浮力动能装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型是关于一种可产生动能的装置,特别是一种可利用浮力来产生动能的浮力动能装置。
【背景技术】
[0002]在人类文明的发展史上,已存在有许多动能装置,其运作时可产生机械能以供驱动某些装置,或更进一步地将机械能转换为电能,以提供更广泛的用途,进而提升人类的生活品质。其中,该些动能装置大致上可区分为二种,一种因此自然能(例如:风力发电、太阳能发电、水力发电等)作为产生动能的动力,另一种则是消耗天然资源(例如:核能发电、火力发电等)来作为产生动能的动力。然而,该些动能装置仍具有以下缺失:
[0003]一、以自然能产生动能的装置,虽具有便宜、充足且无污染等优点,但自然能本身出现的时机与强弱程度并无法控制,使得该些现有的动能装置难以维持稳定的动能生产效率。
[0004]二、消耗天然资源来产生动能的装置,虽具有易于控制的优点,但相对地,天然资源并非取的不尽、用的不竭,在人类大量开采下,终有耗竭的一日,且该些现有的动能装置运作时不仅具有较大的安全隐忧,其使用过的废料(例如:核废料)更会对环境造成严重的污染,使得废料处理又额外衍生出另一项高耗费且棘手的问题。
[0005]为此,遂发展出一种可利用浮力来产生动能的浮力动能装置;请参照图1,为其中的一种现有的浮力动能装置9,该浮力动能装置9包含一塔体91,该塔体91中设有一运送装置92,该运送装置92连接以带动一转轴93旋转,该转轴93连接位于该塔体91外的一发电机94。其中,该运送装置92上设有数个桶子921,各该桶子921被运送至邻近该塔体91底部处时是呈反盖的形态,可由一气泡供应器95将气泡注入该桶子921的内部以产生浮力;各该桶子921被向上运送至超出水面后则排出内部气体,并以开口朝上的形态再度沉入水中,使内部装满水液而可顺利下沉。该现有浮力动能装置9的一实施例已揭露于美国公告第 7216483 号「POWERGENERATINGSYSTEMUTILIZINGBUOYANCY」专利案当中。
[0006]然而,该现有浮力动能装置9运作时,需额外耗费能量致动该气泡供应器95,以产生并将气泡注入各该桶子921,方可驱使该运送装置92藉浮力而持续转动,进而连动该发电机94产生电能;再者,该现有浮力动能装置9仅能借助该数个桶子921中不到半数的桶子921所共同产生的总浮力来带动该运送装置92转动,且各该桶子921的容积相当有限,以致总浮力值难以提升,使得该运送装置92具有转动效率不佳的问题。
[0007]另,该现有浮力动能装置9的构件繁多,不仅制造、组装、保养等成本高,其运作时,该运送装置92与该转轴93之间因此链条与齿轮的结构在水中相互连动,而该些机械构件之间都是高摩擦力的接触,若无足够的润滑将难以顺畅运作,加上在水中运转更会导致润滑不易及增加啮合阻力等因素,均提高了该现有浮力动能装置9运作时的阻力。又,各该桶子921被运送至超出水面而欲再度沉入水中时,不仅各该桶子921本身入水时会形成一阻力;各该桶子921入水后,在水液逐渐装满各该桶子921前,各该桶子921内部的剩余空气将产生浮力,进一步地形成该运送装置92运转时的另一阻力。因此,在前述的各项原因影响下,该现有浮力动能装置9不仅耗能,更须以不大的总浮力值带动高阻力的机械结构运作,致使该现有浮力动能装置9具有动能产生效率不佳的问题。
[0008]除此的外,美国公告第4363212号「BU0YANCYPRMEM0VER」、第4498294号「BU0YANCYPRMEMOVERWITHPRESSURECONTROLMEANS」、第 6305165 号「METHODSANDAPPARATUSFORACQUIRINGFREEENERGYUSINGBUOYANCYTECHNOLOGY」、中国台湾公开第 200408766 号「浮力动能机」、第200632212号「重力浮力循环作动的水力发电装置」、第200714801号「永续动力能量生成机」、第201217638号「浮力发电系统及其气浮装置、传动装置」、第201319385号「简易型水下发电装置」、中国公开第1508423号「浮力动能机」、第101201040号「循环气囊浮力动力装置」、公告第102112740号「动力发生装置」、第102374108号「浮力、重力循环发电法」、第102852706号「浮力型动力机」、第103291533号「浮力发动机」、第103511174号「地心引力与液体浮力发电装置」、第103511209号「密度差发动机」、日本公开第56-113066号、特开2007-132214、特开2013-113293号等专利案,均为可利用浮力产生动能的其他现有浮力动能装置,而该些现有的浮力动能装置大致上也都具有上述构件繁多、动能产生效率不佳等冋题。
[0009]基于上述原因,现有的浮力动能装置实有加以改善的必要。
【实用新型内容】
[0010]本实用新型的目的是提供一种浮力动能装置,可提升总浮力值并降低运作时的阻力,使该浮力动能装置能顺畅运转以提升产生动能的效率。
[0011]本实用新型的次一目的是提供一种浮力动能装置,其结构简易,有助降低制造、组装、保养的成本。
[0012]为达到前述目的,本实用新型所运用的技术内容包含有:
[0013]一种浮力动能装置,包含:一个基座,具有一个液槽;一个转体,具有一个旋转本体及一个轴部,该轴部结合该旋转本体及该液槽,该旋转本体由该轴部的一旋转轴线为中心可旋转地设于该液槽中;至少一个浮子,可伸缩地设于该旋转本体;及一个伸缩控制模块,设于该液槽,以于该旋转本体旋转时控制该至少一个浮子相对于该旋转本体伸缩。
[0014]其中,该液槽是用以容装液体,该旋转本体的内部呈中空以容装物质,该物质的密度小于该液槽中的液体的密度,以于该液体中产生足以使该旋转本体悬浮的浮力,或是该旋转本体的密度小于该液槽中的液体的密度,以于该液体中产生足以使该旋转本体悬浮的浮力。
[0015]其中,该转体的轴部可以连接一个定速装置。
[0016]其中,该至少一个浮子是可伸缩地设于该旋转本体的外表面。又,该旋转本体的外表面包含二个相对的端面及一个环周面,该环周面连接该二个端面,该至少一个浮子是可伸缩地设于该旋转本体的环周面,以于该旋转本体的径向上产生伸缩位移。
[0017]其中,该基座另具有二个轴固部,该二个轴固部分别设于该液槽的二个相对外侧表面并同轴相对;该转体的轴部为二个转轴,该二个转轴分别具有一个轴孔,该二个转轴分别由一端设于该旋转本体的二个端面,该二个转轴分别由另一端穿伸通过该液槽并连接至该二个轴固部,以由该二个轴孔连通该旋转本体的内部与该液槽的外部。
[0018]其中,该伸缩控制模块可以包含一个牵引轨道及对应于浮子数量的滑轮组,该对应于浮子数量的滑轮组设于该旋转本体并连接对应的浮子;该牵引轨道设于该液槽,该牵引轨道导引该对应于浮子数量的滑轮组动作,以控制对应的浮子伸缩。
[0019]其中,该牵引轨道具有一抵接面,该抵接面朝向该旋转本体的环周面。
[0020]其中,该牵引轨道顺着该转体的旋转方向具有相连接的一个位移控制段及一个维持段,在该位移控制段中,该抵接面至该转体轴心的直线距离是由一端朝连接该维持段处递减。又,在该维持段中,该抵接面与该旋转本体的环周面呈同心弧。
[0021]其中,一条伸缩终点界线与水平线之间具有45度的夹角,且该伸缩终点界线通过该旋转本体的轴心及该牵引轨道的维持段;该旋转本体的上半部由该伸缩终点界线通过处形成一最大液面高度,通过该旋转本体的轴心的水平线则形成一最小液面高度,该液槽的液面高度位于该最大液面高度与该最小液面高度之间。
[0022]其中,该至少一个浮子包含一个第一浮子,该旋转本体的环周面设有一个第一槽口,该第一浮子具有一个壳罩及一个隔离件,该壳罩的一端呈开放状,该壳罩设于该第一槽口且由开口端朝向该旋转本体的内部,该壳罩由该隔离件与该旋转本体相连接以密封该第一槽口。
[0023]或者,该至少一浮子可以另包含一个第二浮子,该第一浮子及第二浮子在该旋转本体的径向上相对,该旋转本体的环周面另设有一个第二槽口,该第二浮子具有一个壳罩,该第二浮子的壳罩的一端呈开放状,该第二浮子的壳罩设于该第二槽口且由开口端朝向该旋转本体的内部;该第二浮子另具有一个隔离件,该第二浮子的壳罩由该隔离件与该旋转本体相连接以密封该第二槽口。
[0024]其中,该第一浮子及第二浮子的相对内侧可以由一个连动模块相连接,该连动模块包含二个固定件及一个连接杆,该二个固定件分别结合于该第一浮子及第二浮子的壳罩内侧,该连接杆的二端分别与该二个固定件相结合。
[0025]其中,该旋转本体的环周面可以另设有一个第三槽口及一个第四槽口,该至少一浮子另包含一个第三浮子及一个第四浮子,该第三浮子及第四浮子在该旋转本体的径向上相对,且该第三浮子及第四浮子皆位于该第一浮子和第二浮子之间,该第三浮子具有一个壳罩,该第三浮子的壳罩的一端呈开放状,该第三浮子的壳罩设于该第三槽口且由开口端朝向该旋转本体的内部;该第三浮子另包含一个隔离件,该第三浮子的壳罩由该隔离件与该旋转本体相连接以密封该第三槽口 ;该第四浮子具有一个壳罩,该第四浮子的壳罩的一端呈开放状,该第四浮子的壳罩设于该第四槽口且由开口端朝向该旋转本体的内部;该第四浮子另包含一个隔离件,该第四浮子的壳罩由该隔离件与该旋转本体相连接以密封该第四槽口。
[0026]其中,该第三浮子及第四浮子的相对内侧可以由一个连动模块相连接,该连动模块包含二个固定件及一个连接杆,该二个固定件分别结合于该第三浮子及第四浮子的壳罩内侧,该连接杆的二端分别与该二个固定件相结合。
[0027]其中,该滑轮组可以具有一个第一滑轮单元、一个定位组件及一个枢转组件,该第一滑轮单元设于对应的浮子的壳罩的外端面,该定位组件连接该旋转本体并设有一个第二滑轮单元,该枢转组件连接该旋转本体,一连动绳绕经该第一滑轮单元及该第二滑轮单元并连接该枢转组件,该枢转组件接触该牵引轨道时产生枢转,进而拉动该连动绳以控制该浮子伸缩。
[0028]其中,该壳罩可以在顺着该转体的旋转方向之前端设有一个破水部,该破水部的端缘中央呈凸出的锥角状,并由中央向两侧延伸连接该壳罩的侧端。
[0029]其中,该转体可以另包含数个外导轨,该数个外导轨分别设于该旋转本体的二端面,该浮子的壳罩的外端面二侧凸设有数个限位件,该数个限位件分别可移动地设于对应的外导轨中。又,该定位组件可以由一个定位架的二端固接于相对的外导轨,使该定位架横跨该旋转本体的环周面。该定位架较佳连接于该二外导轨的自由端。又,设于同一端面的数个外导轨的背侧另可以于邻近自由端处由一个环件连接。
[0030]其中,该第二滑轮单元设于该定位架,该第二滑轮单元可以沿着该旋转本体的径向与该第一滑轮单元相对位。
[0031]其中,该定位组件另可以设有一个第三滑轮单元,用以接引通过该第二滑轮单元的连动绳,将该连动绳转向及导引至该浮子的侧端。
[0032]其中,该枢转组件可以具有一个摇臂及一个第四滑轮单元,该摇臂枢设于该旋转本体的环周面,该第四滑轮单元设于该摇臂,该连动绳依序绕经该第一滑轮单元、该第二滑轮单元、该第三滑轮单元及该第四滑轮单元并固接至该转体。
[0033]其中,该枢转组件可以具有一个滚动件,该滚动件可转动地设于该摇臂的自由端,以由该滚动件于该牵引轨道上产生位移。
[0034]或者,该枢转组件可以具有一个枢转架、一个摇臂及一个滚动件,该枢转架枢设于该旋转本体的环周面,该连动绳依序绕经该第一滑轮单元及该第二滑轮单元并固接至该枢转架,该摇臂固接该枢转架,该滚动件可转动地设于该摇臂的自由端,以由该滚动件于该牵引轨道上产生位移。
[0035]其中,该隔离件可以由具有弹性的防渗材料制成,该隔离件的一端结合于该旋转本体的环周面,另一端结合于对应的壳罩的外侧表面。
[0036]其中,该壳罩的外端面可以呈弧状,且弧度同于该旋转本体的环周面的弧度,该壳罩相对于该旋转本体的环周面呈最大缩入量时,该壳罩的外端面与该旋转本体的环周面形成连续的弧面。
[0037]本实用新型另提供一种由该浮力动能装置产生动能的方法,其是使该液槽中容装有液体,令该旋转本体产生一预浮力,并控制该浮子相对于该旋转本体伸缩作动,使该旋转本体的局部浮力产生变化,令该旋转本体失衡而以该旋转轴线为中心转动;其中,该浮子在随该旋转本体以该旋转轴线为中心旋转一周的同时也相对于该旋转本体完成一次的伸缩循环,该一次的伸缩循环分成四个行程,该四个行程分别为一个浮子内隐行程、一个浮子渐伸行程、一个浮子全露行程及一个浮子渐缩行程;该液槽中的空间划分为四个区块,该四个区块依该转体的旋转方向依序为一个浮子内隐区、一个浮子渐伸区、一个浮子全露区及一个浮子渐缩区;该浮子的浮子内隐行程是对位于该浮子内隐区中,并维持该浮子呈现达最大缩入量的型态;该浮子受旋转中的该旋转本体带动以由该浮子内隐区进入该浮子渐伸区时,该浮子将进入该浮子渐伸行程,并在该浮子渐伸区中逐渐增加其伸出量,直至进入该浮子全露区时呈现达最大伸出量的型态;该浮子的浮子全露行程是对位于该浮子全露区中,并维持该浮子呈现达最大伸出量的型态以驱使该旋转本体转动;该浮子受旋转中的该旋转本体带动以由该浮子全露区进入该浮子渐缩区时,该浮子将进入该浮子渐缩行程,并在该浮子渐缩区中逐渐减少其伸出量,直至进入该浮子内隐区时再度进入该浮子内隐行程以呈现达最大缩入量的型态。
[0038]其中,该浮子渐伸区位于液面下,该浮子渐缩区位于液面上。
[0039]其中,该浮子渐伸区可以位于通过该旋转本体的轴心的铅垂线与水平线之间。
[0040]该浮子内隐区及该浮子全露区在该旋转本体的径向上可以呈对角设置,该浮子渐伸区及该浮子渐缩区在该旋转本体的径向上可以呈对角设置。又,该浮子的浮子内隐行程、浮子渐伸行程、浮子全露行程及浮子渐缩行程在该旋转本体的径向上可以呈等角分布。
[0041]其中,该至少一个浮子可以包含一个第一浮子及一个第二浮子,该第二浮子在该旋转本体的径向上与该第一浮子相对;该第一浮子或第二浮子的其中一个浮子进入该浮子内隐行程时,另一个浮子进入该浮子全露行程;该第一浮子或第二浮子的其中一个浮子进入该浮子渐伸行程时,另一个浮子进入该浮子渐缩行程。
[0042]其中,该浮子在该浮子渐伸行程、浮子全露行程及浮子渐缩行程中的伸出量形成一个弧形路径。又,该浮子在该浮子渐伸行程中,其伸出量随该旋转本体相对于该旋转轴线旋转以形成一个曲率半径递增的弧形路径;该浮子在该浮子全露行程中,其伸出量随该旋转本体相对于该旋转轴线旋转以形成一个等曲率半径的弧形路径;该浮子在该浮子渐缩行程中,其伸出量随该旋转本体的旋转以形成一个曲率半径递减的弧形路径。
[0043]据此,本实用新型的浮力动能装置,可提升总浮力值并降低运作时的阻力,使该浮力动能装置能顺畅运转以提升产生动能的效率;此外,
该浮力动能装置的结构简易,有助降低制造、组装、保养的成本。
【附图说明】
[0044]图1:一种现有的浮力动能装置的实施不意图。
[0045]图2:本实用新型第一实施例的局部剖视立体分解示意图。
[0046]图3:本实用新型第一实施例的侧剖结构示意图。
[0047]图4:本实用新型第一实施例的浮子局部立体分解图。
[0048]图5:本实用新型的浮子伸出且隔离件未受拉伸时的示意图。
[0049]图6:本实用新型的浮子缩入且隔离件受拉伸时的示意图。
[0050]图7:本实用新型的转体以顺时针方向旋转时的浮子伸出量示意图。
[0051]图8:本实用新型第一实施例具有单一个浮子的第一运作状态示意图。
[0052]图9:本实用新型第一实施例具有单一个浮子的第二运作状态示意图。
[0053]图10:本实用新型第一实施例具有单一个浮子的第三运作状态示意图。
[0054]图11:本实用新型第一实施例具有单一个浮子的第四运作状态示意图。
[0055]图12:本实用新型第一实施例具有三个浮子的第一运作状态示意图。
[0056]图13:本实用新型第一实施例具有三个浮子的第二运作状态示意图。
[0057]图14:本实用新型第一实施例具有三个浮子的第三运作状态示意图。
[0058]图15:本实用新型第二实施例的局部立体分解图。
[0059]图16:本实用新型第二实施例具有二个浮子的第一运作状态示意图。
[0060]图17:本实用新型第二实施例的浮子受二个导轨导引伸缩时的示意图。
[0061]图18:本实用新型第二实施例具有二个浮子的第二运作状态示意图。
[0062]图19:本实用新型第二实施例具有二个浮子的第三运作状态示意图。
[0063]图20:本实用新型第二实施例具有二个浮子的第四运作状态示意图。
[0064]图21:本实用新型第三实施例具有二个浮子的第一运作状态示意图。
[0065]图22:本实用新型第四实施例具有四个浮子的第一运作状态示意图。
[0066]图23:本实用新型第四实施例具有四个浮子的第二运作状态示意图。
[0067]图24:本实用新型第五实施例具有四个浮子的运作状态示意图。
[0068]图25:本实用新型的转体以逆时针方向旋转时的浮子伸出量示意图。
[0069]图26:本实用新型第六实施例具有四个浮子的运作状态示意图。
[0070]图27:本实用新型第六实施例的局部立体结构示意图。
[0071]图28:本实用新型省略辅助定位组件时的局部立体结构示意图。
[0072]图29:本实用新型第六实施例滚动件进入牵引轨道的位移控制段前的运作状态示意图。
[0073]图30:本实用新型第六实施例滚动件进入牵引轨道的位移控制段后运作状态示意图。
[0074]图31:本实用新型第六实施例滚动件进入牵引轨道的维持段后的运作状态示意图。
[0075]图32:本实用新型第七实施例具有四个浮子的运作状态示意图。
[0076]图33:本实用新型第七实施例的局部立体结构示意图。
[0077]图34:本实用新型第七实施例摇臂接触牵引轨道前的运作状态示意图。
[0078]图35:本实用新型第七实施例摇臂接触牵引轨道时的运作状态示意图。
[0079]图36:本实用新型第七实施例滚动件进入牵引轨道的位移控制段后的运作状态示意图。
[0080]图37:本实用新型第七实施例滚动件进入牵引轨道的维持段时的运作状态示意图。
[0081]图38:本实用新型第七实施例的转体以逆时针方向旋转时的浮子伸出量示意图。
[0082]〔本实用新型〕
[0083]I基座11 液槽
[0084]111 支撑体12 轴固部
[0085]2转体21 旋转本体
[0086]21a 端面21b 环周面
[0087]211槽口211a 第一槽口
[0088]211b 第二槽口211c 第三槽口
[0089]211d 第四槽口22 轴部
[0090]22a 转轴22b 转轴
[0091]221轴孔23 外导轨
[0092]24环件
[0093]3浮子3a、3p第一浮子
[0094]3b、3c、3q第二浮子3r 第三浮子
[0095]3s第四浮子31 壳罩
[0096]311破水部32隔离件
[0097]33导引件331滚动件
[0098]34限位件35连动模块
[0099]351固定件352连接杆
[0100]4伸缩控制模块41控制导件
[0101]411定位件412第一维持段
[0102]413第一位移控制段414第二维持段
[0103]415第二位移控制段42平衡组件
[0104]42a第一平衡组件42b第二平衡组件
[0105]421第一支撑座4211轴套
[0106]422第二支撑座4221轴杆
[0107]423弹性复位件
[0108]5伸缩控制模块51座架
[0109]52导轨52a始端
[0110]52b末端521位移控制段
[0111]522维持段53通道
[0112]6伸缩控制模块61压板
[0113]61a始端61b末端
[0114]611位移控制段612维持段
[0115]62定位件
[0116]7伸缩控制模块71牵引轨道
[0117]71a始端71b末端
[0118]711抵接面712位移控制段
[0119]713维持段72滑轮组
[0120]721第一滑轮单元722定位组件
[0121]7221定位架7222第二滑轮单元
[0122]723枢转组件7231枢转架
[0123]7232摇臂7233滚动件
[0124]724辅助定位组件7241辅助定位架
[0125]7242张紧轮73座架
[0126]8伸缩控制模块81牵引轨道
[0127]81a始端81b末端
[0128]811抵接面812位移控制段
[0129]813维持段82滑轮组
[0130]821第一滑轮单元822定位组件
[0131]8221定位架8222第二滑轮单元
[0132]8223第三滑轮单元823枢转组件
[0133]8231摇臂8232第四滑轮单元
[0134]8233滚动件
[0135]F液面Fl最大液面高度
[0136]F2最小液面高度F3中点液面高度
[0137]L1、L1’、L1”伸缩终点界线L2、L2’、L2”伸缩始点界线
[0138]L3伸缩终点界线L4伸缩始点界线
[0139]P1、P2、P3、P4连接点R连动绳
[0140]V铅垂线Zl浮子内隐区
[0141]Z2浮子渐伸区Z3浮子全露区
[0142]Z4浮子渐缩区
[0143]〔现有〕
[0144]9浮力动能装置91塔体
[0145]92运送装置921桶子
[0146]93转轴94发电机
[0147]95气泡供应器。
【具体实施方式】
[0148]为让本实用新型的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂,下文特举本实用新型的较佳实施例,并配合所附图式,作详细说明如下:
[0149]请参照图2,其是本实用新型浮力动能装置的第一实施例。该浮力动能装置大致上包含一个基座1、一个转体2、至少一个浮子3及一个伸缩控制模块4 ;该转体2是可旋转地设于该基座1,该至少一个浮子3可伸缩地设于该转体2,该伸缩控制模块4设于该基座1,以控制该至少一个浮子3相对于该转体2的伸缩。在本实用新型的第一实施例中,该至少一个浮子3的数量可选择为单一个,并以「第一浮子3a」表示。
[0150]该基座I是用以容装可流动的工作介质,该工作介质可选择为液体,并供该转体2及伸缩控制模块4等构件组装定位。更详言之,该基座I包含一个可容装有液体的液槽11及二个轴固部12,该二个轴固部12分别设于该液槽11的二个相对外侧表面,并呈同轴相对;在本实施例中,各该轴固部12可以为一个具有轴承的板片,且可选择在该液槽11的二个相对内侧表面分别设一个支撑体111,以供各该轴固部12从该液槽11的外侧表面组装定位至对应的支撑体111。其中,该液槽11与该二个轴固部12之间可设有如防漏垫片(图未绘示)等防止液体渗漏的构件,使该液槽11的侧端能供该转体2的局部贯穿但仍可维持不渗漏液体。
[0151]请参照图2、3,该转体2是可旋转地设于该基座I。更详言之,该转体2包含一个旋转本体21及一个轴部22,该旋转本体21的内部可呈中空以容装物质,且该物质的密度小于该液槽11中所容装的液体的密度,该物质可以是气体或固体(例如:保丽龙、低密度木材);或者,该旋转本体21也可以直接选择由低密度固体所制成,并使该旋转本体21在该液槽11所容装的液体中能产生足以使该旋转本体悬浮的浮力为原则。在本实施例中,该旋转本体21可选择为一内部呈中空的圆柱形壳体,使该旋转本体21的内部可直接容装最便于取得的空气以降低成本。该旋转本体21的外表面包含二个相对的端面21a及一个环周面21b,该环周面21b连接该二个端面21a,该环周面21b设有对应于该浮子3数量的槽口 211,例如本实施例中仅设有一个第一浮子3,故该环周面21b仅设有一个第一槽口 211a。
[0152]该转体2的轴部22凸伸于该旋转本体21的二个端面21a,以连接该基座I的二个轴固部12,使该旋转本体21能容置于该液槽11中,并以该轴部22的一旋转轴线为中心在该液槽11中转动。在本实施例中,该轴部22可以为二个转轴22a、22b,该二个转轴22a、22b的内部分别具有呈轴向贯穿的一个轴孔221,该二个转轴22a、22b同轴相对,且该二个转轴22a,22b分别由一端设于该旋转本体21的二个端面21a,该二个转轴22a、22b分别由另一端穿伸通过该液槽11并连接至该二个轴固部12,以由该二轴孔221连通该旋转本体21的内部与该液槽11的外部。据此,该转体2的旋转本体21可在该液槽11中相对于该基座I产生旋转,并藉此维持该旋转本体21的内部空间呈现空旷以便其他构件的设置,从而减少各构件在空间配置上的限制;同时还能减轻该转体2的整体重量,有助提升组装时的便利性。另,该轴部22也可以是单一个贯穿该旋转本体21的转轴,并使该旋转本体21在该液槽11中相对于该基座I产生旋转,此乃本领域中具有通常知识者可以理解及依使用需求而予以变化,本实用新型并不加以限制。该转体2还可以设有数个外导轨23,该数个外导轨23分别设于该旋转本体21的二个端面21a,以导引该第一浮子3a的伸缩作动。
[0153]该第一浮子3a是可伸缩地设于该旋转本体2 ;在如图2、3所示的实施例中,该第一浮子3a可选择设在该旋转本体21的环周面21b,以于该旋转本体21的径向上产生伸缩位移。更详言之,请同时参照图3、4,该第一浮子3a具有一个壳罩31及一个隔离件32,该壳罩31的内部具有预设容积的空间,该壳罩31的一端呈开放状;该壳罩31设于该旋转本体21的第一槽口 211a,该壳罩31的开口端朝向该旋转本体21的内部,且该壳罩31由该隔离件32与该旋转本体21相连接,藉以确保该旋转本体21的内部空间与该液槽11内的液体隔离而无法相连通。
[0154]在本实施例中,该隔离件32可以由具有弹性的防渗材料制成,并选择将该隔离件32的一端结合于该旋转本体21的环周面21b,另一端结合于该壳罩31的外侧表面,使该液槽11中的液体不会渗漏流入该壳罩31与该旋转本体21的内部;又,该隔离件32与该旋转本体21之间因此结合后无间隙的方式予以结合,例如胶合,且胶合后还可另搭配数个锁固件(图未绘示)锁合,以提升结合的稳固性。据此,请参照图5,当该第一浮子3a相对于该旋转本体21的环周面21b呈现未缩入状态(或产生伸出运动)时,该隔离件32是呈现无拉伸状态(或逐渐回复至无拉伸状态);相对地,请参照图6,当该第一浮子3a相对于该旋转本体21的环周面21b产生缩入运动时,该隔离件32可持续被拉伸而产生弹性变形,如此一来,该第一浮子3a可借助该隔离件32增加该壳罩31相对于该旋转本体21伸缩的幅度。
[0155]请再参照图3、4,该壳罩31的外端面可设为弧状,且较佳使弧度同于该旋转本体21的环周面21b的弧度,使该壳罩31缩入该旋转本体21内部时,该壳罩31的外表面可与该旋转本体21的环周面21b形成连续的弧面,以减少进入液体时的阻力;又,该壳罩31还可以在顺着该转体2的旋转方向之前端设有一个破水部311,该破水部311的端缘中央呈凸出的锥角状,并由中央向两侧延伸连接该壳罩31的侧端,以减少第一浮子3a上浮时的阻力并增加速度。此外,该第一浮子3a另于该壳罩31的外端面设有一个导引件33及数个限位件34,该导引件33可选择设于该壳罩31的外端面中央,该导引件33的长度较佳为可调整的;该导引件33的自由端可设有一个滚动件331,使该导引件33接触该伸缩控制模块4时,可由该滚动件331平顺且连续地在该伸缩控制模块4上产生位移。该数个限位件34可选择设于邻近该壳罩31的外端面二侧,以分别限位于对应的外导轨23中,限制该壳罩31仅能以该外导轨23的导引方向产生位移。
[0156]请参照图2、3、4,该伸缩控制模块4设于该基座I的液槽11中,以于该旋转本体21旋转时控制该第一浮子3a相对于该旋转本体21伸缩。在本实施例中,该伸缩控制模块4包含一个控制导件41及一个第一平衡组件42a,该控制导件41设于该液槽11的内壁,该第一平衡组件42a设于该旋转本体21的内部以致动该第一浮子3a,以由该第一平衡组件42a平衡该第一浮子3a内、外二端的受力,使该第一浮子3a能维持接触该控制导件41。
[0157]更详言之,该控制导件41为一个概呈环状的导引件,该控制导件41设有数个定位件411,该数个定位件411固接于该液槽11的内壁,使该控制导件41容置于该液槽11中并环绕在该旋转本体21的外部;其中,为提升组装时的便利性,该控制导件41可由数个概呈弧形的板体相接构成,该数个板体的长度可以相同或不同,为本领域中具有通常知识者可依使用需求而予以调整,本实用新型并不加以限制。
[0158]该控制导件41可分为依序相连的一个第一维持段412、一个第一位移控制段413、一个第二维持段414及一个第二位移控制段415,且该第二位移控制段415又连接该第一维持段412,使
该控制导件41具有连续的封闭环状内表面。其中,该第一维持段412及第二维持段414的内表面分别与该旋转本体21的环周面21b呈同心弧,且该第一维持段412的曲率半径小于该第二维持段414的曲率半径;该第一位移控制段413的内表面至该旋转本体21轴心的直线距离是由连接该第一维持段412处至连接该第二维持段414处递增;该第二位移控制段415的内表面至该旋转本体21轴心的直线距离则是由连接该第二维持段414处至连接该第一维持段412处递减。
[0159]该第一维持段412及第二位移控制段415的交接处具有一个连接点Pl,该第一位移控制段413及第二维持段414的交接处具有一个连接点P2,该连接点Pl至该旋转本体21的轴心及该旋转本体21的轴心至该连接点P2的直线距离形成一条伸缩终点界线LI,该连接点Pl及连接点P2较佳在该旋转本体21的径向上相对,使该伸缩终点界线LI呈一直线。另,该第一维持段412及第一位移控制段413的交接处具有一个连接点P3,该第二维持段414及第二位移控制段415的交接处具有一个连接点P4,该连接点P3至该旋转本体21的轴心及该旋转本体21的轴心至该连接点P4的直线距离形成一条伸缩始点界线L2,该连接点P3及连接点P4较佳在该旋转本体21的径向上相对,使该伸缩始点界线L2呈一直线,且该伸缩终点界线LI与伸缩始点界线L2可呈正交。
[0160]请参照图3、4,该第一平衡组件42a包含一个第一支撑座421、一个第二支撑座422及一个弹性复位件423,该第一支撑座421结合于该旋转本体21的内壁,该第二支撑座422结合于该第一浮子3a的壳罩31内壁,且该第二支撑座422可相对于该第一支撑座421产生该旋转本体21径向上的往复位移;例如,在该第一支撑座421设有一个轴套4211,在该第二支撑座422设有一个轴杆4221,使该轴杆4221可位移地穿伸于该轴套4211中,或者也可以相反设置,将轴杆设于该第一支撑座421,轴套设于该第二支撑座422。
[0161]该弹性复位件423是具有弹性变形能力的构件(例如:弹簧或弹片),该弹性复位件423的二端分别抵接该第一支撑座421及该第二支撑座422,以平衡该第一浮子3a内、外二端的受力。即,当该第一浮子3a受该控制导件41推压时,该弹性复位件423可推抵该第二支撑座422,使该浮子3维持接触该控制导件41 ;或者,当该第一浮子3a受该控制导件41拉引时,该弹性复位件423也拉引该第二支撑座422,使该第一浮子3a维持接触该控制导件41。在本实施例中,该弹性复位件423可选择为一压缩弹簧,并套设在该轴套4211外,以藉该轴套4211维持该弹性复位件423仅产生轴向变形。此外,在其他实施例中,该第一平衡组件42a也可以是包含电控或油、气压缸的组件,同样能致动该第一浮子3a。
[0162]请参照图3、7,图7是该转体2以顺时针方向旋转时的浮子伸出量示意图,图7中的斜线区段表示该第一浮子3a在该液槽11中各处的伸出量。该浮力动能装置运作时,该第一浮子3a在随该旋转本体21旋转一周的同时也相对于该旋转本体21的环周面21b完成一次的伸缩循环,且该一次的伸缩循环可分成四个行程,该四个行程分别为一个浮子内隐行程、一个浮子渐伸行程、一个浮子全露行程及一个浮子渐缩行程;该第一浮子3a的浮子内隐行程是维持呈现达最大缩入量(即其伸出量为最小)的型态,该第一浮子3a的浮子渐伸行程是逐渐增加其伸出量,该第一浮子3a的浮子全露行程是维持呈现达最大伸出量的型态,该第一浮子3a的浮子渐缩行程则逐渐减少其伸出量,并在回到该浮子内隐行程时呈现达最大缩入量的型态。
[0163]该伸缩终点界线LI及伸缩始点界线L2将该液槽11中的空间划分为四个区块,由该伸缩终点界线LI为起始,依该转体2的旋转方向依序为一个浮子内隐区Z1、一个浮子渐伸区Z2、一个浮子全露区Z3及一个浮子渐缩区Z4 ; S卩,该浮子内隐区Z1、浮子渐伸区Z2、浮子全露区Z3及浮子渐缩区TA分别对应于该控制导件41的第一维持段412、第一位移控制段413、第二维持段414及第二位移控制段415,使该第一浮子3a能分别进行该浮子内隐行程、浮子渐伸行程、浮子全露行程及浮子渐缩行程。又,该液槽11中所容装的液体,其液面F高度较佳位于该旋转本体21的上半部由该伸缩终点界线LI通过处(图7中的C点),使该浮子渐伸区Z2位于液面F下,该浮子渐缩区TA位于液面F上,据以确保该第一浮子3a进入该浮子渐缩区Z4时,能在空气中以几乎不受液体阻力影响地顺畅缩入该旋转本体21的内部,并以呈现达最大缩入量的型态进入液体中,同样能减少该第一浮子3a受液体阻力影响而在进入液体的瞬间形成该旋转本体21旋转的阻力,有助提升整体浮力动能装置产生动能的效率。
[0164]据此,该第一浮子3a的浮子内隐行程是对位于该浮子内隐区Zl中,并维持呈现达最大缩入量(即其伸出量为最小)的型态;该第一浮子3a受旋转中的该旋转本体21带动以由该浮子内隐区Zl进入该浮子渐伸区Z2时,该第一浮子3a将进入该浮子渐伸行程,并在该浮子渐伸区Z2中逐渐增加其伸出量,直至进入该浮子全露区Z3时呈现达最大伸出量的型态;该第一浮子3a在该浮子全露区Z3中进行浮子全露行程,并维持呈现达最大伸出量的型态以驱使该旋转本体21转动;该第一浮子3a受旋转中的该旋转本体21带动以由该浮子全露区Z3进入该浮子渐缩区TA时,该第一浮子3a即进入该浮子渐缩行程,并在该浮子渐缩区TA中逐渐减少其伸出量,直至进入该浮子内隐区Zl时再度进入该浮子内隐行程以呈现达最大缩入量的型态。
[0165]因此,本实用新型可使该第一浮子3a在该浮子渐伸行程、浮子全露行程及浮子渐缩行程中的伸出量形成一个弧形路径,并据此弧形路径,有效降低该旋转本体21旋转时的阻力,以维持该旋转本体21顺畅旋转。在本实施例中,该第一浮子3a在该浮子渐伸行程中,其伸出量随该旋转本体21的旋转以形成一个曲率半径递增的弧形路径;该第一浮子3a在该浮子全露行程中,其伸出量随该旋转本体21的旋转以形成一个等曲率半径的弧形路径;该第一浮子3a在该浮子渐缩行程中,其伸出量随该旋转本体21的旋转以形成一个曲率半径递减的弧形路径。
[0166]请参照图3,本实用新型第一实施例的浮力动能装置,在该液槽11中尚未注入足量液体的其中一状态下,可将该第一浮子3a设定位于该浮子全露区Z3中,该第一浮子3a由该第一平衡组件42a推抵该壳罩31,使该第一浮子3a的导引件33的滚动件331维持接触该控制导件41的第二维持段414,以呈现达最大伸出量的型态。
[0167]请参照图8,当该液槽11中被注入足量的液体时,该旋转本体21可在液体中产生相当大的预浮力;同时,位于该浮子全露区Z3中且为浮子全露行程以呈现达最大伸出量的第一浮子3a,将因其壳罩31内部的空间具有空气,且空气密度低于该液槽11中的液体,因此能额外地局部增加该旋转本体21的浮力,使该旋转本体21失衡而开始转动。
[0168]请参照图9,该第一浮子3a随着该旋转本体21的转动而移至通过该第二维持段414与第二位移控制段415的交接处(即该连接点P4的位置)后,该控制导件41开始由该第二位移控制段415对该第一浮子3a提供推力,使该第一浮子3a进入该浮子渐缩行程,以逐渐减少其伸出量而缩入该旋转本体21的内部。又,该旋转本体21持续转动,使该第一浮子3a在进入该浮子渐缩区Z4时可脱离液面F,并持续进行缩入该旋转本体21内部的动作;其中,该第一浮子3a的破水部311可有助于减小该壳罩31在液体中移动时的阻力,使该第一浮子3a带动该旋转本体21旋转的顺畅度得以提升,并减少不必要的动能损失,有助提升该浮力动能装置的效能。
[0169]请参照图10,该第一浮子3a随着该旋转本体21的转动而持续被压缩以减少伸出量,直至该第一浮子3a移至该第二位移控制段415与第一维持段412的交接处(即该连接点Pl的位置)时,该第一浮子3a已被推入至达最大缩入量,以便由最小阻力的型态再进入液体中,及进入该浮子内隐区Zl中;此时,该控制导件41将停止推移该第一浮子3a,仅由该控制导件41的第一维持段412使该第一浮子3a维持呈现达最大缩入量的型态。
[0170]该第一浮子3a随着该旋转本体21的转动而移至通过该第一维持段412与第一位移控制段413的交接处(即该连接点P3的位置)后,该第一浮子3a由该第一平衡组件42a推抵该壳罩31,使该第一浮子3a的导引件33的滚动件331维持接触该控制导件41的第一位移控制段413,使该第一浮子3a进入该浮子渐伸行程,在该浮子渐伸区Z2中逐渐增加其伸出量而凸出该旋转本体21的外表面,从而逐渐增加浮力,形成带动该转体2旋转的助力。
[0171]最后,请参照图11,当该第一浮子3a随该旋转本体21的转动而移至通过该第一位移控制段413与第二维持段414的交接处(即该连接点P2的位置)后,该第一浮子3a可再度回到该浮子全露区Z3中,完成一次的伸缩循环。
[0172]简言之,本实用新型第一实施例的浮力动能装置,其第一浮子3a可借助该第一平衡组件42a维持接触该控制导件41,以依该控制导件41的第一维持段412、第一位移控制段413、第二维持段414及第二位移控制段415的导引,相对于该旋转本体21产生伸缩,从而在一次的伸缩循环中完成该浮子内隐行程、浮子渐伸行程、浮子全露行程及浮子渐缩行程,形成带动该转体2旋转的助力;据此,当该转体2的轴部22连接一个发电机或一个可由轴功直接驱动的装置时,本实用新型的浮力动能装置即可利用浮力产生动能,由该转体2的轴部22驱动该发电机发电,或直接驱动该由轴功驱动的装置运作,符合绿能环保的发展趋势。
[0173]值得一提的是,请参照图5,该第一浮子3a可借助该隔离件32增加该壳罩31相对于该旋转本体21伸缩的幅度,如图10所示,在该第一浮子3a进行浮子内隐行程时,使该第一浮子3a的壳罩31能缩入至与该旋转本体21的外表面形成连续的弧面,以减少进入液体时的阻力;以及,如图8所示,在该第一浮子3a进行浮子全露行程时,使该第一浮子3a的壳罩31能完全伸出该旋转本体21的外表面,甚至使该第一浮子3a的壳罩31底端脱离该旋转本体21的外表面而借助该隔离件32连接该旋转本体21,令该第一浮子3a所受到的浮力得以增加,有助提升该浮力动能装置的运作效率。另,当该浮力动能装置仅具有单一个第一浮子3a时,为增加且确保该浮力动能装置所产出的动能达到预期,可选择串联数个浮力动能装置,并使该数个浮力动能装置的第一浮子3a在一个投影平面上分布于不同的位置(即该数个浮力动能装置的第一浮子3a呈交错设置),使该数个浮力动能装置同时运作时,可接续产生旋转的助力,以提升各该浮力动能装置的运作效率。
[0174]在其他实施例中,也可以选择使该浮力动能装置同时具有数个浮子3,且不论是奇数或偶数个浮子3,均可接续对该旋转本体21提供转动的助力,以提升该浮力动能装置的运作效率;其中,该数个浮子3较佳呈等间距地设于该旋转本体21的环周面21b,以进一步地提升该旋转本体21旋转时的稳定性。
[0175]例如但不限制地,在如图12~14所示的实施例中,该浮力动能装置具有三个浮子3(一个第一浮子3a及二个第二浮子3b、3c表不),该环周面21b另设有二个第二槽口 211b,以供设置该二个第二浮子3b、3c ;该伸缩控制模块4另包含数个第二平衡组件42b,各该第二平衡组件42b设于该旋转本体21的内部以分别致动该二个第二浮子3b、3c维持接触该控制导件41,使该第一浮子3a及该二个第二浮子3b、3c可分别在随该旋转本体21旋转一周的同时也相对于该旋转本体21的环周面21b完成一次的伸缩循环。如此一来,以图12所示的状态为例,该第一浮子3a是位于该控制导件41的第一位移控制段413与第二维持段414的交接处(即该连接点P2的位置),故即将由该浮子渐伸行程进入该浮子全露行程(由该浮子渐伸区Z2进入该浮子全露区Z3);此时,该第一浮子3a是呈现达最大伸出量的型态,可对该转体2提供旋转的助力。同时,其中一个第二浮子3b是位于该浮子内隐区Zl中,以进行该浮子内隐行程,使该第二浮子3b维持达最大缩入量的型态,避免形成该转体2旋转的阻力;另一个第二浮子3c则位于该浮子渐缩区TA中,以进行该浮子渐缩行程,在空气中逐渐缩入该旋转本体21的内部;据此,该第一浮子3a可顺畅地带动该转体2旋转。
[0176]接下来,请参照图13,在该第一浮子3a离开该浮子全露区Z3而进入该浮子渐缩区Z4时,即由该第二浮子3b进入该浮子渐伸区Z2,且随即进入该浮子全露区Z3,以接替对该转体2提供旋转的助力。续请参照图14,在该第一浮子3a离开该浮子渐缩区TA而进入该浮子内隐区Zl时,则由该另一第二浮子3c进入该浮子渐伸区Z2,且随即进入该浮子全露区Z3,以接替对该转体2提供旋转的助力。因此,借助该第一浮子3a及该二个第二浮子3b、3c依序接替对该转体2提供旋转的助力,可使该转体2轻易克服各构件的摩擦力而维持顺畅转动,达到提升该浮力动能装置运作效率的效果。
[0177]值得一提的是,请参照图5、12,各该浮子3 (该第一浮子3a及第二浮子3b、3c)可借助设置该隔离件32而缩减各该壳罩31的长度,且在任一浮子3进行浮子全露行程时,该浮子3的壳罩31底端能脱离该旋转本体21的外表面而借助该隔离件32连接该旋转本体21,故该浮子3可产生该壳罩31加上该隔离件32延伸超出该旋转本体21外表面的总容积所对应的浮力;相对地,在任一浮子3进行浮子内隐行程时,即使该浮子3的壳罩31完全缩入该旋转本体21中也不至于占据太多空间,故各该平衡组件42的第二支撑座422的底部可相对不必太接近该旋转本体21的轴心,使各该第二支撑座422不致相互干涉,有助提升组装时的便利性。
[0178]请参照图15、16,其是本实用新型浮力动能装置的第二实施例,该浮力动能装置大致上包含一个基座1、一个转体2、二个浮子3及一个伸缩控制模块5 ;该第二实施例大致上同于前述的第一实施例,其差异主要在于:本实用新型第二实施例的浮子3数量选择为二个(分别以第一浮子3p及第二浮子3q表示),该第一浮子3p及第二浮子3q在该旋转本体21的径向上相对,且可相互连动以同步地相对于该旋转本体21产生径向位移;据此,该伸缩控制模块5的型态也可以不同于前述第一实施例的伸缩控制模块4 (如图2所示)。
[0179]更详言之,由于本实施例的浮力动能装置具有该第一浮子3p及第二浮子3q,因此该转体2的旋转本体21的二个端面21a均分别设有数个外导轨23,以分别导引对应的浮子3伸缩;又,设于同一端面21a的数个外导轨23的背侧,还可以在邻近自由端处由一个环件24连接,以提升该数个外导轨23的结构强度,减少各该外导轨23产生偏摆或晃动,有助提升导引各该浮子3伸缩的稳定性。
[0180]在如图15、16所示的实施例中,该浮力动能装置由一个连动模块35连接该第一浮子3p及第二浮子3q的壳罩31,以连动该第一浮子3p及第二浮子3q同步地相对于该旋转本体21产生径向位移。在本实施例中,该第一浮子3p及第二浮子3q的导引件
33可概呈T型;该连动模块35包含二个固定件351及一个连接杆352,该二个固定件351分别结合于该第一浮子3p及第二浮子3q的壳罩31内侧,该连接杆352的二端则分别与该二个固定件351相结合;该连接杆352较佳连接在该二个固定件351的中心位置,以均匀地连动该二个壳罩31 ο
[0181]请参照图16、17,该伸缩控制模块5与该旋转本体21局部的环周面21b相对,例如但不限制地,本实施例选择使该伸缩控制模块5大致上对位于该旋转本体21的下半部。其中,该伸缩控制模块5可包含一个座架51及二个导轨52,该座架51设于该液槽11的内壁;该二个导轨52概呈弧形,该二个导轨52结合于该座架51并维持相互平行地间隔设置,以于该二个导轨52之间形成一个通道53 ;据此,当该旋转本体21旋转以令该第一浮子3p或第二浮子3q的导引件33与该二个导轨52接触时,该呈T型的导引件33可穿伸于该通道53中,并由该导引件33的滚动件331抵接于该二个导轨52的外侧表面,以由该二个导轨52控制拉动该导引件33的行程,进而控制该第一浮子3p或第二浮子3q相对于该旋转本体21的环周面21b伸缩,及使该第一浮子3p及第二浮子3q同步地相对于该旋转本体21产生径向位移。
[0182]请参照图7、16,该浮力动能装置运作时,该第一浮子3p及第二浮子3q在分别随该旋转本体21旋转一周的同时也相对于该旋转本体21的环周面21b完成一次的伸缩循环,且该一次的伸缩循环可分成四个行程,该四个行程分别为一个浮子内隐行程、一个浮子渐伸行程、一个浮子全露行程及一个浮子渐缩行程。在本实施例中,该第一浮子3p或第二浮子3q的浮子内隐行程、浮子渐伸行程、浮子全露行程及浮子渐缩行程较佳在该旋转本体21的径向上呈等角分布,使该第一浮子3p的浮子内隐行程同时对应于该第二浮子3q的浮子全露行程,该第一浮子3p的浮子渐伸行程同时对应于该第二浮子3q的浮子渐缩行程,该第一浮子3p的浮子全露行程同时对应于该第二浮子3q的浮子内隐行程,该第一浮子3p的浮子渐缩行程同时对应于该第二浮子3q的浮子渐伸行程。
[0183]又,各该导轨52的二端分别为一个始端52a及一个末端52b,各该导轨52由该始端52a至该末端52b的延伸方向大致上同于该转体2的旋转方向,使该第一浮子3p及第二浮子3q可分别从该二个导轨52的始端52a进入该二个导轨52的设置范围,并由该二个导轨52的末端52b离开该二个导轨52的设置范围。各该导轨52顺着该转体2的旋转方向具有相连接的一个位移控制段521及一个维持段522,该位移控制段521的外侧表面至该转体2轴心的直线距离是由一端朝连接该维持段522处递增,该维持段522的外侧表面与该旋转本体21的环周面21b呈同心弧。
[0184]该位移控制段521及维持段522的连接处与该旋转本体21的轴心之间具有一条伸缩终点界线LI’,该伸缩终点界线LI’较佳与水平线之间具有约45度左右的夹角;另定义出一条伸缩始点界线L2’,该伸缩始点界线L2’通过该旋转本体21的轴心,并正交于该伸缩终点界线LI’。该伸缩终点界线LI’及伸缩始点界线L2’将该液槽11中的空间划分为四个区块,由该伸缩终点界线LI’为起始,依该转体2的旋转方向依序为一个浮子内隐区Z1、一个浮子渐伸区Z2、一个浮子全露区Z3及一个浮子渐缩区Z4,使得该浮子内隐区Zl及该浮子全露区Z3在该旋转本体21的径向上呈对角设置,该浮子渐伸区Z2及该浮子渐缩区Z4在该旋转本体21的径向上呈对角设置,使该第一浮子3p及第二浮子3q能分别进行该浮子内隐行程、浮子渐伸行程、浮子全露行程及浮子渐缩行程。
[0185]又,该液槽11中所容装的液体,其液面F高度较佳位于该旋转本体21的上半部由该伸缩终点界线LI’通过处(图16中的C’点),使该浮子渐伸区Z2位于液面F下,该浮子渐缩区Z4位于液面F上,据以确保该第一浮子3p或第二浮子3q进入该浮子渐缩区TA时,能在空气中以几乎不受液体阻力影响地顺畅缩入该旋转本体21的内部,并以呈现达最大缩入量的型态进入液体中,同样能减少该第一浮子3p或第二浮子3q受液体阻力影响而在进入液体的瞬间形成该旋转本体21旋转的阻力,有助提升整体浮力动能装置产生动能的效率。
[0186]请参照图16,本实用新型第二实施例的浮力动能装置,在该液槽11中尚未注入足量液体的其中一状态下,该第一浮子3p可位于该浮子全露区Z3中,该第一浮子3p由该导引件33的滚动件331维持接触该二个导轨52的维持段522,以呈现达最大伸出量的型态;同时,该第二浮子3q则位于该浮子内隐区Zl中,并呈现达最大缩入量的型态。直至该液槽11中被注入足量的液体时,该旋转本体21可在液体中产生相当大的预浮力,且位于该浮子全露区Z3中的该第一浮子3p,将因其壳罩31内部的空间,额外地局部增加该旋转本体21的浮力,使该旋转本体21失衡而开始转动,故该第一浮子3p的导引件33可在该浮子全露区Z3中,维持接触该二个导轨52的维持段522的外侧表面直至脱离该二个导轨52的末端52b ο
[0187]请参照图18,该第一浮子3p脱离该二个导轨52的维持段522后,相对应的第二浮子3q随即由其导引件33的滚动件331接触该二个导轨52的位移控制段521的外侧表面(即该第二浮子3q对位至该伸缩始点界线L2’时),以由该二个导轨52开始对该第二浮子3q提供拉力,使该第二浮子3q进入该浮子渐伸行程而逐渐从该旋转本体21的内部伸出,令该第一浮子3p及第二浮子3q相对于该旋转本体21产生径向位移,以同步连动该第一浮子3p进入该浮子渐缩行程而逐渐缩入该旋转本体21的内部。
[0188]此时,该浮力动能装置是由位于该浮子渐伸区Z2中以逐渐增加伸出量的该第二浮子3q增加浮力,以接替形成带动该旋转本体21旋转的助力。相对地,该第一浮子3p在通过该伸缩始点界线L2’后可浮出液面F,以于无液体阻力的环境下顺畅地受该第二浮子3q连动,而将该第一浮子3p的壳罩31逐渐缩入该旋转本体21内部。
[0189]请参照图19,直至该第二浮子3q对位至该二个导轨52的维持段522时(即该第二浮子3q对位至该伸缩终点界线LI’时),该第二浮子3q已被拉出至呈现达最大伸出量的型态,而能以最大浮力带动该旋转本体21旋转;同时,已脱离液面F的第一浮子3p则被连动至呈现达最大缩入量的型态,以便由最小阻力的型态再进入液体中,及进入该浮子内隐区Zl中。
[0190]该第二浮子3q对位于该二个导轨52的维持段522的期间,该二个导轨52将停止拉动该第二浮子3q,仅由该二个导轨52的维持段522使该第二浮子3q维持呈现达最大伸出量的型态直至脱离该二个导轨52的末端52b (如图20所示)。相对地,再度进入液体中的该第一浮子3p,将随着该旋转本体21的持续转动以转到与该二个导轨52相对位的位置,并由该第一浮子3p的导引件33接触该二个导轨52的位移控制段521的外侧表面,使该第一浮子3p逐渐从该旋转本体21的内部伸出,直至再度回到呈现达最大伸出量的型态(如图16所示),以完成一次的伸缩循环。
[0191]请参照图21,其是本实用新型浮力动能装置的第三实施例,该实施例大致上同于前述第二实施例,其差异主要在于伸缩控制模块的形态与设置位置;即,有别于前述第二实施例因此拉动的方式连动该第一浮子3p及第二浮子3q,本实施例则以推压的方式连动该第一浮子3p及第二浮子3q。
[0192]更详言之,本实施例的伸缩控制模块6设于该基座I的液槽11中,例如但不限制地,该伸缩控制模块6可大致对位于该旋转本体21的上半部。该伸缩控制模块6包含一个压板61及数个定位件62,该压板61为一个概呈弧形的板体,该压板61的二端分别为一个始端61a及一个末端61b,该压板61由该始端61a至该末端61b的延伸方向大致上同于该转体2的旋转方向,使该第一浮子3p及第二浮子3q可分别从该压板61的始端61a进入该压板61的设置范围,并由该压板61的末端61b离开该压板61的设置范围。该压板61顺着该转体2的旋转方向具有相连接的一个位移控制段611及一个维持段612,该位移控制段611的内表面至该转体2轴心的直线距离是由一端朝连接该维持段612处递减,该维持段612的内表面与该旋转本体21的环周面21b呈同心弧。
[0193]该位移控制段611及维持段612的连接处与该旋转本体21的轴心之间具有一条伸缩终点界线LI’,该伸缩终点界线LI’较佳与水平线之间具有约45度左右的夹角;另定义出一条伸缩始点界线L2’,该伸缩始点界线L2’通过该旋转本体21的轴心,并正交于该伸缩终点界线LI’。该伸缩终点界线LI’及伸缩始点界线L2’将该液槽11中的空间划分为四个区块,由该伸缩终点界线LI’为起始,依该转体2的旋转方向依序为一个浮子内隐区Z1、一个浮子渐伸区Z2、一个浮子全露区Z3及一个浮子渐缩区Z4,使得该浮子内隐区Zl及该浮子全露区Z3在该旋转本体21的径向上呈对角设置,该浮子渐伸区Z2及该浮子渐缩区Z4在该旋转本体21的径向上呈对角设置,使该第一浮子3p及第二浮子3q能分别进行该浮子内隐行程、浮子渐伸行程、浮子全露行程及浮子渐缩行程。
[0194]据由前述结构,本实用新型第三实施例的浮力动能装置作动时,同样能使该第一浮子3p及第二浮子3q分别如图7所示地,在该浮子内隐区Z1、浮子渐伸区Z2、浮子全露区Z3及浮子渐缩区Z4中进行该浮子内隐行程、浮子渐伸行程、浮子全露行程及浮子渐缩行程,从而交替提供使该旋转本体21旋转的助力,达到维持该旋转本体21顺畅旋转的效果。其中,当该第一浮子3p (或该第二浮子3q)的导引件33的滚动件331接触该压板61的位移控制段611的内表面时(即对位至该伸缩始点界线L2’时),该压板61可开始对该第一浮子3p (或该第二浮子3q)提供推压的力量,使该第一浮子3p (或该第二浮子3q)进入该浮子渐缩行程,以逐渐缩入该旋转本体21的内部,并由该连动模块35连动相对应的该第二浮子3q (或该第一浮子3p)进入该浮子渐伸行程,以逐渐从该旋转本体21的内部伸出,使该第一浮子3p及第二浮子3q相对于该旋转本体21产生径向位移,以由该第二浮子3q(或该第一浮子3p)逐渐增加的浮力,以接替形成带动该旋转本体21旋转的助力。又,当该第一浮子3p (或该第二浮子3q)的导引件33的滚动件331接触该压板61的维持段612的内表面时(即对位至该伸缩终点界线LI’时),该第一浮子3p (或该第二浮子3q)已被该压板61推压至呈现达最大缩入量的型态,且该压板61将停止推压该第一浮子3p (或该第二浮子3q),使该第一浮子3p (或该第二浮子3q)进入该浮子内隐行程,同时由该连动模块35连动相对应的该第二浮子3q (或该第一浮子3p)至呈现达最大伸出量的型态以进入该浮子全露行程。因此,本实用新型第三实施例的浮力动能装置同样能达到同于前述第一、第二实施例的提升产生动能效率的功效。
[0195]请参照图22,其是本实用新型浮力动能装置的第四实施例,该实施例大致上同于前述第二实施例,其差异主要在于增加可相互连动的浮子数量,以更进一步地提升该浮力动能装置产生动能的效率。
[0196]更详言之,在如图22、23所示的实施例中,该浮力动能装置具有四个浮子3 (分别以第一浮子3p、第二浮子3q、第三浮子3r及第四浮子3s表示),该环周面21b另设有一个第三槽口 21 Ic及一个第四槽口 21 ld,使该第一浮子3p、第二浮子3q、第三浮子3r及第四浮子3s分别设于该第一槽口 211a、第二槽口 211b、第三槽口 211c及第四槽口 211d ;该第一浮子3p及第二浮子3q的壳罩31在该旋转本体21的径向上相对并由一个连动模块35连接,以连动该第一浮子3p及第二浮子3q同步地相对于该旋转本体21产生径向位移;同样地,该第三浮子3r及第四浮子3s的壳罩31在该旋转本体21的径向上相对并由另一个连动模块35连接,以连动该第三浮子3r及第四浮子3s同步地相对于该旋转本体21产生径向位移。又,该第一浮子3p、第二浮子3q、第三浮子3r及第四浮子3s较佳呈等间距地设于该旋转本体21的环周面21b,以进一步地提升该旋转本体21旋转时的稳定性。
[0197]本实用新型第四实施例的浮力动能装置作动时,以图22所示的状态为例,该第一浮子3p是位于该浮子全露区Z3中,且由该第一浮子3p的导引件33的滚动件331维持接触该二个导轨52的维持段522的外侧表面,使该第一浮子3p呈现达最大伸出量的型态,而能以最大浮力带动该旋转本体21旋转;该相对应的第二浮子3q则位于该浮子内隐区Zl中,并维持呈现达最大缩入量的型态,故该第一浮子3p及第二浮子3q暂时不会相对于该旋转本体21产生径向位移。同时,该第三浮子3r位于该浮子渐伸区Z2中,该第四浮子3s位于该浮子内隐区Zl中,以由该第三浮子3r的导引件33的滚动件331接触该二个导轨52的位移控制段521的外侧表面,藉该二个导轨52对该第三浮子3r提供拉力,使该第三浮子3r逐渐增加从该旋转本体21内部的伸出量,以逐渐增加浮力协助带动该旋转本体21旋转,且该第三浮子3r及第四浮子3s将相对于该旋转本体21产生径向位移,故该第四浮子3s可受连动而在该浮子内隐区Zl中逐渐缩入该旋转本体21内部。
[0198]请参照图23,在该第一浮子3p的导引件33的滚动件331从该二个导轨52的末端52b脱离后,相对应的第二浮子3q随即由其导引件33的滚动件331接触该二个导轨52的位移控制段521的外侧表面(即该第二浮子3q对位至该伸缩始点界线L2’时),以由该二个导轨52开始对该第二浮子3q提供拉力,使该第二浮子3q进入该浮子渐伸行程而逐渐从该旋转本体21的内部伸出,以逐渐增加浮力协助带动该旋转本体21旋转,且该第一浮子3p及第二浮子3q将开始相对于该旋转本体21产生径向位移,以同步连动该第一浮子3p进入该浮子渐缩行程而逐渐缩入该旋转本体21的内部。另一方面,在该第二浮子3q通过该伸缩始点界线L2’的同时,该第三浮子3r也已通过该伸缩终点界线LI’以进入该浮子全露行程,从而在该浮子全露区Z3中维持呈现达最大伸出量的型态,能以最大浮力带动该旋转本体21旋转,相对应的第四浮子3s则进入该浮子内隐行程,以于该浮子内隐区Zl中维持呈现达最大缩入量的型态,故由该第三浮子3r及第四浮子3s即暂时不相对于该旋转本体21产生径向位移。
[0199]如此循环的下,本实用新型第四实施例的浮力动能装置作动时,同样能使该第一浮子3p、第二浮子3q、第三浮子3r及第四浮子3s分别如图7所示地,在该浮子内隐区Z1、浮子渐伸区Z2、浮子全露区Z3及浮子渐缩区TA中进行该浮子内隐行程、浮子渐伸行程、浮子全露行程及浮子渐缩行程,从而交替提供使该旋转本体21旋转的助力,达到维持该旋转本体21顺畅旋转的效果,并相较于前述的第一至第三实施例具有更进一步提升产生动能效率的功效。
[0200]请参照图24,其是本实用新型浮力动能装置的第五实施例,该实施例大致上同于前述第四实施例,其差异主要在于伸缩控制模块的形态与设置位置;即,本实施例是选择同于前述第三实施例,以推压的方式连
动该第一浮子3p及第二浮子3q,或连动该第三浮子3r及第四浮子3s。因此,本实用新型第五实施例的浮力动能装置同样能达到同于前述第四实施例的提升产生动能效率的功效,且其作动原理可参酌前述说明,于此不再详述。
[0201]此外,请参照图25,其为该转体2以逆时针方向旋转时的浮子伸出量示意图,图25中的斜线区段表示该浮子3在该液槽11中各处的伸出量;即,本实用新型的浮力动能装置,其旋转本体21在该液槽11中的旋转方向也可以是逆时针方向。该浮力动能装置运作时,该浮子3在随该旋转本体21旋转一周的同时也相对于该旋转本体21的环周面21b完成一次的伸缩循环,且该一次的伸缩循环可分成四个行程,该四个行程分别为一个浮子内隐行程、一个浮子渐伸行程、一个浮子全露行程及一个浮子渐缩行程;该浮子3的浮子内隐行程是维持呈现达最大缩入量(即其伸出量为最小)的型态,该浮子3的浮子渐伸行程是逐渐增加其伸出量,该浮子3的浮子全露行程是维持呈现达最大伸出量的型态,该浮子3的浮子渐缩行程则逐渐减少其伸出量,并在回到该浮子内隐行程时呈现达最大缩入量的型态。
[0202]另,该浮子3的数量除了以上举例的一至四个外,也可以是大于四个的任意数量,可视使用需求而予以变化、调整,为本领域中具有通常知识者可以理解,本实用新型并不加以限制。再者,当该浮子3的数量不只单一个时,该数个浮子3并非一定要呈等间距设置的型态,可借助调整任二相邻浮子3之间距以控制该转体2的转速变化。又,本实用新型的浮力动能装置也可以是使浮子3在旋转本体21的二个相对端面21a上伸缩;或是使浮子3呈伸出状态时与旋转本体21的外表面(该二个相对端面21a或该环周面21b)形成连续的弧面,呈缩入状态时则凹陷入该旋转本体21的外表面,同样能达到使该旋转本体21的失衡而开始旋转的效果。
[0203]请参照图26,其是本实用新型浮力动能装置的第六实施例,该实施例较类似于前述的第四实施例,同样具有四个浮子3 (第一浮子3p、第二浮子3q、第三浮子3r及第四浮子3s),并依旋转方向依序牵引进入浮子渐伸区Z2的浮子3逐渐增加相对于旋转本体21的伸出量。此外,本实施例同样借助设置连动模块35,使该第一浮子3p及第二浮子3q能相互连动,以及使该第三浮子3r及第四浮子3s能相互连动。而第六实施例相较于第四实施例的主要差异在于:伸缩控制模块7牵引各浮子3伸缩位移的结构,以及该旋转本体21旋转运作的方向(本实施例揭示旋转本体21以逆时针方向旋转运作的型态)。
[0204]详言之,请参照图26、27,该伸缩控制模块7包含一个牵引轨道71及对应于浮子3数量的滑轮组72,本实施例的浮子3数量为四个,故该伸缩控制模块7具有四个滑轮组72,该四个滑轮组72设于该旋转本体21并连接对应的浮子3。该牵引轨道71则设于该液槽11,该牵引轨道71导引该四个滑轮组72动作,以控制对应的浮子3伸缩。
[0205]在本实施例中,该伸缩控制模块7另包含一个座架73,该座架73设于该液槽11的内壁,该牵引轨道71结合于该座架73,使该牵引轨道71与该旋转本体21局部的环周面21b相对;例如但不限制地,本实施例选择使该牵引轨道71大致上对位于该旋转本体21的下半部。
[0206]该牵引轨道71的二端分别为一个始端71a及一个末端71b,该牵引轨道71由该始端71a至该末端71b的延伸方向大致上同于该旋转本体21的旋转方向,使各该浮子3可分别从该牵引轨道71的始端71a进入该牵引轨道71的设置范围,并由该牵引轨道71的末端71b离开该牵引轨道71的设置范围。该牵引轨道71具有一抵接面711,该抵接面711朝向该旋转本体21的环周面21b且概呈弧形。该牵引轨道71可分为一个位移控制段712及一个维持段713,该位移控制段712与该维持段713相连接。在该位移控制段712中,该抵接面711至该转体2轴心的直线距离是由该始端71a朝连接该维持段713处递减;在该维持段713中,该抵接面711则可以与该旋转本体21的环周面21b呈同心弧。
[0207]—条伸缩终点界线LI”与水平线之间具有45度的夹角,且该伸缩终点界线LI”通过该旋转本体21的轴心及该牵引轨道71的位移控制段712。另定义一条伸缩始点界线L2”,该伸缩始点界线L2”通过该旋转本体21的轴心及该牵引轨道71的维持段713,并正交于该伸缩终点界线LI”。该伸缩终点界线LI”及伸缩始点界线L2”将该液槽11中的空间划分为四个区块,由该伸缩终点界线LI”为起始,依该转体2的旋转方向依序为一个浮子内隐区Z1、一个浮子渐伸区Z2、一个浮子全露区Z3及一个浮子渐缩区Z4,使得该浮子内隐区Zl及该浮子全露区Z3在该旋转本体21的径向上呈对角设置,该浮子渐伸区Z2及该浮子渐缩区Z4在该旋转本体21的径向上呈对角设置,使各该浮子3能分别进行该浮子内隐行程、浮子渐伸行程、浮子全露行程及浮子渐缩行程。
[0208]各该滑轮组72具有一个第一滑轮单元721,该第一滑轮单元721设于对应的浮子3的壳罩31的外端面,较佳可选择设于该壳罩31的外端面中央。
[0209]各该滑轮组72另具有一个定位组件722及一个枢转组件723,该定位组件722及枢转组件723均直接或间接连接至该旋转本体21,以随该旋转本体21同步转动。在本实施例中,该定位组件722较该枢转组件723邻近该壳罩31的破水部311,该定位组件722具有一个定位架7221,该定位架7221可以由二端固接于该转体2的二相对外导轨23,使该定位架7221得以横跨该旋转本体21的环周面21b ;其中,该定位架7221可选择连接于该二外导轨23的自由端,藉以确保该定位架7221不会干涉到该浮子3的伸缩行程。
[0210]该定位组件722另具有一个第二滑轮单元7222,该第二滑轮单元7222设于该定位架7221,该第二滑轮单元7222的轴向可以平行于该第一滑轮单元721的轴向。一条连动绳R (例如:钢索)由一端固接在该壳罩31或该定位架7221,并绕经该第一滑轮单元721及第二滑轮单元7222,使该第一滑轮单元721相对于该定位组件722形成「动滑轮」型态。
[0211]该枢转组件723具有一个枢转架7231,该枢转架7231枢设于该旋转本体21的环周面21b,该枢转架7231的枢转轴线可以平行于该第一滑轮单元721的轴向,该连动绳R的另一端可以固接在该枢转架7231 ;该连动绳R较佳为无弹性的绳体,以维持该连动绳R的绳长固定。其中,该第一滑轮单元721该第二滑轮单元7222及该连动绳R的二端可以通过同一平面,使该连动绳R得以呈二维地延伸连接该第一滑轮单元721与该第二滑轮单元7222,以减少连动时产生不必要的分力;特别是,该连动绳R所延伸分布的平面可以正交于该第一滑轮单元721的轴向,使该连动绳R能发挥较佳的牵引效率。
[0212]又,该枢转组件723另具有一个摇臂7232及一个滚动件7233,该摇臂7232固接该枢转架7231,该摇臂7232可沿着平行于该旋转本体21的端面21a的方向延伸,该摇臂7232的长度较佳为可调整的。该滚动件7233可转动地设于该摇臂7232,较佳为邻近该摇臂7232的自由端处,使该滚动件7233接触该牵引轨道71时,可由该滚动件7233平顺且连续地在该牵引轨道71的抵接面711上产生位移,从而带动该摇臂7232及该枢转架7231同步枢转。
[0213]此外,各该滑轮组72还可以设有一个辅助定位组件724,该辅助定位组件724也直接或间接连接至该旋转本体21,以随该旋转本体21同步转动,且该辅助定位组件724位于该定位组件722与该枢转组件723之间。在本实施例中,该辅助定位组件724具有一个辅助定位架7241,该辅助定位架7241可以由二端固接于该转体2的另二相对外导轨23,使该辅助定位架7241也得以横跨该旋转本体21的环周面21b ;其中,该辅助定位架7241可选择连接于该二个外导轨23的自由端,藉以确保该辅助定位架7241不会干涉到该浮子3的伸缩行程。又,该辅助定位组件724具有一个可转动的张紧轮7242,该张紧轮7242的轴向可以平行于该第一滑轮单元721的轴向,该连动绳R依序绕经该第一滑轮单元721、该第二滑轮7222及该张紧轮7242后,再固接至该枢转架7231。据此,可借助该张紧轮7242维持该连动绳R被张紧,及避免该浮子3伸出时与该连动绳R发生干涉现象。
[0214]请参照图28,在其他实施例中,只要能确保该浮子3伸出时不会与该连动绳R发生干涉现象,该辅助定位组件724 (绘示于图27中)可以被省略不设置,有助简化整体浮力动能装置的结构。
[0215]请参照图29、30,据由前述结构,当该旋转本体21旋转,令对应于其中一浮子3的枢转组件723由摇臂7232接触该牵引轨道71的始端71a时,该摇臂7232可以带动该枢转架7231枢转,以导引该滚动件7233抵接并在该牵引轨道71的抵接面711上滚动。随该旋转本体21持续旋转,当该滚动件7233位于该牵引轨道71的位移控制段712时,受拖曳的该摇臂7232可以持续带动该枢转架7231相对于该旋转本体21枢转,进而拉动该连动绳R(由图29变化至图30),使该连动绳R在该定位组件722与该枢转组件723之间的长度逐渐增加,以逐渐缩减该连动绳R在该定位组件722与该第一滑轮单元721之间的长度,令该浮子3能逐渐被向外拉出,及连动相对的浮子3逐渐缩回该旋转本体21中(例如:控制该第一浮子3p逐渐被向外拉出,及连动该第二浮子3q逐渐缩回该旋转本体21中)。
[0216]请参照图31,当该滚动件7233进入该牵引轨道71的维持段713时,受拖曳的该摇臂7232则可停止带动该枢转架7231枢转,以暂停抽拉该连动绳R ;如此一来,该浮子3可维持其已达最大伸出量的型态,而暂时停止相对于该旋转本体21的伸缩动作。
[0217]值得注意的是,请参照图26、30,由于该第一滑轮单元721相对于该定位组件722是形成「动滑轮」型态,使该连动绳R牵引该浮子3位移所需的拉力得以大幅减小,再加上该枢转组件723还能由该摇臂7232延长该拉力的力臂,以更进一步地减小该连动绳R牵引该浮子3位移所需的拉力。故,本实施例的浮力动能装置,其运作时所消耗的内损能量较低,有助提升整体浮力动能装置运作时的顺畅度及产生动能的效率。
[0218]又,由该连动绳R向该第一滑轮单元721传递的拉力,只有沿着该旋转本体21的径向的分力才是能拉动该浮子3的有效拉力,而本实施例选择使该定位组件722的第二滑轮单元7222沿着该旋转本体21的径向与该第一滑轮单元721相对位,可确保该连动绳R向该第一滑轮单元721传递的拉力能大量转换成有效拉力,据以提升拉动该浮子3时的顺畅度。
[0219]本实用新型浮力动能装置虽将第六实施例以逆时针方向旋转运作的型态揭示,但是只要将其结构镜射,则同样能适用以顺时针方向旋转运作的型态,此为本领域中具有通常知识者可以理解,及可视使用需求而予以变化、调整者,不以本实用新型图式所揭露型态为限。
[0220]请参照图32,其是本实用新型浮力动能装置的第七实施例,本实施例与前述的第六实施例相似,同样是利用具有滑轮组的伸缩控制模块8来牵引各浮子3伸缩位移。
[0221]详言之,请参照图32、33,该伸缩控制模块8包含一个牵引轨道81及对应于浮子3数量的滑轮组82 ;本实施例的浮子3数量为四个,故该伸缩控制模块8具有四个滑轮组82,该四个滑轮组82设于该旋转本体21并连接对应的浮子3。该牵引轨道81则设于该液槽11,该牵引轨道81导引该四个滑轮组82动作,以控制对应的浮子3伸缩。
[0222]在本实施例中,该牵引轨道81可以结合在该液槽11的支撑体111 (请配合参照图2),使该牵引轨道81与该旋转本体21局部的环周面21b相对;或者,也可同于前述第六实施例,选择在该液槽11中设一座架供该牵引轨道81结合,本实用新型均不加以限制。
[0223]该牵引轨道81的二端分别为一个始端81a及一个末端81b,该牵引轨道81由该始端81a至该末端81b的延伸方向大致上同于该旋转本体21的旋转方向,使各该浮子3可分别从该牵引轨道81的始端81a进入该牵引轨道81的设置范围,并由该牵引轨道81的末端81b离开该牵引轨道81的设置范围。该牵引轨道81具有一抵接面811,该抵接面811朝向该旋转本体21的环周面21b且概呈弧形。该牵引轨道81可分为一个位移控制段812及一个维持段813,该位移控制段812与该维持段813相连接。在该位移控制段812中,该抵接面811至该转体2轴心的直线距离是由该始端81a朝连接该维持段813处递减;在该维持段813中,该抵接面811则可以与该旋转本体21的环周面21b呈同心弧。
[0224]一条伸缩终点界线L3与水平线之间具有45度的夹角,且该伸缩终点界线L3通过该旋转本体21的轴心及该牵引轨道81的维持段813。另定义一条伸缩始点界线L4,该伸缩终点界线L4通过该旋转本体21的轴心及该牵引轨道81的维持段813,且该伸缩始点界线L4可以是正交于水平线的铅垂线V ;或者,该伸缩终点界线L4也可以与该铅垂线V之间形成小于10度的夹角,使各该浮子3依旋转方向依序通过该铅垂线V及该伸缩始点界线L4。该伸缩终点界线L3及伸缩始点界线L4将该液槽11中的空间划分为四个区块,由该伸缩终点界线L3为起始,依该转体2的旋转方向依序为一个浮子内隐区Z1、一个浮子渐伸区Z2、一个浮子全露区Z3及一个浮子渐缩区Z4,使得该浮子内隐区Zl及该浮子全露区Z3在该旋转本体21的径向上呈对角设置,该浮子渐伸区Z2及该浮子渐缩区TA在该旋转本体21的径向上呈对角设置,使各该浮子3能分别进行该浮子内隐行程、浮子渐伸行程、浮子全露行程及浮子渐缩行程。
[0225]各该滑轮组82具有一个第一滑轮单元821,该第一滑轮单元821设于对应的浮子3的壳罩31的外端面,较佳可选择设于该壳罩31的外端面中央。
[0226]各该滑轮组82另具有一个定位组件822及一个枢转组件823,该定位组件822及枢转组件823均直接或间接连接至该旋转本体21,以随该旋转本体21同步转动。在本实施例中,该定位组件822较该枢转组件823邻近该壳罩31的破水部311,该定位组件822具有一个定位架8221及一个第二滑轮单元8222,该定位架8221可以由二端固接于该转体2的二相对外导轨23,使该定位架8221得以横跨该旋转本体21的环周面21b ;其中,该定位架8221可选择连接于该二外导轨23的自由端,藉以确保该定位架8221不会干涉到该浮子3的伸缩行程。
[0227]该第二滑轮单元8222结合于该定位架8221,该第二滑轮单元8222的轴向可以平行于该第一滑轮单元821的轴向,且该第二滑轮单元8222可以沿着该旋转本体21的径向与该第一滑轮单元821相对位。一条连动绳R (例如:钢索)由一端固接在该壳罩31或该定位架8221,并绕经该第一滑轮单元821及第二滑轮单元8222,使该第一滑轮单元821相对于该定位组件822形成「动滑轮」型态。其中,该连动绳R
较佳为无弹性的绳体,以维持该连动绳R的绳长固定。又,本实施例还可选择使该第一滑轮单元821或该第二滑轮单元8222包含二个或二个以上的滑轮,以提升整体滑轮组82的机械效益。
[0228]该定位组件822可另设有一个第三滑轮单元8223,该第三滑轮单元8223可选择设在该转体2的外导轨23或环件24,用以接引通过该第二滑轮单元8222的连动绳R,将该连动绳R转向及导引至该浮子3的侧端。
[0229]该枢转组件823具有一个摇臂8231、一个第四滑轮单元8232及一个滚动件8233,该摇臂8231枢设于该旋转本体21的环周面21b,该摇臂8231的枢转轴线可以平行于该旋转本体21的轴向,该摇臂8231可沿着平行于该旋转本体21的端面21a的方向延伸。该第四滑轮单元8232及该滚动件8233均设于该摇臂8231,该连动绳R通过该第三滑轮单元8223后,可接续绕经该第四滑轮单元8232,并将该连动绳R的另一端固接在该环件24。该滚动件8233可转动地设于该摇臂8231,较佳为邻近该摇臂8231的自由端处,使该滚动件8233接触该牵引轨道81时,可由该滚动件8233平顺且连续地在该牵引轨道81的抵接面811上产生位移,从而带动该摇臂8231枢转。
[0230]请参照图34,据由前述结构,在该旋转本体21旋转的过程中,进行浮子内隐行程的浮子3,能在其对应的枢转组件823由摇臂8231接触该牵引轨道81的始端81a前维持呈现达最大缩入量(即其伸出量为最小)的型态。
[0231]请参照图35、36,随着该旋转本体21的旋转,在该摇臂8231接触该牵引轨道81的始端81a时,该摇臂8231可以受该牵引轨道81推动而产生枢转,进而由该第四滑轮单元8232拉动该连动绳R,使该连动绳R在该定位组件822与该枢转组件823之间的长度逐渐增加,以逐渐缩减该连动绳R在该定位组件822与该第一滑轮单元821之间的长度,令该浮子3能逐渐被向外拉出(进行浮子渐伸行程),及连动相对的浮子3逐渐缩回该旋转本体21中(进行浮子渐缩行程)。其中,当该摇臂8231枢转超过预设角度时,该枢转组件823可以由该滚动件8233进入该牵引轨道81的位移控制段812,并在该牵引轨道81的抵接面811上滚动,使该摇臂8231持续枢转,及使该浮子3持续地被向外拉出。
[0232]请参照图37,随该旋转本体21持续旋转,当该滚动件8233从该牵引轨道81的位移控制段812进入至维持段813时,该浮子3可达最大伸出量的型态(进入浮子全露行程),该摇臂8231则停止枢转而暂停抽拉该连动绳R ;如此一来,该浮子3可维持其已达最大伸出量的型态,而暂时停止相对于该旋转本体21的伸缩动作。
[0233]请参照图38,其是本实用新型第七实施例转体以逆时针方向旋转时的浮子伸出量示意图,图38中的斜线区段表示一个浮子3在液槽11中各处的伸出量。
[0234]其中,由于本实施例选择使该伸缩始点界线L4为铅垂线V,或与铅垂线V之间形成小于10度的夹角,故可使该浮子渐伸区Z2位于通过该旋转本体21的轴心的铅垂线V与水平线之间,确保浮子3在旋转通过铅垂线V后才开始伸出,使该浮子3所产生的浮力能作为带动该转体2旋转的助力,使该转体2的旋转动作更为顺畅。
[0235]另一方面,该旋转本体21的上半部由该伸缩终点界线L3通过处(图38中的C点),形成一最大液面高度Fl ;通过该旋转本体21轴心的水平线,则形成一最小液面高度F2。该液槽11中所容装的液体,其液面高度若超过该最大液面高度Fl,该浮子3无法在入水前完全缩回该旋转本体21中,故入水时会形成阻力,降低该转体2的旋转顺畅度;相对地,若液面高度低于该最小液面高度F2,该浮子3在水下进行浮子全露行程的时程过短,难以提供足够的旋转助力,同样也会降低该转体2的旋转顺畅度。因此,该液槽11中的液面高度较佳位于该最大液面高度Fl与该最小液面高度F2之间。
[0236]值得一提的是,当本实用新型第六、第七实施例将牵引轨道71、81设为环状时,则同样可以达到类似于第一实施例分别导引各浮子3伸缩的效果,故浮子3的数量可以是单数个,且浮子3之间不需要连动。以及,浮子3的浮子内隐行程、浮子渐伸行程、浮子全露行程及浮子渐缩行程也可以分别通过该牵引轨道71、81控制,故该浮子内隐区Z1、该浮子渐伸区Z2、该浮子全露区Z3及该浮子渐缩区TA的分布范围可以不同;即,该浮子内隐区Zl及该浮子全露区Z3不一定要在该旋转本体21的径向上呈对角设置,该浮子渐伸区Z2及该浮子渐缩区Z4也同。
[0237]此外,本实用新型的浮力动能装置,还可以在上述各实施例的转体2的轴部22连接一个定速装置(例如:定速马达),以维持该转体2的旋转本体21定速旋转,使该浮力动能装置能稳定地产生动能。其中,由于该旋转本体21在具有足量液体的液槽11中,将恒处于失衡状态而持续不断地旋转,故该定速装置原则上仅会消耗极少量的能量来维持运作,该定速装置的运作所需的能量可以由该轴部22所连接的发电机提供;另,只有在该旋转本体21稳定旋转前,或是产生动能的过程中被突然增加负载等状况下,该定速装置才会消耗较多的能量以协助该旋转本体21达到(或恢复)预期的转速,故该定速装置还可设置一耗能切换单元,在消耗能量需求较多时选择切换由市电或其他能量供应器提供该定速装置运作所需的能量。
[0238]综上所述,本实用新型浮力动能装置,可借助将容装有较低密度物质的旋转本体设于容装有较高密度液体的液槽中,或是将本身密度低于液体的旋转本体设于该液槽中,均可使该旋转本体因密度差且受重力作用而产生相当大的预浮力,以大幅地提升总浮力值;同时,借助控制浮子相对于该旋转本体伸缩作动,使该旋转本体的局部浮力产生变化,令该旋转本体失衡而开始转动,故能有效降低维持该旋转本体旋转的输入动能,有助降低产生动能的成本;另,借助大体积的旋转本体旋转时所产生的惯性,搭配该浮子随该旋转本体的旋转所形成呈弧形的伸缩路径,均可降低该旋转本体旋转时的阻力,使该浮力动能装置能顺畅运转以稳定且持续地产生动能,从而达到提升产生动能效率的功效。
[0239]本实用新型浮力动能装置,其结构简易,有助降低制造、组装、保养的成本。
【主权项】
1.一种浮力动能装置,其特征在于,包含: 一个基座,具有一个液槽; 一个转体,具有一个旋转本体及一个轴部,该轴部结合该旋转本体及该液槽,该旋转本体由该轴部的一旋转轴线为中心可旋转地设于该液槽中; 至少一个浮子,可伸缩地设于该旋转本体;及 一个伸缩控制模块,设于该液槽,以于该旋转本体旋转时控制该至少一个浮子相对于该旋转本体伸缩。2.如权利要求1所述的浮力动能装置,其特征在于,该液槽是用以容装液体,该旋转本体的内部呈中空以容装物质,该物质的密度小于该液槽中的液体的密度,以于该液体中产生足以使该旋转本体悬浮的浮力。3.如权利要求1所述的浮力动能装置,其特征在于,该液槽是用以容装液体,该旋转本体的密度小于该液槽中的液体的密度,以于该液体中产生足以使该旋转本体悬浮的浮力。4.如权利要求1所述的浮力动能装置,其特征在于,该转体的轴部连接一个定速装置。5.如权利要求1所述的浮力动能装置,其特征在于,该至少一个浮子是可伸缩地设于该旋转本体的外表面。6.如权利要求5所述的浮力动能装置,其特征在于,该旋转本体的外表面包含二个相对的端面及一个环周面,该环周面连接该二个端面,该至少一个浮子是可伸缩地设于该旋转本体的环周面,以于该旋转本体的径向上产生伸缩位移。7.如权利要求6所述的浮力动能装置,其特征在于,该基座另具有二个轴固部,该二个轴固部分别设于该液槽的二个相对外侧表面并同轴相对;该转体的轴部为二个转轴,该二个转轴分别具有一个轴孔,该二个转轴分别由一端设于该旋转本体的二个端面,该二个转轴分别由另一端穿伸通过该液槽并连接至该二个轴固部,以由该二个轴孔连通该旋转本体的内部与该液槽的外部。8.如权利要求6所述的浮力动能装置,其特征在于,该至少一个浮子包含一个第一浮子,该旋转本体的环周面设有一个第一槽口,该第一浮子具有一个壳罩及一个隔离件,该壳罩的一端呈开放状,该壳罩设于该第一槽口且由开口端朝向该旋转本体的内部,该壳罩由该隔离件与该旋转本体相连接以密封该第一槽口。9.如权利要求8所述的浮力动能装置,其特征在于,该至少一浮子另包含一个第二浮子,该第一浮子及第二浮子在该旋转本体的径向上相对,该旋转本体的环周面另设有一个第二槽口,该第二浮子具有一个壳罩,该第二浮子的壳罩的一端呈开放状,该第二浮子的壳罩设于该第二槽口且由开口端朝向该旋转本体的内部;该第二浮子另具有一个隔离件,该第二浮子的壳罩由该隔离件与该旋转本体相连接以密封该第二槽口。10.如权利要求9所述的浮力动能装置,其特征在于,该第一浮子及第二浮子的相对内侧由一个连动模块相连接,该连动模块包含二个固定件及一个连接杆,该二个固定件分别结合于该第一浮子及第二浮子的壳罩内侧,该连接杆的二端分别与该二个固定件相结合。11.如权利要求9所述的浮力动能装置,其特征在于,该旋转本体的环周面另设有一个第三槽口及一个第四槽口,该至少一浮子另包含一个第三浮子及一个第四浮子,该第三浮子及第四浮子在该旋转本体的径向上相对,且该第三浮子及第四浮子皆位于该第一浮子和第二浮子之间,该第三浮子具有一个壳罩,该第三浮子的壳罩的一端呈开放状,该第三浮子的壳罩设于该第三槽口且由开口端朝向该旋转本体的内部;该第三浮子另包含一个隔离件,该第三浮子的壳罩由该隔离件与该旋转本体相连接以密封该第三槽口 ;该第四浮子具有一个壳罩,该第四浮子的壳罩的一端呈开放状,该第四浮子的壳罩设于该第四槽口且由开口端朝向该旋转本体的内部;该第四浮子另包含一个隔离件,该第四浮子的壳罩由该隔离件与该旋转本体相连接以密封该第四槽口。12.如权利要求11所述的浮力动能装置,其特征在于,该第三浮子及第四浮子的相对内侧由一个连动模块相连接,该连动模块包含二个固定件及一个连接杆,该二个固定件分别结合于该第三浮子及第四浮子的壳罩内侧,该连接杆的二端分别与该二个固定件相结入口 ο13.如权利要求8至12中任一所述的浮力动能装置,其特征在于,该壳罩在顺着该转体的旋转方向之前端设有一个破水部,该破水部的端缘中央呈凸出的锥角状,并由中央向两侧延伸连接该壳罩的侧端。14.如权利要求8至12中任一所述的浮力动能装置,其特征在于,该隔离件是由具有弹性的防渗材料制成,该隔离件的一端结合于该旋转本体的环周面,另一端结合于对应的壳罩的外侧表面。15.如权利要求8至12中任一所述的浮力动能装置,其特征在于,该壳罩的外端面呈弧状,且弧度同于该旋转本体的环周面的弧度,该壳罩相对于该旋转本体的环周面呈最大缩入量时,该壳罩的外端面与该旋转本体的环周面形成连续的弧面。16.如权利要求6所述的浮力动能装置,其特征在于,该伸缩控制模块包含一个牵引轨道及对应于浮子数量的滑轮组,该对应于浮子数量的滑轮组设于该旋转本体并连接对应的浮子;该牵引轨道设于该液槽,该牵引轨道导引该对应于浮子数量的滑轮组动作,以控制对应的浮子伸缩。17.如权利要求16所述的浮力动能装置,其特征在于,该牵引轨道具有一抵接面,该抵接面朝向该旋转本体的环周面。18.如权利要求17所述的浮力动能装置,其特征在于,该牵引轨道顺着该转体的旋转方向具有相连接的一个位移控制段及一个维持段,在该位移控制段中,该抵接面至该转体轴心的直线距离是由一端朝连接该维持段处递减。19.如权利要求18所述的浮力动能装置,其特征在于,在该维持段中,该抵接面与该旋转本体的环周面呈同心弧。20.如权利要求18所述的浮力动能装置,其特征在于,一条伸缩终点界线与水平线之间具有45度的夹角,且该伸缩终点界线通过该旋转本体的轴心及该牵引轨道的维持段;该旋转本体的上半部由该伸缩终点界线通过处形成一最大液面高度,通过该旋转本体的轴心的水平线则形成一最小液面高度,该液槽的液面高度位于该最大液面高度与该最小液面高度之间。21.如权利要求16所述的浮力动能装置,其特征在于,该旋转本体的环周面设有对应于浮子数量的槽口,该浮子具有一个壳罩及一个隔离件,该壳罩的一端呈开放状,该壳罩设于该槽口且由开口端朝向该旋转本体的内部,该壳罩由该隔离件与该旋转本体相连接以密封该槽口 ;该滑轮组具有一个第一滑轮单元、一个定位组件及一个枢转组件,该第一滑轮单元设于对应的浮子的壳罩的外端面,该定位组件连接该旋转本体并设有一个第二滑轮单元,该枢转组件连接该旋转本体,一连动绳绕经该第一滑轮单元及该第二滑轮单元并连接该枢转组件,该枢转组件接触该牵引轨道时产生枢转,进而拉动该连动绳以控制该浮子伸缩。22.如权利要求21所述的浮力动能装置,其特征在于,该转体另包含数个外导轨,该数个外导轨分别设于该旋转本体的二端面,该浮子的壳罩的外端面二侧凸设有数个限位件,该数个限位件分别可移动地设于对应的外导轨中。23.如权利要求22所述的浮力动能装置,其特征在于,该定位组件由一个定位架的二端固接于相对的外导轨,使该定位架横跨该旋转本体的环周面。24.如权利要求22所述的浮力动能装置,其特征在于,该定位架连接于该二外导轨的自由端。25.如权利要求22所述的浮力动能装置,其特征在于,该第二滑轮单元设于该定位架,该第二滑轮单元沿着该旋转本体的径向与该第一滑轮单元相对位。26.如权利要求22所述的浮力动能装置,其特征在于,设于同一端面的数个外导轨的背侧另于邻近自由端处由一个环件连接。27.如权利要求21所述的浮力动能装置,其特征在于,该定位组件另设有一个第三滑轮单元,用以接引通过该第二滑轮单元的连动绳,将该连动绳转向及导引至该浮子的侧端。28.如权利要求27所述的浮力动能装置,其特征在于,该枢转组件具有一个摇臂及一个第四滑轮单元,该摇臂枢设于该旋转本体的环周面,该第四滑轮单元设于该摇臂,该连动绳依序绕经该第一滑轮单元、该第二滑轮单元、该第三滑轮单元及该第四滑轮单元并固接至该转体。29.如权利要求28所述的浮力动能装置,其特征在于,该枢转组件具有一个滚动件,该滚动件可转动地设于该摇臂的自由端,以由该滚动件于该牵引轨道上产生位移。30.如权利要求21所述的浮力动能装置,其特征在于,该枢转组件具有一个枢转架、一个摇臂及一个滚动件,该枢转架枢设于该旋转本体的环周面,该连动绳依序绕经该第一滑轮单元及该第二滑轮单元并固接至该枢转架,该摇臂固接该枢转架,该滚动件可转动地设于该摇臂的自由端,以由该滚动件于该牵引轨道上产生位移。
【专利摘要】一种浮力动能装置,用以解决现有浮力动能装置产生动能的效率不佳的问题;本实用新型的浮力动能装置包含:一个基座,具有一个液槽;一个转体,具有一个旋转本体及一个轴部,该轴部结合该旋转本体及该液槽,该旋转本体由该轴部可旋转地设于该液槽中;一个浮子,可伸缩地设于该旋转本体;及一个伸缩控制模块,设于该液槽,以于该旋转本体旋转时控制该浮子相对于该旋转本体伸缩。
【IPC分类】F03B17/02
【公开号】CN204704067
【申请号】CN201520065450
【发明人】戴春毅, 黄文崇, 陈文官
【申请人】戴春毅
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年1月29日