垂直式磁力传动组件及垂直式磁力传动的节能发电装置的制作方法

本发明是关于一种作为传动用途与利用磁力减少磨擦损耗功能的垂直式磁力传动组件，以及使用该垂直式磁力传动组件达到节能目的的垂直式磁力传动的节能发电装置。

背景技术：

现有传动组件的组成构造，其主要包含一传动轴以及一提供传动轴枢设其中的基座，基座与传动轴之间为了减少彼此的磨擦阻力，基座与传动轴间设有轴承，或于轴承中进一步添加润滑油等。然而，传动轴通过轴承装设于基座中，或再添加润滑油等减少磨擦阻力，其构件与构件间仍存在因磨擦阻力而损耗能量的问题。因此，于动力源与旋转动力使用端之间以传动组件连接后，使能量无法有效发挥。

再者，前述传动组件为现有发电装置中必要的组件，由于动力供给源提供的动能通过传动组件传递至发电装置的发电机组时，动能会因传动组件的磨擦阻力而损耗能量，以致动能难以有效转换为电能，以致长久以来，现有发电装置均有发电效能不佳的问题。

技术实现要素：

本发明的一目的在于提供一种垂直式磁力传动组件，解决现有机械式传动组件因旋转磨擦阻力而耗能的问题。本发明的另一目的在于提供一种垂直式磁力传动的节能发电装置，解决现有发电装置因传动机构耗能而难以提升发电效能的问题。

为了达成上述目的，本发明所提出的垂直式磁力传动组件包含：

一基架，该基架包含多个上、下间隔排列的板体以及直立连接多个板体的架杆，该基架具有一垂直的中心轴线，多个板体上分别以该中心轴线为中心形成一由上至下尺寸递减的锥形通孔；

一磁力传动轴，该磁力传动轴垂直组装设置于基架中，该磁力传动轴包含一轴杆以及多个轴磁铁，多个轴磁铁固设于轴杆上，且多个轴磁铁分别位于板体的锥形通孔中，所述轴磁铁为永磁磁铁，每一轴磁铁包含一上磁极段以及一连接于上磁极段的底端的下磁极段，下磁极段形成由上至下尺寸递减的锥形体，上磁极段形成由上至下尺寸递增的锥形体，上磁极段与下磁极段衔接处形成一环形棱线，上磁极段与下磁极段为对称形状且互为相异的磁极性；每一轴磁铁的下磁极段伸入基架的板体的锥形通孔中，上磁极段由锥形通孔的上方伸出板体的顶面；

多个磁力模组，多个磁力模组分别装设于基架的板体的锥形通孔中，每一磁力模组各包含一第一磁力组与一第二磁力组，所述第一磁力组与第二磁力组上下间隔排列地设置于锥形通孔中，第一磁力组与第二磁力组通过磁力与所述轴磁铁的下磁极段间相邻且不接触，磁力传动轴悬浮于基架与磁力模组中；以及

一配重块，该配重块固接于该磁力传动轴的轴杆的底端。

如上所述的垂直式磁力传动组件，其中，所述磁力传动轴的所述轴磁铁的所述下磁极段的外锥面与所述上磁极段的外锥面相对于所述中心轴线的夹角均为15度至75度之间；

多个所述磁力模组的所述第一磁力组由多个间隔环列于所述锥形通孔中的永磁磁铁块所组成，每一所述第一磁力组的永磁磁铁块各包含一第一磁极组，所述第一磁极组具有一位置在上的第一磁极与一位置在下的第二磁极，所述第一磁极组的第一磁极与所述第一磁极组的第二磁极分别与所述轴磁铁的所述下磁极段平行，且所述第一磁极组与所述轴磁铁之间具有间隙，所述第一磁极组的位置在上的第一磁极与所述轴磁铁的所述下磁极段具有相异的磁极性，所述第一磁极组的位置在下的第二磁极与所述轴磁铁的所述下磁极段具有相同的磁极性；

所述第二磁力组由多个间隔环列于所述锥形通孔中的永磁磁铁块所组成，每一所述第二磁力组的永磁磁铁块各包含一第二磁极组，所述第二磁极组具有一位置在内的第一磁极与一位置在外的第二磁极，所述第二磁极组的第一磁极与所述轴磁铁的所述下磁极段间具有间隙，且所述第二磁极组的第一磁极与所述轴磁铁的所述下磁极段具有相同磁极性。

如上所述的垂直式磁力传动组件，其中，所述第一磁力组的永磁磁铁块与所述第二磁力组的永磁磁铁块均为直条块或扇形块，所述第一磁力组的永磁磁铁块与所述第二磁力组的永磁磁铁块朝向所述轴磁铁的内周面分别形成相应的弧曲面。

通过上述的垂直式磁力传动组件，当其应用于动力源与旋转动力使用端之间传递旋转动力时，该垂直式磁力传动组件通过磁力传动轴与多个磁力模组间的磁力作用，使磁力传动轴平稳、垂直而悬空地枢设于基架中，磁力传动轴能于基架中绕着该中心轴线旋转，并在该磁力传动轴及其底端固接的配重块被驱动旋转的同时储能，直至磁力传动轴及其底端固接的配重块到达一定转速后，停止辅助动力输出组件输出动力，通过磁力传动轴及其底端固接的配重块旋转的惯性力而持续旋转，因磁力传动轴的垂直旋转无磨擦损耗，使得该垂直式磁力传动组件的磁力传动轴于传动过程中能够提升扭力与转速。

为了达成上述目的，本发明另外提出的垂直式磁力传动的节能发电装置包含：

一垂直式磁力传动组件，该垂直式磁力传动组件包含一基架、一磁力传动轴、多个磁力模组以及一配重块，其中：

该基架包含多个上、下间隔排列的板体以及直立连接多个板体的架杆，该基架具有一垂直的中心轴线，多个板体上分别以该中心轴线为中心形成一由上至下尺寸递减的锥形通孔；

该磁力传动轴垂直组装设置于基架中，该磁力传动轴包含一轴杆以及多个轴磁铁，多个轴磁铁固设于轴杆上，且多个轴磁铁分别位于板体的锥形通孔中，所述轴磁铁为永磁磁铁，每一轴磁铁包含一上磁极段以及一连接于上磁极段的底端的下磁极段，下磁极段形成由上至下尺寸递减的锥形体，上磁极段形成由上至下尺寸递增的锥形体，上磁极段与下磁极段衔接处形成一环形棱线，上磁极段与下磁极段形成对称状且互为相异的磁极性；每一轴磁铁的下磁极段伸入基架的板体的锥形通孔中，上磁极段由锥形通孔的上方伸出板体的顶面；

多个磁力模组分别装设于基架的板体的锥形通孔中，每一磁力模组各包含一第一磁力组与一第二磁力组，所述第一磁力组与第二磁力组上下间隔排列地设置于锥形通孔中，第一磁力组与第二磁力组通过磁力与所述轴磁铁的下磁极段间相邻且不接触，磁力传动轴悬浮于基架与磁力模组中；以及

该配重块固接于该磁力传动轴的轴杆的底端；

一发电机组，该发电机组装设于该垂直式磁力传动组件的基架中的板体上，且结合联轴器连接该磁力传动轴的轴杆；以及

一辅助动力输出组件，该辅助动力输出组件连接该磁力传动轴的轴杆。

如上所述的垂直式磁力传动的节能发电装置，其中，所述辅助动力输出组件为电动机或为发动机与轮系传动组件的组合。

如上所述的垂直式磁力传动的节能发电装置，其中，所述磁力传动轴的所述轴磁铁的所述下磁极段的外锥面与所述上磁极段的外锥面相对于所述中心轴线的夹角均为15度至75度之间；

多个所述磁力模组的所述第一磁力组由多个间隔环列于所述锥形通孔中的永磁磁铁块所组成，每一所述第一磁力组的永磁磁铁块各包含一第一磁极组，所述第一磁极组具有一位置在上的第一磁极与一位置在下的第二磁极，所述第一磁极组的第一磁极与所述第一磁极组的第二磁极与所述轴磁铁的所述下磁极段间具有间隙，所述第一磁极组的位置在上的第一磁极与所述轴磁铁的所述下磁极段具有相异的磁极性，所述第一磁极组的位置在下的第二磁极与所述轴磁铁的所述下磁极段具有相同的磁极性；

所述第二磁力组由多个间隔环列于所述锥形通孔中的永磁磁铁块所组成，每一所述第二磁力组的永磁磁铁块各包含一第二磁极组，所述第二磁极组具有一位置在内的第一磁极与一位置在外的第二磁极，所述第二磁极组的第一磁极与所述轴磁铁的所述下磁极段间具有间隙，且所述第二磁极组的第一磁极与所述轴磁铁的所述下磁极段具有相同的磁极性。

如上所述的垂直式磁力传动的节能发电装置，其中，所述第一磁力组的永磁磁铁块与所述第二磁力组的永磁磁铁块均为直条块或扇形块，所述第一磁力组的永磁磁铁块与所述第二磁力组的永磁磁铁块朝向所述轴磁铁的内周面分别形成相应的弧曲面。

如上所述的垂直式磁力传动的节能发电装置中，该发电机组与该辅助动力输出组件可以一兼具输出旋转动力与发电功能的电动发电机予以取代。因此，本发明还提供了一种垂直式磁力传动的节能发电装置，其中，所述垂直式磁力传动的节能发电装置包含：

一垂直式磁力传动组件，所述垂直式磁力传动组件包含一基架、一磁力传动轴、多个磁力模组以及一配重块，其中：

所述基架包含多个上、下间隔排列的板体以及直立连接多个所述板体的架杆，所述基架具有一垂直的中心轴线，多个所述板体上分别以所述中心轴线为中心形成一由上至下尺寸递减的锥形通孔；

所述磁力传动轴垂直组装设置于所述基架中，所述磁力传动轴包含一轴杆以及多个轴磁铁，多个所述轴磁铁固设于所述轴杆上，且多个所述轴磁铁分别位于所述板体的所述锥形通孔中，所述轴磁铁为永磁磁铁，每一所述轴磁铁包含一上磁极段以及一连接于所述上磁极段的底端的下磁极段，所述下磁极段形成由上至下尺寸递减的锥形体，所述上磁极段形成由上至下尺寸递增的锥形体，所述上磁极段与所述下磁极段衔接处形成一环形棱线，所述上磁极段与所述下磁极段形成对称状且互为相异的磁极性；每一所述轴磁铁的所述下磁极段伸入所述基架的所述板体的所述锥形通孔中，所述上磁极段由所述锥形通孔的上方伸出所述板体的顶面；

多个所述磁力模组分别装设于所述基架的所述板体的所述锥形通孔中，每一所述磁力模组各包含一第一磁力组与一第二磁力组，所述第一磁力组与所述第二磁力组上下间隔排列地设置于所述锥形通孔中，所述第一磁力组与所述第二磁力组通过磁力与所述轴磁铁的所述下磁极段间相邻且不接触，所述磁力传动轴悬浮于所述基架与所述磁力模组中；

所述配重块固接于所述磁力传动轴的所述轴杆的底端；以及

一电动发电机，所述电动发电机装设于所述垂直式磁力传动组件的所述基架中的所述板体上，且所述电动发电机结合联轴器连接所述磁力传动轴的所述轴杆。

通过上述的垂直式磁力传动的节能发电装置，其主要是利用垂直式磁力传动组件中磁力传动轴与磁力模组间的磁力作用，使磁力传动轴于旋转过程无构件间的磨擦阻力，减少能量移转时的能量耗损，又通过磁力传动轴底端连接配重块与磁力传动轴一同被驱动旋转，进而达到节能的目的。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1是本发明垂直式磁力传动组件的一较佳实施例的侧视剖面示意图。

图2是图1所示垂直式磁力传动组件较佳实施例的俯视平面示意图。

图3是图1所示垂直式磁力传动组件较佳实施例的局部放大示意图。

图4是图1至图3所示垂直式磁力传动组件较佳实施例的基架与磁力模组的俯视平面示意图。

图5是本发明垂直式磁力传动组件的基架与磁力模组的另一实施型态的俯视平面示意图。

图6是本发明垂直式磁力传动的节能发电装置的一较佳实施例的剖面示意图。

附图标号说明：

10垂直式磁力传动组件

20基架21中心轴线

22板体23架杆

24锥形通孔

30磁力传动轴31轴杆

32轴磁铁321上磁极段

322下磁极段323环形棱线

40磁力模组41第一磁力组

410第一磁极组411第一磁极

412第二磁极

42第二磁力组420第二磁极组

421第一磁极422第二磁极

50配重块

60发电机组

70辅助动力输出组件

具体实施方式

为了对本发明的技术方案、目的和效果有更清楚的理解，现结合附图说明本发明的具体实施方式。

本发明提供了一种垂直式磁力传动组件以及一种垂直式磁力传动的节能发电装置。如图1所示，揭示该垂直式磁力传动组件的一较佳实施例。该垂直式磁力传动组件10包含一基架20、一磁力传动轴30、多个磁力模组40以及一配重块50。

如图1至图3所示，该基架20包含多个呈上、下间隔排列的板体22以及直立连接支撑该多个板体22的架杆23，所述板体22可为单一板块所构成，或为多个板块组合而成，该基架20具有一垂直的中心轴线21，该多个板体22共同以该中心轴线21为中心而分别形成一由上而下尺寸递减的锥形通孔24，即该多个板体22分别以该中心轴线21为中心形成一由上至下尺寸递减的锥形通孔24。所述锥形通孔24可为圆锥形通孔或为角锥形通孔。

如图1至图3所示，该磁力传动轴30垂直组装设置于基架20中，该磁力传动轴30包含一轴杆31以及多个轴磁铁32，该轴杆31可为单一杆体，或为多个杆体接续组合而成，所述轴磁铁32的数量对应于所述磁力模组40的数量，该多个轴磁铁32固设于轴杆31上且分别位于基架20的板体22的锥形通孔24中，所述轴磁铁32为永磁磁铁，每一轴磁铁32包含一上磁极段321以及一连接于上磁极段321底端的下磁极段322，下磁极段322形成由上而下尺寸递减的圆锥体或角锥体等锥形体，上磁极段321形成由上而下尺寸递增的圆锥体或角锥体等锥形体，上磁极段321与下磁极段322形成对称状，且于上磁极段321与下磁极段322衔接处形成一圆形或正多边形的环形棱线323，以该上磁极段321与下磁极段322为圆锥体，上磁极段321与下磁极段322衔接处为一圆形的环形棱线323为例，轴磁铁32为中间直径较大，轴磁铁32的上端与下端直径相等，且轴磁铁32的上端直径与下端直径均小于轴磁铁32中间圆形的环形棱线323处的直径。上磁极段321与下磁极段322互为相异的磁极性，也就是说，上磁极段321为s极时，下磁极段322则为n极。每一轴磁铁32的下磁极段322伸入基架20的板体22的锥形通孔24中，上磁极段321自锥形通孔24的上方伸出板体22的顶面。

于本较佳实施例中，下磁极段322的外锥面与上磁极段321的外锥面相对于中心轴线21的夹角均为15度至75度，其中，下磁极段322的外锥面与上磁极段321的外锥面相对于中心轴线21的夹角以30度、45度或60度等为佳。

如图1至图3所示，该多个磁力模组40分别装设于基架20的板体22的锥形通孔24中，每一磁力模组40各包含一第一磁力组41与一第二磁力组42，所述第一磁力组41与第二磁力组42上下间隔排列地设置于锥形通孔24中，也就是说，第一磁力组41位于锥形通孔24的上段，第二磁力组42位于锥形通孔24的下段，且第一磁力组41与第二磁力组42通过磁力与所述轴磁铁32的下磁极段322相邻而不接触，即第一磁力组41与第二磁力组42分别与所述轴磁铁32的下磁极段322外锥面平行，第一磁力组41与轴磁铁32的下磁极段322之间具有间隙，第二磁力组42与轴磁铁32的下磁极段322之间也具有间隙，通过磁力模组40与磁力传动轴30的轴磁铁32间的磁力作用而抵消其重力，使磁力传动轴30垂直而悬空地设置于基架20中，磁力传动轴30能于基架20中绕着该中心轴线21旋转，并通过磁力模组40中呈圆锥形或角锥形分布的第一磁力组41与第二磁力组42相对于磁力传动轴30的轴磁铁32的磁吸力与磁斥力，使磁力传动轴30能位于中心轴线21的位置平稳地直立转动。

如图1及图3所示，所述第一磁力组41可为多个间隔环列于锥形通孔24中的永磁磁铁块所组成，所述第一磁力组41的每一永磁磁铁块各包含一第一磁极组410，或者，所述第一磁力组41也可为单一个环列有多个第一磁极组410的圆锥形永磁磁铁环所构成(图未示)。如图4及图5所示，所述第一磁力组41可为多个间隔环列于锥形通孔24中的永磁磁铁块所组成，所述永磁磁铁块可为直条块或扇形块，所述永磁磁铁块朝向轴磁铁32的内周面形成相应的平面或弧曲面，且该多个永磁磁铁环列于锥形通孔24中形成角锥形或圆锥形排列。所述永磁磁铁朝向轴磁铁32的内周面平行于轴磁铁32的下磁极段322外周面，也就是说第一磁极组410朝向轴磁铁32内周面相对于中心轴线21的夹角为15度至75度，其中，第一磁极组410朝向轴磁铁32内周面相对于中心轴线21的夹角以30度、45度或60度等为佳。

所述第一磁极组410具有一位置在上的第一磁极411与一位置在下的第二磁极412，所述第一磁极组410的第一磁极411与第二磁极412与轴磁铁32的下磁极段322间具有间隙，第一磁极组410位置在上的第一磁极411与轴磁铁32的下磁极段322具有相异的磁极性，第一磁极组410位置在下的第二磁极412与轴磁铁32的下磁极段322具有相同的磁极性，通过第一磁极组410的第一磁极411与第二磁极412相对于轴磁铁32的下磁极段322分别提供磁吸力与磁斥力。即轴磁铁32的上磁极段321为s极、下磁极段322为n极时，第一磁极组410位置在上的第一磁极411为s极，第一磁极组410位置在下的第二磁极412为n极。

如图1至图3所示，所述第二磁力组42可为多个间隔环列于锥形通孔24中的永磁磁铁块所组成，所述永磁磁铁块可为直条块或扇形块，所述第二磁力组42的每一永磁磁铁块各包含一第二磁极组420，或者，所述第二磁力组42也可为单一个环列有多个第二磁极组420的永磁磁铁环所构成(图未示)。如图4及图5所示，所述第二磁力组42可为多个间隔环列于锥形通孔24中的永磁磁铁块所组成，所述永磁磁铁块可为直条块或扇形块，所述永磁磁铁块朝向轴磁铁32的内周面形成相应的平面或弧曲面，该多个永磁磁铁环列于锥形通孔24中形成角锥形或圆锥形排列。所述永磁磁铁朝向轴磁铁32的内周面平行于轴磁铁32的下磁极段322外周面，也就是说第二磁极组420朝向轴磁铁32内周面相对于中心轴线21的夹角介于15度至75度之间，其中，第二磁极组420朝向轴磁铁32内周面相对于中心轴线21的夹角以30度、45度或60度等为佳。

所述第二磁极组420具有一位置在内的第一磁极421与一位置在外的第二磁极422，其中，靠近该中心轴线21的一侧为内，远离该中心轴线21的一侧为外，所述第二磁极组420的第一磁极421与轴磁铁32的下磁极段322间具有间隙，且第二磁极组420的第一磁极421与轴磁铁32的下磁极段322具有相同的磁极性，对磁力传动轴30的轴磁铁32的下磁极段322提供磁斥力。也就是说，轴磁铁32的上磁极段321为s极、下磁极段322为n极，第一磁极组410位置在上的第一磁极411为s极，第一磁极组410位置在下的第二磁极412为n极时，第二磁极组420位置在内的第一磁极421为n极，第二磁极组420位置在外的第二磁极422为s极。

如图1所示，该配重块50以其中心固接于磁力传动轴30的轴杆31底端。该配重块50可为一圆形板块或为一圆锥形板块(图未示)。

如图1及图3所示，本发明垂直式磁力传动组件10于使用时，该垂直式磁力传动组件10的磁力传动轴30能连接于动力源与旋转动力使用端之间(图未示)，通过垂直式磁力传动组件10的磁力传动轴30受到多个磁力模组40的磁力作用，使磁力传动轴30垂直而悬空地设置于基架20中，且磁力传动轴30能于基架20中绕着该中心轴线21旋转。为使本发明垂直式磁力传动组件10的磁力传动轴30运转时能够减少空气阻力，该垂直式磁力传动组件10可设置于真空环境中使用。其中，当磁力传动轴30的锥形的下磁极段322相对于中心轴线21的夹角以及第一磁极组410、第二磁极组420朝向轴磁铁32的内周面相对于中心轴线21的夹角小于45度时，磁力传动轴30受到向上的磁力较大，适于重量较重的磁力传动轴30，且磁力传动轴30转速较低需求的实施型态；当力传动轴30的锥形下磁极段322相对于中心轴线21的夹角以及第一磁极组410、第二磁极组420朝向轴磁铁32的内周面相对于中心轴线21的夹角大于45度时，磁力传动轴30受到径向的磁力较大，适于重量较轻的磁力传动轴30，且磁力传动轴30转速较高需求的实施型态。

当该垂直式磁力传动组件10的磁力传动轴30及其底端固接的配重块50被驱动旋转时同时储能，直至磁力传动轴30及其底端固接的配重块50到达一定转速后，停止辅助动力输出组件70输出动力，通过磁力传动轴30及其底端固接的配重块50旋转的惯性力而持续旋转，且通过基架20与磁力传动轴30间无磨擦损耗，使得该垂直式磁力传动组件10的磁力传动轴30可以提高其扭力或转速等旋转性能。

如图6所示，本发明所提出的垂直式磁力传动的节能发电装置包含一所述垂直式磁力传动组件10、一发电机组60以及一辅助动力输出组件70。其中，所述垂直式磁力传动组件10的组成构造与前述相同，于此不再赘述。

如图6所示，该发电机组60是一组能将旋转动能转化为电能的组件，该发电机组60装设于该垂直式磁力传动组件10的基架20中的一板体22上，且结合联轴器连接该磁力传动轴30的轴杆31。

如图6所示，该辅助动力输出组件70连接该磁力传动轴30的轴杆31，用以对磁力传动轴30的旋转提供辅助驱动力。该辅助动力输出组件70可为电动机，或是发动机与轮系传动组件的组合(图未示)等。

所述垂直式磁力传动的节能发电装置中，该发电机组60与该辅助动力输出组件70也可以一电动发电机予以取代，该电动发电机兼具输出旋转动力与发电功能。

本发明垂直式磁力传动的节能发电装置于使用时，如图6所示，利用辅助动力输出组件70驱动该垂直式磁力传动组件10的磁力传动轴30及其底端固接的配重块50旋转而储能，直至磁力传动轴30及其底端固接的配重块50到达一定转速后，停止辅助动力输出组件70输出动力，通过磁力传动轴30及其底端固接的配重块50旋转的惯性力而持续旋转，并同时带动连接磁力传动轴30的发电机组60将动能转化为电能。

本发明垂直式磁力传动的节能发电装置因利用垂直式磁力传动组件10的磁力传动轴30与磁力模组40间的磁力作用，使磁力传动轴30于基架20中旋转时无磨擦损耗，减少能量传递过程的能量损耗，而达到节能的目的。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。