的電力更加穩(wěn)定的自然力發(fā)電裝置，當(dāng)自然力發(fā)電裝置在轉(zhuǎn)速超過設(shè)定范圍值或過久時，自動地將自然力發(fā)電裝置停止運轉(zhuǎn)，確保設(shè)備安全。
背景技術(shù)：
長久以來我們的用電都是由大型的發(fā)電廠所供應(yīng)，在人們提倡環(huán)保及石油危機等因素的影響下，于是開始有人投入研究其它的發(fā)電方式，例如水平軸式大型風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電、潮汐發(fā)電等等，但是以上的各式發(fā)電方式都會受自然環(huán)境條件限制，或因為造價成本問題而無法小型普級化。
除太陽能發(fā)電技術(shù)可以小型普及化，但造價成本還是相當(dāng)昂貴，而且在光源不足情況下是無法產(chǎn)生足夠的電力。綜觀以上問題，目前太陽能發(fā)電技術(shù)要普及到一般用電還有一段距離，對于實現(xiàn)及普及自然力發(fā)電，則仍有待開發(fā)可行的技術(shù)方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種自然力發(fā)電裝置，可供裝設(shè)有小型無動力旋轉(zhuǎn)式散熱透平渦輪或水車的用電戶使用，由無動力旋轉(zhuǎn)式裝置(簡稱旋動裝置)作為發(fā)電的動力來源，并且配合有轉(zhuǎn)速監(jiān)控技術(shù)，令無動力旋動裝置不超過一高轉(zhuǎn)速值，避免發(fā)電機損壞，確保發(fā)電的安全。
欲達上述目的所使用的主要技術(shù)手段是提供一種自然力發(fā)電裝置，供裝設(shè)有小型無動力旋轉(zhuǎn)透平散熱渦輪或水車的電力使用者使用，由所述的無動力旋轉(zhuǎn)裝置(簡稱旋動裝置)作為發(fā)電的動力來源，并且配合有轉(zhuǎn)速監(jiān)控技術(shù)，令無動力旋動裝置不超過一設(shè)定轉(zhuǎn)速值，以確保供電品質(zhì)并避免發(fā)電機裝置損壞。
欲達上述目的所使用的主要技術(shù)手段是令該自然力發(fā)電裝置與一無動力旋動裝置連接，其包含有至少一臺發(fā)電機，發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸一端透過一連接器與旋動裝置的軸心連接；一電源轉(zhuǎn)換電路，連接至該發(fā)電機的電源輸出端，將該發(fā)電機的交流電力處理為穩(wěn)定交流或直流電源后輸出，并另外提供一低壓直流電源輸出；及一轉(zhuǎn)速監(jiān)控裝置，連接至該發(fā)電機轉(zhuǎn)軸的另一端，并透過該電源轉(zhuǎn)換電路取得低壓直流電源，用以檢測該發(fā)電機轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速，并控制速度于一定范圍內(nèi)，若轉(zhuǎn)速超出該范圍時間太久，將自動停止運轉(zhuǎn)功能，確保發(fā)電設(shè)備安全。
上述旋動裝置利用自然力旋動產(chǎn)生動力，以作為本發(fā)明的發(fā)電動力源，由于一般旋動裝置并無減速裝置，本發(fā)明達到發(fā)電機轉(zhuǎn)速穩(wěn)定及良好的供電品質(zhì)與設(shè)備安全，故配合轉(zhuǎn)速監(jiān)控裝置監(jiān)控發(fā)電機轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速，當(dāng)轉(zhuǎn)速超過或低于一設(shè)定范圍值時，會對發(fā)電機轉(zhuǎn)軸提供一或高或低阻力，以控制發(fā)電機轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速在一定范圍值內(nèi)，此外，當(dāng)發(fā)電機轉(zhuǎn)速超出設(shè)定范圍值過多或過久，則轉(zhuǎn)速監(jiān)控裝置將會自動停止發(fā)電無動力旋動裝置，確保安全；因此，本發(fā)明即可實現(xiàn)結(jié)合一般常見無動動旋動裝置，達到利用自然力發(fā)電的目的。


圖1為本發(fā)明一較佳實施例的立體圖，其應(yīng)用于一散熱用透平渦輪。
圖2為本發(fā)明轉(zhuǎn)速監(jiān)控裝置的動作示意圖。
圖3為本發(fā)明一較佳實施例的方塊圖。
圖4為本發(fā)明另一較佳實施例的方塊圖。
圖5為本發(fā)明轉(zhuǎn)速監(jiān)控裝置的電路方塊圖。
圖6為本發(fā)明應(yīng)用于一水車的較佳實施例的立體圖。
符號說明10、10’ 發(fā)電機 11 轉(zhuǎn)軸12、12’ 連接器 13 電源轉(zhuǎn)換電路20 轉(zhuǎn)速監(jiān)控裝置 21 減速裝置211 馬達升降裝置 212 馬達213 定位桿 214 螺桿215 阻力產(chǎn)生組 216 圓盤217 圓盤 22 轉(zhuǎn)速檢測器23 主控制電路 231 微處理器232 馬達驅(qū)動電路 30 旋動裝置31 透平渦輪 311 軸心40 水車 41 中心軸42 固定座 50、50’錐型齒輪組51 中空管 52 支架53 電線具體實施方式
本發(fā)明為一種由自然力驅(qū)動無動力旋動裝置，再以無動力旋動裝置產(chǎn)生的動力作為電力發(fā)電的發(fā)電裝置，首先請參閱圖1及圖3所示，為本發(fā)明的一較佳實施例，其與一具有無動力透平渦輪31的旋動裝置30配合使用，其中該透平渦輪31可設(shè)于建筑物的屋頂或通風(fēng)場所，由通過透平渦輪31的風(fēng)帶動透平渦輪31葉片轉(zhuǎn)動，使得渦輪軸心311隨之轉(zhuǎn)動，由于透平渦輪31的結(jié)構(gòu)為一種360度設(shè)置有葉片的旋動裝置，故沒有風(fēng)吹方向性的限制，且任何環(huán)境均可安裝，較水平軸式風(fēng)力發(fā)電的風(fēng)車更不受環(huán)境限制，能更有效的利用風(fēng)力，而長時間持續(xù)輸出電源；其中本發(fā)明的發(fā)電裝置包含有
至少一臺發(fā)電機10，各發(fā)電機10的轉(zhuǎn)軸11一端透過一連接器12與透平渦輪31的軸心311連接，當(dāng)透平渦輪31轉(zhuǎn)動時，發(fā)電機10取得旋轉(zhuǎn)的動力源予以發(fā)電；一電源轉(zhuǎn)換電路13，連接至該發(fā)電機10的電源輸出端，將該發(fā)電機10的交流電力處理為穩(wěn)定交流或直流電力后輸出，并另外提供一低壓直流電源輸出；及一轉(zhuǎn)速監(jiān)控裝置20，設(shè)于該發(fā)電機轉(zhuǎn)軸11的另端處，并連接到該電源轉(zhuǎn)換電路13的低壓直流電源輸出端，以取得低壓直流電源，用以檢測該發(fā)電機轉(zhuǎn)軸11的轉(zhuǎn)速，于轉(zhuǎn)速到達一設(shè)定范圍值時，會自動提供或大或小的限力予該發(fā)電機10的轉(zhuǎn)軸11，確保轉(zhuǎn)速在設(shè)定的范圍值內(nèi)。
請配合參閱圖2及圖5所示，上述轉(zhuǎn)速監(jiān)控裝置20包含有至少一組減速裝置21，設(shè)于該發(fā)電機轉(zhuǎn)軸11的另一端，主要由一馬達升降裝置211及一阻力產(chǎn)生組215，該阻力產(chǎn)生組215由二圓盤216、217組成，其相對且分別設(shè)于該發(fā)電機轉(zhuǎn)軸11一端與馬達升降裝置211的一端；其中該兩圓盤216、217可為永久磁鐵盤或粗糙碟片，若為永久磁鐵盤，則兩圓盤216、217需將相異極性之一面對視而設(shè)；而該馬達升降裝置211由一馬達212、一定位桿213及一螺桿214組成，該螺桿214連接于馬達212的軸桿上，螺設(shè)前述圓盤217，又該圓盤217于一適當(dāng)位置上設(shè)有一穿孔，供一定位桿213貫穿，如此，當(dāng)馬達212正反轉(zhuǎn)動時，會帶動螺桿214旋轉(zhuǎn)方向變化，此時，固定于螺桿214上的圓盤217，會因定位桿213的定位作用，隨螺桿214順、逆時鐘旋動而升降，以調(diào)整與另一圓盤216之間的距離遠近；至少一轉(zhuǎn)速檢測器22，設(shè)于該圓盤216的側(cè)面或上面，以檢測該發(fā)電機10的轉(zhuǎn)速；該轉(zhuǎn)速檢測器22可為一感磁元件或是一光學(xué)編碼器；其中感磁元件由圓盤216磁場變動速度輸出對應(yīng)的脈波信號，當(dāng)圓盤216轉(zhuǎn)速越快，于單位時間內(nèi)信號輸出越多，以檢測發(fā)電機轉(zhuǎn)軸11的轉(zhuǎn)速，而光學(xué)編碼器則是由一轉(zhuǎn)盤及一光耦合器組成，該轉(zhuǎn)盤中心位置設(shè)于該發(fā)電機轉(zhuǎn)軸上，并形成有環(huán)形等距排列的多個穿孔，而光耦合器則是設(shè)于轉(zhuǎn)盤相對兩側(cè)，當(dāng)轉(zhuǎn)盤隨著轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，光耦合器隨著單位時間穿孔數(shù)目通過的多寡，輸出對應(yīng)的脈寬信號；及一主控制電路23，主要由一微處理器231及至少一與微處理器231輸入端連接的馬達驅(qū)動電路232組成，該微處理器231的輸入端分別與轉(zhuǎn)速檢測器22連接，而該馬達驅(qū)動電路232連接至該馬達升降裝置211，以控制該馬達升降裝置211中的轉(zhuǎn)盤217升/降距離。
由于該減速裝置中的一圓盤216設(shè)于發(fā)電機轉(zhuǎn)軸11的一端，另一圓盤217設(shè)于馬達升降裝置211的一端。而轉(zhuǎn)速檢測器22用以檢測發(fā)電機轉(zhuǎn)軸11的轉(zhuǎn)速，并將檢測信號輸入至該主控制電路23的微處理器231，由微處理器231判斷目前的轉(zhuǎn)速是否已超過預(yù)定設(shè)定范圍值時，若是，則該微處理器231控制對應(yīng)的馬達驅(qū)電路232，令過速的發(fā)電機10所對應(yīng)的馬達升降裝置將圓盤217向上提升。若兩圓盤216、217為永久磁鐵盤，則因為極性相異的面相對，會隨著其中一圓盤217的接近，而產(chǎn)生相異極性相吸的作用，提供發(fā)電機10的轉(zhuǎn)軸11一轉(zhuǎn)動阻力，以達到減速的目的。又，若兩圓盤為粗糙碟片，則由其一圓盤接觸另一圓盤，產(chǎn)生一磨擦力，同樣可提供超速發(fā)電機一轉(zhuǎn)動阻力，達到減速的目的。反之，當(dāng)轉(zhuǎn)速降低時，令其中一圓盤217遠離轉(zhuǎn)軸上的圓盤216，以減低阻力，提升轉(zhuǎn)速。
本發(fā)明為提供更充足電力，如圖4所示，可將多個發(fā)電機10分別裝設(shè)于對應(yīng)的旋動裝置30，再與電源轉(zhuǎn)換電路13連接。
請參閱圖6所示，為本發(fā)明應(yīng)用于另一種旋動裝置的示意圖，即本發(fā)明的發(fā)電機轉(zhuǎn)軸11透過一連接器12及一錐形齒輪組與水車40的中心軸41一端連接，即可取得水車40透過水流帶動的轉(zhuǎn)動力，進而產(chǎn)生電力輸出，而錐形齒輪組40的設(shè)置可令發(fā)電機、減速裝置等裝置距水面較遠。上述水車40的中心軸41樞設(shè)于一基座42上，可由流水流經(jīng)而產(chǎn)生轉(zhuǎn)動。又，由于水車40的中心軸41兩端高度相同，故可再于另端與一組發(fā)電機10’以連接器12’及錐形齒輪50’連接。其中該水車40的中心軸41為一空心體，可配合支架52設(shè)有一中空管53，令其中一端的發(fā)電機10’電線53得以拉至另一端來一并處理。
由上述說可知，本發(fā)明的發(fā)電裝置可供無動力的旋動裝置連接，以由旋動裝置產(chǎn)生的旋動力產(chǎn)生電力，達到發(fā)電的目的。由于一般如散熱用透平渦輪或水車均為無動力裝置，因此無限速的要求，惟若應(yīng)用其作為發(fā)電的動力源，則本發(fā)明再配合有一減速裝置與電源轉(zhuǎn)換電路即可獲得一穩(wěn)定的輸出電源，避免因風(fēng)大或水流急時，發(fā)電機的轉(zhuǎn)速過急而損壞。因此，對于目前工廠普遍裝設(shè)有的無動力旋動裝置的現(xiàn)象看來，使用者除了做排氣外又可得到免費電源，可謂一機雙用，相信本發(fā)明可促使未來愿意裝設(shè)自然力發(fā)電裝置的工廠愈來愈多，尤其在東南亞地區(qū)，如此一來，即可使得自然力發(fā)電更為普及化。
權(quán)利要求
1.一種可監(jiān)控轉(zhuǎn)速的自然力發(fā)電裝置，其特征在于，包含有至少一臺發(fā)電機，各發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸一端通過一連接器與一無動力旋動裝置的軸心連接，以取得旋動裝置轉(zhuǎn)動力作為發(fā)電的動力源；一電源轉(zhuǎn)換電路，設(shè)于該發(fā)電機的電源輸出端，將該發(fā)電機輸出的交流電源處理為穩(wěn)定交流或直流電源后輸出，并另外提供一低壓直流電源；及一轉(zhuǎn)速監(jiān)控裝置，包含有至少一組減速裝置，設(shè)于該發(fā)電機轉(zhuǎn)軸的另一端，主要由一馬達升降裝置及一阻力產(chǎn)生組，該阻力產(chǎn)生器設(shè)于發(fā)電機轉(zhuǎn)軸及馬達升降裝置之間；至少一轉(zhuǎn)速檢測器，設(shè)于該發(fā)電機轉(zhuǎn)軸處，以檢測該發(fā)電機的轉(zhuǎn)速；及一主控制電路，主要由一微處理器及至少一與微處理器輸入端連接的馬達驅(qū)動電路組成，該微處理器的輸入端分別與轉(zhuǎn)速檢測器連接，而該馬達驅(qū)動電路連接至該馬達升降裝置，以控制該馬達升降裝置的升降距離。
2.如權(quán)利要求1所述的可監(jiān)控轉(zhuǎn)速的自然力發(fā)電裝置，其特征在于，該阻力產(chǎn)生組由二圓盤組成，并分別設(shè)于該發(fā)電機轉(zhuǎn)軸一端與馬達升降裝置的一端，由馬達升降裝置控制兩圓盤之間的距離。
3.如權(quán)利要求2所述的可監(jiān)控轉(zhuǎn)速的自然力發(fā)電裝置，其特征在于，該兩圓盤為永久磁鐵盤。
4.如權(quán)利要求2所述的可監(jiān)控轉(zhuǎn)速的自然力發(fā)電裝置，其特征在于，該兩圓盤為粗糙碟片。
5.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的可監(jiān)控轉(zhuǎn)速的自然力發(fā)電裝置，其特征在于，該馬達升降裝置由一馬達、一定位桿及一螺桿組成，其中螺桿連接于馬達的軸桿上，并供其中一圓盤螺設(shè)其上，再另一適當(dāng)位置設(shè)有一穿孔，供定位桿貫穿。
6.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的可監(jiān)控轉(zhuǎn)速的自然力發(fā)電裝置，其特征在于，該轉(zhuǎn)速檢測器為一感磁元件。
7.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的可監(jiān)控轉(zhuǎn)速的自然力發(fā)電裝置，其特征在于，該轉(zhuǎn)速檢測器為一光學(xué)編碼器。
8.如權(quán)利要求5所述的可監(jiān)控轉(zhuǎn)速的自然力發(fā)電裝置，其特征在于，該轉(zhuǎn)速檢測器為一感磁元件。
9.如權(quán)利要求5所述的可監(jiān)控轉(zhuǎn)速的自然力發(fā)電裝置，其特征在于，該轉(zhuǎn)速檢測器為一光學(xué)編碼器。
10.如權(quán)利要求7所述的可監(jiān)控轉(zhuǎn)速的自然力發(fā)電裝置，其特征在于，該光學(xué)編碼器由一轉(zhuǎn)盤及一光耦合器組成，該轉(zhuǎn)盤中心位置設(shè)于該發(fā)電機轉(zhuǎn)軸上，并形成有環(huán)形等距排列的多個穿孔，而光耦合器則是設(shè)于轉(zhuǎn)盤相對兩側(cè)，當(dāng)轉(zhuǎn)盤隨著轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，光耦合器隨著單位時間穿孔數(shù)目通過的多寡，輸出對應(yīng)的脈寬信號。
11.如權(quán)利要求9所述的可監(jiān)控轉(zhuǎn)速的自然力發(fā)電裝置，其特征在于，該光學(xué)編碼器由一轉(zhuǎn)盤及一光耦合器組成，該轉(zhuǎn)盤中心位置設(shè)于該發(fā)電機轉(zhuǎn)軸上，并形成有環(huán)形等距排列的多個穿孔，而光耦合器則是設(shè)于轉(zhuǎn)盤相對兩側(cè)，當(dāng)轉(zhuǎn)盤隨著轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，光耦合器隨著單位時間穿孔數(shù)目通過的多寡，輸出對應(yīng)的脈寬信號。
12.如權(quán)利要求1所述的可監(jiān)控轉(zhuǎn)速的自然力發(fā)電裝置，其特征在于，該旋動裝置為一以風(fēng)力轉(zhuǎn)動的透平渦輪。
13.如權(quán)利要求1所述的可監(jiān)控轉(zhuǎn)速的自然力發(fā)電裝置，其特征在于，該旋動裝置為一以水力轉(zhuǎn)動的水車。
14.如權(quán)利要求13所述的可監(jiān)控轉(zhuǎn)速的自然力發(fā)電裝置，其特征在于，該水車的中心軸一端及一臺發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸一端共同連接至一錐形齒形組。
15.如權(quán)利要求13所述的可監(jiān)控轉(zhuǎn)速的自然力發(fā)電裝置，其特征在于，該水車的中心軸兩端分別與兩臺發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸一端共同連接至一錐形齒形組
16.如權(quán)利要求15所述的可監(jiān)控轉(zhuǎn)速的自然力發(fā)電裝置，其特征在于，該水車的中心軸為一中空體，供一發(fā)電機線路穿經(jīng)的中心管設(shè)置于其中。
全文摘要
本發(fā)明為一種可監(jiān)控轉(zhuǎn)速的自然力發(fā)電裝置，其主要由至少一發(fā)電機、一電源轉(zhuǎn)換電路及一轉(zhuǎn)速監(jiān)控裝置組成；該發(fā)電機與一自然力旋轉(zhuǎn)裝置連結(jié)，得到發(fā)電機所需的旋轉(zhuǎn)動力源，將發(fā)電機所產(chǎn)生的電力輸出至該電源轉(zhuǎn)換電路，將交流電力轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的交流或直流電力輸出。又，本發(fā)明除了電源轉(zhuǎn)換電路外，還可設(shè)置一自動轉(zhuǎn)速監(jiān)控裝置，以檢測該自然力發(fā)電裝置的轉(zhuǎn)速，而作為自動調(diào)整轉(zhuǎn)速之用，當(dāng)轉(zhuǎn)速超出設(shè)定范圍值時，會自動增加或減少自然力發(fā)電裝置的轉(zhuǎn)軸的阻力，令發(fā)電機轉(zhuǎn)速維持在一穩(wěn)定范，讓輸出電力達到最佳化，確保設(shè)備運轉(zhuǎn)時的安全。
文檔編號G05D13/62GK1866144SQ200510068078
公開日2006年11月22日 申請日期2005年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月16日
發(fā)明者吳奎雍 申請人:吳奎雍