[go: up one dir, main page]

TWI696752B - 自動擷取流水能的方法及其裝置 - Google Patents

自動擷取流水能的方法及其裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI696752B
TWI696752B TW108124372A TW108124372A TWI696752B TW I696752 B TWI696752 B TW I696752B TW 108124372 A TW108124372 A TW 108124372A TW 108124372 A TW108124372 A TW 108124372A TW I696752 B TWI696752 B TW I696752B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
flowing water
rotating body
rod
connecting rod
blade
Prior art date
Application number
TW108124372A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202102771A (zh
Inventor
郭金國
陳蓉萱
徐照夫
Original Assignee
國立臺灣師範大學
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 國立臺灣師範大學 filed Critical 國立臺灣師範大學
Priority to TW108124372A priority Critical patent/TWI696752B/zh
Priority to US16/528,371 priority patent/US10900464B1/en
Application granted granted Critical
Publication of TWI696752B publication Critical patent/TWI696752B/zh
Publication of TW202102771A publication Critical patent/TW202102771A/zh

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B17/00—Other machines or engines
    • F03B17/06—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head"
    • F03B17/062—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head" with rotation axis substantially at right angle to flow direction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2210/00—Working fluid
    • F05B2210/10—Kind or type
    • F05B2210/11—Kind or type liquid, i.e. incompressible
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/91—Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20—Hydro energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Abstract

本發明為一種自動擷取流水能的方法及其裝置包括，一划桿和一擺動裝置，其中划桿的兩端置有一可承受流水能的槳葉，划桿的中點固定在一擺動裝置的軸承座上，擺動時划桿一端的槳葉進入水中，另一端的槳葉離開水面，該軸承座的軸是固定在擺動裝置的一轉體上，該轉體由一固定柱固定於河中，進入水中的槳葉承受流水的推力而帶動轉體擺動至一定的轉距後，該槳葉之划桿受一上升的推力而離開水面，同時划桿另一端的槳葉進入水中受流水的推力而帶動轉體做反方向的擺動至一定的轉距後，該槳葉之划桿也受一上升的推力而離開水面，同時划桿另一端的槳葉又進入水中受流水的推力而帶動轉體反向擺動，如此該轉體擺動將呈現自動往復擺動的連續動作，顯然的，該轉體能夠自動往復擺動的動力即為流水能推動划桿的槳葉所擷取的流水能為其特徵者。

Description

自動擷取流水能的方法及其裝置
本發明係有關一種能源擷取之技術，特別是指一種自動流水能擷取裝置及其使用方法及其裝置。
習用自動擷取流水能的方法大都採取水位差的流動能之擷取方式，如水力車的槳葉擷取流水的動能再轉換為機械能，由於水力車的槳葉結構比較複雜，因此安裝和維護都不方便，所以長距離的河水就不方便安裝多數的水車，則該流水能的擷取量必受限甚多為其缺失所在。
本發明的目的，係在河流的河中自動擷取流水的動能，河中的流水能之擷取方法的裝置包括，一划桿和一擺動裝置，其中划桿的兩端置有一可承受流水能的槳葉，划桿的中點固定在一擺動裝置的軸承座上，擺動時划桿一端的槳葉進入水中，另一端的槳葉離開水面，該軸承座的軸是固定在擺動裝置的一轉體上，該轉體由一固定柱固定於河中，進入水中的槳葉承受流水的推力而帶動轉體擺動至一定的轉距後，該槳葉之划桿受一上升的推力而離開水面，同時划桿另一端的槳葉進入水中受流水的推力而帶動轉體做反方向的擺動至一定的轉距後，該槳葉之划桿也受一上升的推力而離開水面，同時划桿另一端的槳葉又進入水中受流水的推力而帶動轉體反向擺動，如此該轉體擺動將呈現自動往復擺動的連續動作，顯然的，該轉體連續往復擺動的動力即為一划桿的槳葉擷取流水能為其特徵者。
1:固定柱
2:轉體
20:軸承座
21:軸
22:方向
23:方向
3:划桿
3-1:狀態
3-2:狀態
3-3:狀態
3-4:狀態
30:空心管
31:水
32:水
33:阻升板
34:阻升板
35:擺動區間
36:狀態
37:路徑
4:連接板
40:限制夾
41:轉軸
42:連桿
43:狀態
44:復位彈簧
5:連接板
50:限制夾
51:轉軸
52:連桿
54:復位彈簧
6:槳葉
60:槳葉
7:水平面
8:方向
a-a’:剖面圖
第1圖係本發明的槳葉工作原理示意圖。
第2圖係本發明的槳葉擺動之正視圖。
第3圖係本發明的槳葉擺動之俯視圖。
第4圖係本發明的控制划桿上升之剖面圖。
第5圖係本發明的槳葉工作原理另一示意圖。
本發明自動擷取流水能的方法及其裝置的實施方式請參閱第1圖~第5圖，如第1圖所示，自動擷取流水能的方法及裝置包括，一划桿3和一擺動裝置，其中划桿3的兩端置有一定面積可承受流水能的槳葉6、60，划桿3的中點固定在一擺動裝置的軸承座20上，划桿3的中段間呈現空心管30的形狀，該空心管30內填入定量的水，划桿3的外緣連接2塊阻升板33、34，該2塊阻升板33、34呈現一段長的L形各置於划桿3的左右兩邊，軸承座20與一軸21套接，該軸21是固定在擺動裝置的一轉體2上，因此軸承座20能以軸21為支撐軸而具有順時、或逆時方向的擺動功能，該轉體2為一圓筒形，轉體2與一固定柱1以一球軸承套接而具有水平方向的擺動功能，固定柱1是固定於河中，在固定柱1的兩側邊各連接一連接板4、5，其中連接板4上置有一限制夾40和一連桿42，其中限制夾40是呈現一段長的L形，該連桿42是呈現一桿狀，連桿42的一端連接一轉軸41，該轉軸41內更設有一復位彈簧44連接連桿42，以組合具有儲存旋轉動力的功能，即連桿42受一推力而呈現下擺的動作，該動力將帶動轉軸41轉動而壓縮復位彈簧44，當該推力消失時，復位彈簧44反彈迫使連桿42具有上擺的動力；其中連接板5上置有一限制夾50和一連桿52，其中限制夾50是呈現一段長的L形，該連桿 52是呈現一桿狀，連桿52的一端連接一轉軸51，該轉軸51與一復位彈簧54組合而具有儲存旋轉動力的功能，即連桿52受一推力而呈現下擺的動作，該動力將帶動轉軸51轉動而壓縮復位彈簧54，當該推力消失時，復位彈簧54反彈迫使連桿52具有上擺的動力。
當槳葉6沉入水平面7下時，槳葉6會承受到流水方向8的流水推力，該推力致動划桿3使轉體2順時鐘轉動，如方向22所示，其中划桿3的擺動就如第2圖所示，划桿3傾斜讓槳葉6沉入水平面7下，槳葉60離開水平面7，空心管30內的水31位移到槳葉6這一邊，則划桿3的重心會靠近槳葉6而使槳葉6保持在水中，並繼續承受流水方向8的推力。
划桿3的槳葉6承受流水方向8的流水推力位移一段行程後，如第3圖所示，划桿3的位移行程，如擺動區間35所示，划桿3會壓到連桿52，使連桿52下擺並帶動轉軸51轉動壓縮復位彈簧54而儲存動能，同時划桿3的阻升板34也剛好經過限制夾50的下層，因此划桿3仍然保持傾斜槳葉6繼續維持在水平面7下承受流水方向8的推力。
如第4圖所示，划桿3的阻升板34位移經過限制夾50的情形，如狀態3-1表示進入前，狀態3-2表示進入中，狀態3-3表示離開時，狀態3-4表示離開後划桿3上升，再依路徑37回到狀態3-1，如此循環；其中a-a’剖面圖表示在狀態3-2時，划桿3的阻升板34受限制夾50的限制而無法上擺，同時划桿3也壓迫連桿52下擺而儲存動能，如狀態53所示；在狀態3-3時，划桿3沒有受到限制夾50的限制，因此連桿52所儲存的動能將推升划桿3，如狀態3-4所示，此時划桿3的傾斜讓槳葉60沉入水平面7下，槳葉6離開水平面7，空心管30內的水32位移到槳葉60這一邊，則划桿3的重心會靠近槳葉60而使槳葉60保持在水中，如第2圖中的狀態36所示。
如第5圖所示，當划桿3的槳葉60沉入水平面7下時，槳葉60會承 受到流水方向8的流水推力，該推力致動划桿3使轉體2呈現逆時鐘轉動，如方向23所示，此時划桿3的槳葉60承受流水方向8的流水推力位移一段行程，如第3圖的擺動區間35所示，划桿3會壓到連桿42，使連桿42下擺並帶動轉軸41轉動壓縮復位彈簧44而儲存動能，同時划桿3的阻升板33也剛好經過限制夾40的下層，因此划桿3仍然保持傾斜槳葉60繼續維持在水平面7下承受流水方向8的推力；當划桿3的阻升板33離開限制夾40後，划桿3沒有受到限制夾40的限制，因此連桿42所儲存的動能將推升划桿3，此時划桿3的傾斜讓槳葉6沉入水平面7下，槳葉60離開水平面7，空心管30內的水31位移到槳葉6這一邊，則划桿3的重心會靠近槳葉6而使槳葉6保持在水中，該槳葉6又再受到流水方向8的流水推力，使轉體2又再呈現順時鐘轉動。
顯然的，划桿3的槳葉6和槳葉60交替承受流水方向8的流水推力，使轉體2呈現順時鐘和逆時鐘方向的交替轉動，該轉體2的轉動能量即為流水方向8的流水能，因此具有自動擷取流水能的方法為其特徵者。
1:固定柱
2:轉體
20:軸承座
21:軸
22:方向
3:划桿
30:空心管
31:水
33:阻升板
34:阻升板
4:連接板
40:限制夾
41:轉軸
42:連桿
44:復位彈簧
5:連接板
50:限制夾
51:轉軸
52:連桿
54:復位彈簧
6:槳葉
60:槳葉
7:水平面
8:方向

Claims (7)

  1. 一種自動擷取流水能的方法，包括：提供一擺動裝置固定在流水中，其中該擺動裝置包括一固定柱上設有一轉體，且該轉體上更設有一軸承座，該軸承座上設有一划桿，其中心點設置在該軸承座上，該划桿的中段為空心管，該空心管內填入定量的水，該划桿兩端分別設有一槳葉，且該划桿上更設有二阻升板位於該划桿上，並分別位於該划桿之該中心點兩端且位於該槳葉之間，該固定柱上更設有二連接板，相對於設置該划桿的另一側，每一該連接板上設有設有一限制夾及一連桿，該連桿的一端連接一轉軸，該轉軸內且更設有一復位彈簧連接該連桿；以及該軸承座上的划桿具有順時鐘和逆時鐘的擺動功能，當該划桿被該流水的推動之一端靠近該限制夾時，該阻升板可卡合在該限制夾中，同時該划桿擠壓該連桿，直到該阻升板脫離該限位夾時，該連桿反推回該划桿，使該轉體回轉，同時令該划桿另一端沉入該流水中後接觸到另一該連桿，以再次帶動該轉體回轉，令該轉體往復轉動，該划桿兩端的槳葉交替承受流水的推力，使該轉體呈現順時鐘和逆時鐘方向的交替轉動，該轉體的轉動能量即為流水能。
  2. 如請求項1所述之自動擷取流水能的方法，其中該擺動裝置之該軸承座與一軸套接，該軸是固定在該轉體上，該轉體為一圓筒形轉體，轉體與該固定柱以一球軸承套接，該固定柱固定於該流水中。
  3. 如請求項2所述之自動擷取流水能的方法，其中該限制夾為L形限制夾，該連桿為桿狀連桿。
  4. 一種自動擷取流水能的裝置，設置於流水中以擷取流水能，該自動擷取流水能的裝置包括：一擺動裝置，包括一固定柱固定於該流水中，其上設有一轉體，可相對該固定柱往復轉動，該轉體上更設有一軸承座與一軸套接；一划桿，其中心點設置在該軸承座上，該划桿的中段為空心管，該空心管內填入定量的水，該划桿可相對於該擺動裝置軸擺動，該划桿兩端分別設有一槳葉，其中一該槳葉位於該流水中以接收該流水能，以帶動該轉體轉動，且該划桿上更設有二阻升板位於該划桿上，並分別位於該划桿之該中心點兩端且位於該槳葉之間；以及二連接板，設置於該固定柱上，且相對於設置該划桿的另一側，每一該連接板上設有一限制夾及一連桿，該連桿的一端連接一轉軸，該轉軸內且更設有一復位彈簧連接該連桿；當該划桿被該流水的推動之一端靠近該限制夾時，該阻升板可卡合在該限制夾中，同時該划桿擠壓該連桿，直到該阻升板脫離該限位夾時，該連桿反推回該划桿，使該轉體回轉，同時令該划桿另一端沉入該流水中後接觸到另一該連桿，以再次帶動該轉體回轉，令該轉體往復轉動。
  5. 如請求項4所述之自動擷取流水能的裝置，其中該限制夾為L形限制夾。
  6. 如請求項4所述之自動擷取流水能的裝置，其中該轉體為一圓筒形轉體。
  7. 如請求項4所述之自動擷取流水能的裝置，其中該二阻升板為L形阻升板。
TW108124372A 2019-07-10 2019-07-10 自動擷取流水能的方法及其裝置 TWI696752B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW108124372A TWI696752B (zh) 2019-07-10 2019-07-10 自動擷取流水能的方法及其裝置
US16/528,371 US10900464B1 (en) 2019-07-10 2019-07-31 Method of automatically extracting energy from flowing liquid and device using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW108124372A TWI696752B (zh) 2019-07-10 2019-07-10 自動擷取流水能的方法及其裝置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TWI696752B true TWI696752B (zh) 2020-06-21
TW202102771A TW202102771A (zh) 2021-01-16

Family

ID=72176184

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW108124372A TWI696752B (zh) 2019-07-10 2019-07-10 自動擷取流水能的方法及其裝置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10900464B1 (zh)
TW (1) TWI696752B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58144673A (ja) * 1982-02-24 1983-08-29 Makoto Hashizume 風車および水車
TW201204923A (en) * 2010-07-22 2012-02-01 wen-yan Liu Auxiliary power generating system
TW201422907A (zh) * 2012-07-27 2014-06-16 Wrh Walter Reist Holding Ag 用於從水力取出電能的裝置
JP2018504558A (ja) * 2015-01-30 2018-02-15 ソ ユン バン エネルギー発生装置の抵抗板構造

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US705967A (en) * 1901-07-12 1902-07-29 John Roeh Automatic current-motor.
US802228A (en) * 1905-01-27 1905-10-17 Albert Alanson Morton Current-motor.
US804676A (en) * 1905-02-06 1905-11-14 Current Motor And Irrigation Company Automatic current-motor.
US905320A (en) * 1908-06-26 1908-12-01 Alonzo K Isham Current-motor.
US4268757A (en) * 1979-11-16 1981-05-19 Rogers Edward R Water wheel electric generation device
WO1990008895A1 (en) * 1989-01-26 1990-08-09 Raoul Derek Smith Wind motor
US5708305A (en) * 1996-03-29 1998-01-13 Wolfe; Douglas E. Ocean wave energy conversion system
US5899664A (en) * 1997-04-14 1999-05-04 Lawrence; Brant E. Oscillating fluid flow motor
GB9804770D0 (en) * 1998-03-07 1998-04-29 Engineering Business Ltd Apparatus for extracting power from moving water
US6217284B1 (en) * 1999-11-22 2001-04-17 Brant E. Lawrence Oscillating fluid flow motor
GB0227739D0 (en) * 2002-11-28 2003-01-08 Marine Current Turbines Ltd Supporting structures for water current (including tidal stream) turbines
US8206106B2 (en) * 2006-11-16 2012-06-26 Windflo, Llc Oscillating windmill
DE102007013293B3 (de) * 2007-03-16 2008-06-26 Voith Patent Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines Unterwasserkraftwerks
BRPI0822377A2 (pt) * 2008-02-21 2019-09-17 Prabhuram Patel Jayantibhai sistema para gerar energia elétrica usando um fluxo de água
US20090224551A1 (en) * 2008-03-04 2009-09-10 Johnnie Williams Oscillating Windmill
JP2013524100A (ja) * 2010-04-13 2013-06-17 コーコスト リミテッド 流体によって駆動されるエネルギー発生装置
EP2381090A3 (en) * 2010-04-25 2012-10-03 Iiapia Leverage-maximizing vertical axis waterwheel rotor
EP2469073A3 (en) * 2010-12-23 2013-02-20 Iiapia Vertical axis reciprocating blade hydro power generator
US8049357B2 (en) * 2011-02-24 2011-11-01 Saavedra John A Apparatus and method for electrical power generation from low-head low-flow water sources
US10054105B2 (en) * 2012-04-30 2018-08-21 Just the 4 of Us, LLC Dolphin-blade, fluid flow, reciprocal motor
US8884457B1 (en) * 2013-06-14 2014-11-11 The Boeing Company Sail-based electrical generation system and method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58144673A (ja) * 1982-02-24 1983-08-29 Makoto Hashizume 風車および水車
TW201204923A (en) * 2010-07-22 2012-02-01 wen-yan Liu Auxiliary power generating system
TW201422907A (zh) * 2012-07-27 2014-06-16 Wrh Walter Reist Holding Ag 用於從水力取出電能的裝置
JP2018504558A (ja) * 2015-01-30 2018-02-15 ソ ユン バン エネルギー発生装置の抵抗板構造

Also Published As

Publication number Publication date
US20210010454A1 (en) 2021-01-14
US10900464B1 (en) 2021-01-26
TW202102771A (zh) 2021-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110566869B (zh) 一种集水路灯
CN102684126B (zh) 高压输电线路除冰装置
DK177654B1 (da) Bølgekraftkonverter
CN204371581U (zh) 一种多功能风力吸水泵
CN104088770A (zh) 两用抽水机
TWI696752B (zh) 自動擷取流水能的方法及其裝置
CN118188330B (zh) 一种海洋综合能源发电装置
CN106401856B (zh) 半主动液压式串联摆动水翼潮流能捕能装置
TWI687587B (zh) 河邊流水能之擷取裝置
CN204102442U (zh) 一种组合型机构教具
CN207047813U (zh) 一种水面清理装置
CN206545684U (zh) 一种通过改变力臂来变更扭矩的传动装置
CN203962314U (zh) 两用抽水机
CN211048333U (zh) 一种高剪切蓝莓榨汁设备
CN109372732B (zh) 一种隧道内自动抽水装置及方法
CN204402832U (zh) 新型手动阀
CN207554261U (zh) 海浪浮力与地心引力发电系统
CN108118671B (zh) 水面浮体收集装置
CN201080811Y (zh) 游梁式节能抽油机
CN104132107A (zh) 定向器
CN207005224U (zh) 电剪刀传动装置
CN205537196U (zh) 一种快速凉水装置
CN206581239U (zh) 河道环境中的阻油器
CN211911265U (zh) 一种新型大型集蒜机
CN215256863U (zh) 一种潜水泵