专利名称：重力发电设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种重力发电设备。
背景技术：
电力在人类的日常生活中已是不可或缺的能量来源，各种产业的蓬勃发展亦有赖于电力供应。一般发电机的操作原理，是将绕成线圈的导线放在由电磁铁或是永久磁铁构成的磁场中，藉由转轴推动线圈在磁场中转动，由于该线圈围绕的面积切割磁场而产生感应电动势,而在导线中产生感应电流。相对于前述一般发电机，对于发电厂中的发电机，由于其所产生的感应电流非常 大，因此结构有所不同。参照图6，其为现有的发电厂内发电机的结构图。在发电厂中的发电机的构造为作为转轴的转子601上设置有永久磁铁或电磁铁6011，而在外围由作为定子的缠绕导线的环状磁心602所环绕，用以当转轴带动转子601旋转时，可在定子602的缠绕导线中产生感应电流。实际应用上，是将各种不同能量作为推动转轴的动能，以经过该发电机而产生电能。但现今的主要发电方式产生下列问题(I)能量来源可能在短时间内枯竭或是取得成本高昂，例如火力发电，(2)对自然环境造成无可弥补的污染，例如核能发电，(3)需仰赖特殊的环境条件，不易以人为方式控制发电量，例如水力发电或风力发电，(4)自然灾害时的风险以及发电管理的困难，例如核能灾害以及核废料处理。例如，火力发电要消耗大量石油或是燃煤作为燃料，燃料不但成本高昂，且燃料的运送及燃烧所排放的废气的处理都是一大问题。石油或是燃煤亦有可能因为开发过度而消耗殆尽。又例如水力发电的能量来源来自水流的高低位差及水量大小，但水量的大小为自然不可控因素(例如冬季水量因干燥而较小，夏季水量因降雨而较多)，不能确保用电高峰时能供应充足的电量。核能发电有辐射外泄的危险，且铀矿来源稀少。风力发电只能在风力强劲的地区或季节使用，且可操作的风速有特定范围，若吹风风速超出此特定范围之外，则无法操作风力发电机，以免使风力发电机的叶片损坏。基于环保及永续发展的理念，逐渐兴起但尚未普及的发电方式还有太阳能发电、潮汐发电、海洋温差发电、地热发电、生质能发电等，虽然是直接利用自然环境力量而较不会对环境产生污染，也较不用担心发电机的能量来源匮乏，但因为发电机的能量来源均受限于特定的地理区域或是环境条件，无法在各地广泛使用，亦难以人为控制的方式控制尖峰、离峰时间的发电量，有时发电量不足，有时发电量太多，对于需要稳定供电的产业来说，并不是理想的发电方式。且此种特殊的发电厂造价较高，不符产业经济效益。因此，如何发展出能量来源稳定，不会对环境造成污染，合乎产业经济效益，且能适用于各种不同地理环境条件的发电方式，成为现今产业发展的重大课题。因此，本发明乃利用重物自高处落下所减少的位能转换成动能以推动发电机，而产生电能，并在高处落下的过程中藉由电磁效应另产生感应电流，以作为输送重物的能量。本发明所产生的电力成本低廉，维护容易，且能自由调整重量大小，从而调整发电量多寡。此外，本发明的发电方式对环境完全不造成污染，且又能适用于各种不同地理环境区域，对于缺乏用以发电的天然资源的地区，在产业发展上十分有助益。
发明内容
在本发明的一实施例，提供一种重力发电设备，包含作为一组的多个重力物体，其中每个该重力物体具有磁性；一发电机，藉由重力使该作为一组的多个重力物体通过一重力轨道而转动该发电机的转子以产生电力；一输送带，用于将每个该重力物体自一最低点输送至一最高点以使每个该重力物体藉由重力通过该重力轨道；一输送带动力供应机构，用于供应该输送带的动力；及多个磁性元件，环绕该重力轨道的周围，具有线圈缠绕于每个磁性元件，用以当每个该重力物体通过该重力轨道时，该多个磁性元件产生磁通量变化而使该各个磁性元件的线圈产生感应电流而形成电磁效应电力而供应至该输送带动力供应机构，其中，该重力轨道具有一重力传动机构，藉由重力使每个该重力物体自高处钩住该重力传动机构而下移以拉动该重力传动机构，被拉动的重力传动机构将拉动该发电机的该转子。换言之，一种重力发电设备，包含一组的多个重力物体、一发电机、一输送带以及一输送带动力供应机构，其中每个该重力物体具有磁性；发电机藉由重力使该作为一组的多个重力物体通过一重力轨道而转动该发电机的转子以产生电力；输送带用于将该组的多个重力物体的每个该重力物体自一最低点输送至一最高点，以使每个该重力物体藉由重力通过该重力轨道；输送带动力供应机构用于供应该输送带的动力；其中，该重力轨道具有一重力传动机构，藉由重力使每个该重力物体自高处结合该重力传动机构而下移以拉动该重力传动机构，被拉动的重力传动机构将拉动该发电机的该转子。 在本发明的一实施例，其中，并列设置多组的多个重力物体，以及多个重力轨道，一组的多个重力物体对应于一个重力轨道，且该发电机具有多组传动齿轮，以供该多组的重力传动机构拉动，以使该发电机保持正常运转速度。其中，对应于该并列设置的每组的多个重力物体，分别具有各自的输送带、以及重力传动机构。在本发明的一实施例，其中，该发电机可为多个，配合对应的该重力轨道、该输送带、该输送带动力供应机构、及该多个磁性元件，以提供更多电力。在本发明的一实施例，其中，当该多个磁性元件产生的电磁效应电力不足以推动该输送带时，该不足的电力由该发电机提供。在本发明的一实施例，其中，可藉由调整该重力物体的重量、该输送带的长度、该最高点的高度、而改变该发电机的发电量，且藉由缩短该多个磁性元件与该重力物体之间的距离或是增加该多个磁性元件与该重力物体之间的磁性大小可增加在该线圈上所产生的电磁效应电力。在本发明的一实施例中，该磁性元件为一磁柱，且该接线以串联的方式连接而作为一组输送带电力接线，且在每个该重力轨道的二侧的每一侧设置一组该输送带电力接线。在本发明的一实施例，其中，每个该重力物体藉由一输送带而自一落地点经平移而斜向上移而被输送至该最高点，且每个该重力物体具有一钩持元件以钩住该输送带。在上述实施例中，该钩持元件为一凹体，用以钩住设置于该输送带上的横杆而为输送带所带动，且该重力物体的外表面具有多个凸体，用以当每个该重力物体于该最高点时，每个该重力物体的该钩持元件将与该输送带脱离并藉由重力下移时使该多个凸体钩住该重力传动机构并使该重力传动机构沿重力方向运动而转动该发电机的转子。在本发明的一实施例，每个该重力物体为等间隔设置，且通过该重力轨道的循环周期，其位置不变。在本发明的一实施例，该重力物体及该钩持元件与输送带的脱离是藉由该重力物体由壁面抵住固定，而该输送带续为移动而使该钩持元件与该横杆脱离。
在本发明的一实施例，每个重力物体的重心在下底部，自下而上分别由重质层、轻质层以及设置有钩持元件的凹体层所构成。
图I为根据本发明的重力发电设备的发电机中为一组转子的实施例的侧视图。图2为根据本发明的重力发电设备的发电机中为5组转子的一实施例的侧视图。图3为根据本发明的重力发电设备的发电机中为一组转子的实施例的侧视图。图4a为根据本发明的一实施例的重力发电设备的输送带立体图。图4b为显示根据本发明的重力发电设备的一实施例的上半部局部图。图4c为根据本发明的重力物体与磁柱的相对关系的侧视图。图4d为根据本发明的重力物体与磁柱的相对关系的上视图。图5为根据本发明的重力物体与磁柱之间运动关系的立体图。图6为现有的发电厂内发电机的结构图。附图标记I :重力发电设备10:隔室11 :斜板101 :输送带1011 :链条1012 :培林102 :重力物体1021 :重力轨道1023 :重力传动机构1024:凸体1025:凹孔1026 :输送带接线组1027 :连接体1028 :磁性叠层重力件1029 :通过空间103 :输送带动力供应机构
104 :磁柱IO5 :线圈106:发电机107 :壁面108 :横杆109 :传动齿轮120:凹体130 :磁性元件通过空间 601 :转子6011:电磁铁602 :定子
具体实施例方式以下将根据附图来说明本发明的较佳实施例。所属领域的普通技术人员可知，在不脱离本发明的精神范围内，仍能实现其他改型、替换、等效物。且该等改型、替换、等效物全部落在本发明的申请专利范围中。以下为了清楚说明而预先设定许多细节，但本发明并不限于所述的细节。参照图1，其为根据本发明的重力发电设备I的发电机中为一组转子的一实施例的侧视图。本发明的重力发电设备I容置于一隔室10之内，以保护该重力发电设备I免于污染及外界干扰。图I所示为去除隔室10的一侧面的侧视图，以供观视该重力发电设备I的内部构造元件。根据本发明的重力发电设备1，包含作为一组的多个重力物体102，其中每个该重力物体102为具有多组磁性叠层重力件1028 发电机106,藉由重力使该作为一组的多个重力物体102通过一重力轨道1021而转动该发电机106的传动齿轮109以产生电力；一输送带101，用于将每个该重力物体102自一最低点(A)输送至一最高点(B)，以使每个该重力物体自该最高点(B)藉由重力通过该重力轨道1021 输送带动力供应机构103 (在一较佳实施例中为输送带马达)，用于供应该输送带101的动力；及多个磁性元件(在此为磁柱，但亦可为磁性长方体)104，设置于该重力轨道1021的周围，具有一线圈105缠绕于该磁性元件104的表面，用以当每个该重力物体102通过该重力轨道1021时使该多个磁性元件104产生磁通量变化而使该线圈105产生感应电流而形成电磁效应电力提供至该输送带动力供应机构103。其中，该重力物体102落入最低点(A)之后平移一距离后而抵靠于一斜板11的上表面，因该上表面为平滑可减少拉升重力物体102的摩擦阻力，因此可减低拉升该重力物体102所需的力。该重力物体102的上端部具有一凹体120 (如图3及图4(a)所示)以供卡合输送带101上的一横杆108以固定于该输送带101而由输送带101所平移或上拉，且该重力物体102的外表面具有多个凸体1024以供该重力物体于该最高点(B)处开始卡合于该重力轨道1021的重力传动机构1023，以藉由重力使每个该重力物体102钩住该重力传动机构1023而下移以拉动该重力传动机构1023，每一个重力传动机构1023对应于该发电机106的一个传动齿轮109，藉由重力传动机构1023带动该传动齿轮109而使发电机106转动。该重力传动机构1023在一较佳实施例为链条。在图2所示的重力发电设备的一例示性实施例的侧视图中，一组重力物体102的个数为14个，每个重力物体102的重量为O. 3公吨，在同一组中的两个重力物体102之间的间距约为I公尺。每组的多个重力物体102配合各自的重力轨道1021、各自的输送带101、以及各自的重力传动机构1023运作。并列设置5组重力物体102可带动I个发电机106以其额定功率(3. 85MW)运转。每组的重力物体102与相邻组的重力物体102交错拉动该转子，以使该转子受一均匀的力而运转该发电机106。且多组重力物体102交错拉动该转子时不会发生错误，亦即，重力物体102 —定是按照排列顺序落下而使转子维持相同方向转动。参照图3，其为根据本发明的重力发电设备I的发电机中为一组转子的一实施例的侧视图。由图2中可看出，重力物体102落至最低点(A)经平移一距离后被拉引到最高点(B)后，该重力物体102以其外表面的凸体1024卡合于重力传动机构1023的凹孔1025并经由重力轨道1021向下移动，如此则带动发电机106的传动齿轮109。且在该重力物体102向下移动的同时，会使磁柱104通过该重力物体102的两组磁性叠层重力件1028之间的通过空间1029，而使缠绕磁柱104表面的线圈105的磁通量产生变化(如图4b、图4c以及图4d所示),从而在该线圈105中产生感应电流,该感应电流随着下端磁柱的接续通过该 通过空间1029而使电流不断供给至该输送带动力供应机构103。当重力物体102下降至重力传动机构1023的最下方(最低点A)时，即脱落该重力传动机构1023，而移至该输送带101之上，重新由输送带101将其从最低点(A)平移后斜向输送至最高点(B),开始另一循环。以下参照图4a_4d来说明根据该实施例的重力发电设备的详细作动方式。请参照图4a的示意图，该输送带101由两条平行的链条1011构成，一横杆108跨设于该二链条1011之上所设的凸缘支撑件1013之间，横杆108的两端故设于培林1012，且该横杆108的位置对准该重力物体102的凹体120，以使该横杆108可卡合于该重力物体102，使该重力物体102可固定于该输送带101之上而被输送。该横杆108卡入该重力物体102的凹体120，藉由培林1012使该重力物体102在该输送带101的水平部位及斜面部位移动时皆保持固定而不会任意翻转。请参照图4b，其为显示根据本发明的一实施例的重力发电设备I的上半部局部图。当输送带101将重力物体102送至最高开始点(C)后，重力物体102会继续水平移动，直到由设于该输送带101的垂直侧之内的壁面107抵住为止。该重力物体102被该壁面107抵住后，输送带101、凸缘支撑件1013及该横杆108继续保持水平移动，同一时间，该重力物体102脱离该横杆108并藉由设置于该重力物体102外表面的凸体1024卡合于该重力传动机构1023并沿重力方向移动(向下移动)，此即带动发电机106的传动齿轮109为旋转。重力传动机构1023与该壁面107之间的垂直空间即为重力轨道1021。该重力物体102沿着重力传动机构1023向下移动会带动重力传动机构1023为旋转而带动发电机106的传动齿轮109。在此实施例中，较佳者为该多个重力物体102之间为等间距，且保持以恒定的速度带动该发电机106。且通过该重力轨道的循环周期，重力物体102的位置不变。以下参照图4c以及图4d说明该多个重力物体102与该多个磁柱104的相对运动如何产生供给输送带动力供应机构103的感应电流。多个磁柱104设置于该重力轨道1021的二组磁性叠层重力件1028之间的通过空间1029，此处为设置二组磁性叠层重力件，亦可设置二组以上，并配合二组以上磁柱的设置。每个磁柱104的表面缠绕有一线圈105而形成一绕组线圈，每侧的各个绕组线圈藉由接线相连而作为一组输送带电力接线1026。每组磁性叠层重力件1028中的每个磁性构件的左右二端分为为不同的磁极，在图4c中左侧为N极而右侧为S极，因此当磁柱104通过该通过空间1029时，该磁柱104的左侧感应出一 N极而右侧感应出一 S极，由于感应出该磁场，因此每个磁柱104的磁通量产生变化，因此在线圈105上产生感应电动势，感应电动势的大小除以线圈105的电阻即可得到线圈105上的感应电流的大小。且,设于一组多个重力物体102的重力轨道1021两侧的输送带电力接线1026连接至该输送带动力供应机构103，以将线圈105上产生的感应电流供应至输送带动力供应机构103。在线圈105上所产生的感应电动势的公式如下
权利要求
1.一种重力发电设备，包含 一组的多个重力物体，其中每个该重力物体具有磁性； 一发电机，藉由重力使该作为一组的多个重力物体通过一重力轨道而转动该发电机的转子以产生电力； 一输送带，用于将该组的多个重力物体的每个该重力物体自一最低点输送至一最高点，以使每个该重力物体藉由重力通过该重力轨道； 一输送带动力供应机构，用于供应该输送带的动力， 其中，该重力轨道具有一重力传动机构，藉由重力使每个该重力物体自高处结合该重力传动机构而下移以拉动该重力传动机构，被拉动的重力传动机构将拉动该发电机的该转子。
2.根据权利要求I的重力发电设备，其中该重力发电设备包含一组或多组的多个磁性元件，该每组的多个磁性元件平行于该重力轨道而设置，具有线圈缠绕于每个磁性元件，该每组的多个磁性元件的线圈相互串联，用以当每个该重力物体通过该重力轨道时，使该多个磁性元件产生磁通量变化而使该各个磁性元件的线圈产生感应电流而形成电磁效应电力于串联的线圈，而该串联的线圈连接至输送带动力供应机构以供应该电磁效应电力至该输送带动力供应机构。
3.根据权利要求I或2的重力发电设备，其中， 并列设置多组的多个重力物体以及多个重力轨道，且一组的多个重力物体对应于一个重力轨道，每组的重力物体与相邻组的重力物体之间交错拉动该转子，以使该转子受一均匀的力而运转该发电机， 该发电机藉由一传动齿轮而与该重力传动机构相扣以转动该发电机的该转子， 该发电机具有多组的传动齿轮，而一组传动齿轮对应于一组的重力传动机构，用以经由每个重力传动机构的转动而带动每组该传动齿轮而使该转子转动，且 该发电机为一个或多个。
4.根据权利要求3的重力发电设备，其中， 该并列设置的每组的多个重力物体配合各自的输送带、以及重力传动机构运作，且在每个该重力轨道的二侧的每一侧设置一组的多个磁性元件。
5.根据权利要求3的重力发电设备，其中， 在每个重力物体的各组磁性叠层重力件之间形成一通过空间，用以供每个磁性元件通过，各组磁性叠层重力件的相邻对向侧具有相异磁极。
6.根据权利要求2的重力发电设备，其中， 可藉由调整该重力物体的重量、该输送带的长度、该最高点的高度而改变该发电机的发电量，且藉由缩短该多个磁性元件与该重力物体之间的距离或是增加该多个磁性元件与该重力物体之间的磁性大小可增加在该线圈上所产生的电磁效应电力。
7.根据权利要求I的重力发电设备，其中， 每个该重力物体藉由该输送带而自一落地点经平移而斜向输送至该最高点，且每个该重力物体具有一钩持元件以钩住该输送带且该重力传动机构为一重力轨道链条。
8.根据权利要求7的重力发电设备，其中， 该钩持元件为一凹体，用以钩住设置于该输送带上的横杆而为该输送带所带动，且该重力物体的外表面具有多个凸体，用以在每个该重力物体与该横杆脱离而自该最高点下落时，使该多个凸体钩住该重力传动机构而沿重力方向运动以转动该发电机的转子。
9.根据权利要求I的重力发电设备，其中， 每个重力物体具有多组的磁性叠层重力件，每个重力物体的重心在下底部且自下而上分别为具有磁性的重质层、具有磁性的轻质层以及不具有磁性的钩持元件，且每个重力物体的多组磁性叠层重力件之间由凹体层所连接，且每个该重力物体之间为等间隔设置，且在该重力轨道的循环周期中，其位置不变。
10.根据权利要求9的重力发电设备，其中， 该重力物体及该钩持元件与该输送带的脱离是藉由该重力物体于该最高点受一壁面抵住并使该输送带续为平移而使该钩持元件与该横杆脱离。
11.根据权利要求I的重力发电设备，其中该重力发电设备包含 一微动式感应装置，连接于该多个发电机，用以感应该多个发电机是否失效；以及 一备用发电机，连接于该微动式感应装置； 其中，当该多个发电机失效而使该微动式感应装置被触发后，在极短的时间内即可启动该备用发电机。
全文摘要
本发明提供一种重力发电设备，包含作为一组的多个重力物体，其中每个该重力物体具有磁性；一发电机，藉由重力使该作为一组的多个重力物体通过一重力轨道而转动该发电机的转子以产生电力；一输送带，用于将每个该重力物体自一最低点输送至一最高点以使每个该重力物体藉由重力通过该重力轨道；一输送带动力供应机构，用于供应该输送带的动力；及多个磁性元件，设置于该重力轨道的周围，具有一线圈缠绕于其表面，其中，该重力轨道具有一重力传动机构，藉由重力使每个该重力物体自高处钩住该重力传动机构而下移以拉动该重力传动机构，被拉动的重力传动机构将拉动该发电机的该转子。
文档编号H02K7/18GK102878031SQ20111019845
公开日2013年1月16日 申请日期2011年7月15日 优先权日2011年7月15日
发明者叶宏贤 申请人:叶宏贤