[实用新型]发电装置

说明书

本实用新型关于一种发电装置，尤其关于一种利用具有相对旋转部分的设备例如自行车，或具有相对往复运动部分的设备来发电的发电装置。

传统的自行车上的发电装置，在使用时需磨擦自行车车轮而发电，所产生的电压为交流正弦波电压。此一发电方式，因其磁阻转矩，会造成自行车前进的负荷过大，增加骑乘者的疲劳。因此，于目前市面上已看不到具有此一发电装置的自行车。

鉴于前述传统自行车的发电装置的缺点，本实用新型的目的是提出一种不因其装设而提高自行车前进负荷，即可降低磁阻转矩，不增加骑乘者疲劳，且发电效率较前述传统自行车的发电装置更高的发电装置。

依本实用新型的第一实施例的发电装置，包含：至少一层的线圈定子，其由一平面状的支持体、附著于该支持体的至少一圈的周期波状感应线圈、及连接于该感应线圈两端与需求电能的外部负载间的一对电能引出线所构成；及一磁环转子，可相对于该线圈定子旋转，该磁环转子与该线圈定子大致平行并保持一适当的间距，于该磁环转子的周缘设有磁环，该磁环由多个磁极的永久磁铁形成于该磁环转子的周缘。

依本实用新型的第二实施例的发电装置，包含：至少一层的线圈定子，其由一圆筒状的支持体、附著于该圆筒状的支持体的周面上的至少一圈之沿周边方向延伸的周期波状感应线圈、及连接于该感应线圈两端与需求电能的外部负载间的一对电能引出线所构成；及一圆筒状的磁性转子，可相对于该线圈定子旋转，该圆筒状的磁性转子与该圆筒状的线圈定子实质上同轴并保持一适当的径向间距，于该磁性转子的面向该周期波状感应线圈的周面上设有多个磁极之沿周向排列的永久磁铁。

依本实用新型的第三实施例的发电装置，包括：至少一层的线圈固定件，包括一平板状的支持体、附著于该支持体的至少一排的周期波状感应线圈、及连接于该感应线圈两端与需求电能的外部负载间的一对电能引出线；及一平板状的磁性往复件，可相对于该线圈固定件往复运动，该磁性往复件与该线圈固定件大致平行并保持一适当间距，沿该磁性往复件纵长方向设有至少一个磁极的永久磁铁。

本实用新型的详细构造及其功能、效果，将由后面参考下列各附图对其实施例所作之说明，而更加清楚。

图1为本实用新型的第一实施例，利用具有相向平行设置而能相对旋转运动的两平板状部分的设备(自行车)施行发电的发电装置的正视图。

图2为图1的侧视图；

图3A为图1、2所示自行车的发电装置中的线圈定子一实施态样的侧视图；

图3B为显示具单层结构的线圈定子的侧视图；

图4A为图1、2所示自行车的发电装置中的线圈定子的另一实施态样的侧视图；

图4B为显示具双层结构的线圈定子的侧视图；

图5A、B、C为显示图1中所示自行车的发电装置中的磁环转子的构造正视圈及剖视图；图5D为显示图1中所示自行车发电装置中的磁环转子与线圈定子位置位系的立体图；

图6显示由图5A、B、C所示磁环转子产生的磁通密度与其周向角度的关系曲线；

图7显示当磁环转子旋转时，线圈定子线圈所感应产生的近似矩形脉波形状的电压波形；

图8显示由传统式发电装置所产生的正弦波电压波形；

图9显示由本实用新型的发电装置与由传统式发电装置所产生的电压波形的比较；

图10为显示在图1至图5中所示的电能引出线连至外部负载的半途设置整流器及电容器的示意图；

图11为本实用新型的第二实施例，利用具有同轴设置而能相对旋转的两圆筒状设备施行发电的发电装置分解立体图。

图12为本实用新型的第三实施例，利用具有相向平行设置而能对往复运动的两平板状部分的设备施行发电的发电装置立体图。

一般而言，发电装置利用导体与磁场发生相对运动时，会在导体上感应一电动势的电磁感应原理，而将机械能转换为电能的装置。一个发电装置基本上包含有下列基本要素：

(1)建立磁场的磁极。

(2)切割磁场产生感应电动势的线圈。

(3)造成磁场与线圈相对运动的机械动力来源。

至于发电装置所产生的电压大小则与磁场强度、线圈匝数、及线圈相对运动速度三者乘积成正比，而可以下式表之：

  E＝B×L×V×N(伏特)其中，E＝感应电动势   伏特

  B＝磁通密度     韦/平方米

  L＝导体长度     米

  V＝导体速度     米/秒

N＝线圈匝数  匝