本发明涉及一种水力发电技术，尤其涉及一种川流式发电装置。
背景技术：
随着绿色能源需求的日趋增加，有越来越多的绿色能源发电设备被开发出来。特别是，水力发电的各式发电设备目前被广泛讨论。然而，传统的水力发电不外乎通过潮汐发电、海流发电或河流发电。对此，由于潮汐发电以及海流发电设备的建置成本较高，并且潮汐发电以及海流发电设备的建置范围较大而容易造成生态污染，因此潮汐发电以及海流发电方式的实用性不高且不易推广。此外，传统的河流发电是通过水平式或垂直式叶片的方式来收集水流动力以进行发电。但是，传统的河流发电需要进一步设置有引流板以及导流板，而导致严重影响放流水量，并且容易破坏水下生物圈的生态。有鉴于此，如何提出一种具有良好发电效率的水力发电设备，并且可降低对水中生物圈的生态破坏以及放流水量的影像，以下将提出几个实施例的解决方案。
技术实现要素：
本发明提供一种川流式发电装置，可有效利用河川的单一水流方向特性来产生电力。
本发明的川流式发电装置包括发电模块以及二个可移动机构。所述二个可移动机构设置在流动水域中。所述二个可移动机构经由缆线连接至发电模块。所述二个可移动机构的其中之一连接缆线的一端，并且所述二个可移动机构的其中之另一连接缆线的另一端。当所述二个可移动机构的其中之一为展开模式，并且所述二个可移动机构的其中之另一为收合模式时，所述二个可移动机构的其中之一顺着所述水流方向移动，并且所述二个可移动机构的其中之另一逆着水流方向移动，以使发电模块经由缆线获得驱动力以发电。
在本发明的一实施例中，上述的二个可移动机构平行设置在流动水域中，并且分别朝相反方向直线移动。
在本发明的一实施例中，上述的二个可移动机构交替地切换在展开模式以及收合模式。
在本发明的一实施例中，上述的发电模块包括发电机、可旋转机构以及增速机。缆线套设于可旋转机构。增速机耦接发电机，并且设置在可旋转机构上。当所述二个可移动机构连动时，增速机将可旋转机构经由缆线所获得的旋转动力提供至发电机以进行发电。
在本发明的一实施例中，上述的二个可移动机构各别包括主板、二个翼板、二个导轨以及展开机构。主板具有主板面垂直于水流方向设置。所述二个导轨设置在主板的上下两侧，以使主板沿着所述二个导轨移动。所述二个翼板分别可摆动地设置在主板的两侧。展开机构设置在主板上，并且连接缆线。展开机构依据缆线提供的拉扯力大小来决定是否收合或展开所述二个翼板。
在本发明的一实施例中，上述的二个可移动机构各别更包括主弹簧。主弹簧套设于缆线。主弹簧的一端设置于主板上，另一端固接于缆线。当缆线提供拉扯力大于主弹簧的弹力时，主弹簧拉伸并提供缓冲距离。
在本发明的一实施例中，上述的二个可移动机构各别更包括以及顶撑件以及次弹簧。顶撑件穿设于主板与展开机构的缝隙，并且连接缆线。次弹簧套设于顶撑件。次弹簧的一端与顶撑件相顶抵，并且另一端顶抵于主板。当缆线提供的拉扯力大于主弹簧的弹力，且压缩次弹簧使顶撑件位移时，展开机构松脱，以使所述二个翼板摆动并收合。
在本发明的一实施例中，当上述的缆线提供的拉扯力小于主弹簧的弹力时，次弹簧复位顶撑件，以使展开机构卡紧，而使所述二个翼板摆动并展开。
在本发明的一实施例中，上述的所述二个可移动机构的各别的展开机构更包括可往复相对移动的二个滑块。顶撑件穿入或抽离设在所述二个滑块之间的缝隙，以使所述二个滑块彼此远离或靠近。
在本发明的一实施例中，当上述的二个可移动机构的其中之一的所述二个翼板经摆动以展开时，所述二个可移动机构的其中之一通过所述二个翼板接收所述流动水域的水流推力，以顺着水流方向移动，并且所述二个可移动机构的其中之另一的所述二个翼板同时经摆动以收合。所述二个可移动机构的其中之另一依据缆线的拉扯力，以逆着水流方向移动。
基于上述，本发明的川流式发电装置可通过二个可移动机构交替地切换在展开模式以及收合模式，以使所述二个可移动机构在流动水域中相互拉扯而位移，以产生驱动力至发电模块以发电。因此，本发明的川流式发电装置可提供良好且稳定的发电效率。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1是依照本发明的一实施例的川流式发电装置的俯视示意图；
图2是依照本发明的一实施例的川流式发电装置的俯视结构图；
图3是依照本发明的图2实施例的川流式发电装置的侧视结构图；
图4是依照本发明的一实施例的可移动机构的结构图。
附图标记说明
100、300：川流式发电装置；
110、310：发电模块；
120、130、320、330、420：可移动机构；
140、340、340’、440：缆线；
200：流动水域；
311：可旋转机构；
312：增速机；
313：发电机；
321、331、421：主板；
322、332、323、333、422、423：翼板；
324、334、424：展开机构；
325、325’、335、335’、425：主弹簧；
350、350’、360、360’：导轨；
426、426’：滑块；
427：顶撑件；
428：次弹簧；
441：缆线的缓冲段；
p1、p2、p3：方向；
wd：水流。
具体实施方式
为了使本发明的内容可以被更容易明了，以下特举实施例作为本发明确实能够据以实施的范例。另外，凡可能之处，在附图及实施方式中使用相同标号的元件/构件/步骤，代表相同或类似部件。
图1是依照本发明的一实施例的川流式发电装置的俯视示意图。参考图1，川流式发电装置100包括发电模块110以及二个可移动机构120、130。可移动机构120、130设置在流动水域200中。在本实施例中，可移动机构120、130经由缆线140连接至发电模块110，并且经由缆线140相互拉扯而连动。可移动机构120连接缆线140的一端，并且可移动机构130连接缆线140的另一端。在本实施例中，流动水域200的水流wd固定地朝单一水流方向流动，其中流动水域200的水流wd可例如是朝第二方向p2流动。第一方向p1、第二方向p2以及第三方向p3彼此垂直。在本实施例中，可移动机构120、130平行设置在流动水域200中，并且分别朝相反方向直线移动。可移动机构120、130的移动路径可平行于流动水域200或是流动水域200的水流wd。
举例而言，首先，当可移动机构120为展开模式，并且可移动机构130为收合模式时，可移动机构120顺着水流wd的水流方向移动，并且可移动机构130逆着水流wd的水流方向移动，以使发电模块110经由缆线140获得驱动力而发电。换言之，可移动机构120朝着远离发电模块110的方向移动(顺着第二方向p2移动)，并且可移动机构130朝着接近发电模块110的方向移动(逆着第二方向p2移动)。接着，当可移动机构120移动至最远可移动距离后，可移动机构120切换为收合模式，并且可移动机构130可切换为展开模式，以使可移动机构130顺着水流wd的水流方向移动，并且可移动机构120逆着水流wd的水流方向移动。以此类推，本实施例的可移动机构120、130可利用流动水域200的水流wd持续朝单一方向流动的特性，以反复地交替往返移动。因此，本实施例的发电模块110可进一步利用可移动机构120、130的反复地往返移动，来经由缆线140来获得的旋转动力，以有效地进行发电。
图2是依照本发明的一实施例的川流式发电装置的俯视结构图。参考图2，川流式发电装置300包括发电模块310、二个可移动机构320、330以及缆线340。在本实施例中，可移动机构320、330经由缆线340连接至发电模块310，并且经由缆线340相互拉扯而连动。可移动机构320连接缆线340的一端，并且可移动机构330连接缆线340的另一端。在本实施例中，水流wd可例如是固定地朝第二方向p2流动，以推动呈现展开模式的可移动机构320来远离发电模块310，并且可移动机构330受到缆线340的拉扯力而朝向发电模块310移动。
具体而言，可移动机构320包括主板321、二个翼板322、323、展开机构324以及主弹簧325。主弹簧325套设于缆线340，并且一端设置于主板321上，远离主板321的另一端固接于缆线340。主板321的主板面垂直于水流wd的水流方向设置。翼板322、323分别可摆动地设置在主板321的两侧。展开机构324设置在主板321上，并且连接缆线340。可移动机构330包括主板331、二个翼板332、333、展开机构334以及主弹簧335。主弹簧335套设于缆线340，并且一端设置于主板331上，远离主板331的另一端固接于缆线340。主板331的主板面垂直于水流wd的水流方向设置。翼板332、333分别可摆动地设置在主板331的两侧。展开机构334设置在主板331上，并且连接缆线340。在本实施例中，当可移动机构320为展开模式时，翼板322、323经摆动后展开，以与主板321形成一大面积的平面。当可移动机构330为收合模式时，翼板332朝逆时针摆动，并且翼板333朝顺时针摆动后收合，以分别与主板321垂直。
换言之，当可移动机构320为展开模式时，由于主板321以及翼板322、323形成一大面积的平面，因此此大面积的平面可接受到较多的水流wd的水流推力，而使可移动机构320顺着水流wd的水流方向移动。同时，当可移动机构330为收合模式时，由于翼板332、333经由水流wd推动后垂直于主板331，因此可移动机构330仅由主板331所接受到的水流wd的水流推力较小(水阻力较小)，并且小于经由移动机构320所提供至缆线340的拉扯力，而使可移动机构330逆着水流wd的水流方向移动。
值得注意的是，当可移动机构320移动至最远可移动距离时，若缆线340提供拉扯力大于主弹簧325的一弹力时，主弹簧325被拉伸并提供缓冲距离。并且，在下一个交替时间点，当主弹簧325被完全拉伸时，可移动机构320的翼板322、323将摆动并收合，以切换为收合模式。同时，可移动机构330移动至发电模块310，以通过主弹簧335抵靠至停止部(图未示)，并且切换为展开模式。因此，在下一个交替时间点，可移动机构330的翼板332、333展开后可接受到水流wd的水流推力，以远离发电模块310移动，可移动机构320的翼板322、323收合，以被缆线340拉扯而朝发电模块310移动。以此类推，于下下一个交替时间点，可移动机构320、330将会再次交替往返。因此，本实施例的发电模块310可基于可移动机构320、330的反复地往返移动的动作，来经由缆线340获得旋转动力，而有效地进行发电。
另外，在一实施例中，川流式发电装置300还可进一步包括沿第二方向p2设置的引导件(图未示)，例如导轨或滑轨等。也就是说，可移动机构320、330可与所述引导件结合，以使可移动机构320、330沿着引导件直线移动，而不会发生偏移。
图3是依照本发明的图2实施例的川流式发电装置的侧视结构图。参考图2以及图3，川流式发电装置300可进一步包括缆线340’以及导轨350、350’、360、360’。可移动机构320可进一步包括主弹簧325’。可移动机构330可进一步包括主弹簧335’。发电模块310可包括可旋转机构311、增速机(speedincreaser)312以及发电机313。发电机313可例如包括转子(rotor)以及定子(stator)，其中转子可接收本发明各实施例所述的旋转动力，以使转子可对应于定子旋转，进而产生电力。
在本实施例中，可移动机构320的主板321的上下侧可装设至导轨350、350’中，以使可移动机构320的主板321可沿着导轨350、350’移动。可移动机构330的主板331的上下侧可装设至导轨360、360’中，以使可移动机构330的主板331可沿着导轨360、360’移动。并且，在本实施例中，可移动机构320的主板321的两端可连接缆线340、340’，并且套设有主弹簧325、325’，以使可移动机构320可沿着导轨350、350’而稳定地直线移动。同理，可移动机构330的主板331的两端可连接缆线340、340’，并且套设有主弹簧335、335’，以使可移动机构330可沿着导轨360、360’而稳定地直线移动。换言之，缆线340、340’为同步拉伸，并且同时提供旋转动力至发电模块310。
更进一步而言，在本实施例中，可旋转机构311可例如具有两个转盘以及一转轴，以使缆线340、340’可各别套设在可旋转机构311的一转盘上，并且可旋转机构311可随着缆线340、340’的拉伸而对应地旋转。在本实施例中，增速机312耦接发电机313，并且设置在可旋转机构311上。因此，当可移动机构320、330连动时，增速机312将可旋转机构311经由缆线340、340’所获得的旋转动力提供至发电机313以进行发电。因此，本实施例的可移动机构320、330可自动且平稳地反复往返移动，并且相应地使发电机313可稳定地且持续性地进行发电。
图4是依照本发明的一实施例的可移动机构的结构图。参考图4，图4的可移动机构420为适用于本发明各实施例的可移动机构的一种实施方式，但本发明并不限于此。在本实施例中，可移动机构420包括主板421、翼板422、423、展开机构424以及主弹簧425。主弹簧425套设于缆线440，并且一端设置于主板421上，远离主板321的另一端固接于缆线440。在本实施例中，展开机构424更包含顶撑件427以及次弹簧428。顶撑件427穿设于主板421与展开机构424，并且连接缆线440的一端，缆线440的此端至与主弹簧425的固接处为缆线440的缓冲段441，缓冲段441的直线长度大于主弹簧425的自由长度，缓冲段441的直线长度与主弹簧425的自由长度的差值为缓冲长度。顶撑件427可例如是插销。次弹簧428套设于顶撑件427，次弹簧428的一端与顶撑件427的一个径向凸缘(未示出)相顶抵，而另一端顶抵于主板421。在本实施例中，展开机构424另具有可平行第一方向p1往复相对移动的二个滑块426、426’。顶撑件427可穿入或抽离设在二个滑块426、426’之中的缝隙，以使滑块426、426’彼此远离或靠近。在本实施例中，主板421的主板面垂直于水流wd的水流方向设置。翼板422、423可通过可旋转元件(图未示)与主板421结合，以分别可摆动地设置在主板421的两侧。在本实施例中，展开机构424依据缆线440的拉伸力大小来决定是否收合或展开翼板422、423。
详细而言，图4所示的可移动机构420为展开模式。在展开模式下，当缆线440提供的拉扯力小于主弹簧425的一弹力，并且缆线440的缓冲段411未被拉直。缆线440提供至次弹簧428的拉扯力小于次弹簧428顶抵顶撑件427的弹力。因此，如图4所示，顶撑件427经由次弹簧428被推至卡紧展开机构424的位置，而滑块426、426’彼此远离，以使翼板422、423受到支撑而展开。然而，在可移动机构420移动的过程中，当缆线440提供拉扯力大于主弹簧425的弹力，并且可移动机构420已移动至最远可移动距离时，主弹簧425可被拉伸且缆线440的缓冲段441被完全拉直，当缆线440提供拉扯力大于主弹簧425的弹力，并且次弹簧428被压缩时，顶撑件427向相反于第二方向p2的方向位移，以使顶撑件427自展开机构424的间隙松脱。并且，滑块426、426’受一个复位元件(如弹簧，未示出)作用而彼此靠近，且不再支撑翼板422、423，以使翼板422、423摆动并收合。对此，可移动机构420可切换为收合模式。
换言之，当顶撑件427被缆线440拉扯后，若顶撑件427不再卡紧展开机构424，则翼板422、423会自动地收合。以此类推，当缆线440提供的拉扯力小于次弹簧428顶抵顶撑件427的弹力时，次弹簧428复位顶撑件427，以再次卡紧展开机构424，而滑块426、426’彼此远离，而使翼板422、423摆动并展开。对此，可移动机构420可再切换为展开模式。因此，本实施例的可移动机构420可反复地操作在展开模式以及收合模式，以产生自动地持续的移动效果。
综上所述，本发明的川流式发电装置可将二个可移动机构放置在具有单一水流方向的流动水域中，并且所述二个可移动机构可自动且反复地切换在展开模式以及收合模式，以使所述二个可移动机构在流动水域中相互拉扯而位移，以持续性地产生驱动力至发电模块，以使发电模块可提供良好且稳定的发电效率。此外，从另一角度而言，由于本发明的川流式发电装置无需复杂的机构设置(无需加装设置引流板以及导流板)，因此本发明的川流式发电装置还可以有效避免破坏流动水域的生物圈生态，并且具有不易影响流动水域的排水流量的特性。
虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。
1.一种川流式发电装置，其特征在于，包括：
发电模块；以及
二个可移动机构，设置在流动水域中，其中所述二个可移动机构经由缆线连接至所述发电模块，
其中所述二个可移动机构的其中之一连接所述缆线的一端，并且所述二个可移动机构的其中之另一连接所述缆线的另一端，
当所述二个可移动机构的其中之一为展开模式，并且所述二个可移动机构的其中之另一为收合模式时，所述二个可移动机构的其中之一顺着水流方向移动，并且所述二个可移动机构的其中之另一逆着所述水流方向移动，以使所述发电模块经由所述缆线获得驱动力以发电。
2.根据权利要求1所述的川流式发电装置，其中所述二个可移动机构平行设置在所述流动水域中，并且分别朝相反方向直线移动。
3.根据权利要求1所述的川流式发电装置，其中所述二个可移动机构交替地切换在所述展开模式以及所述收合模式。
4.根据权利要求1所述的川流式发电装置，其中所述发电模块包括：
发电机；
可旋转机构，其中所述缆线套设于所述可旋转机构；以及
增速机，耦接所述发电机，并且设置在所述可旋转机构上，
其中当所述二个可移动机构连动时，所述增速机将所述可旋转机构经由所述缆线所获得的旋转动力提供至所述发电机以进行发电。
5.根据权利要求1所述的川流式发电装置，其中所述二个可移动机构各别包括：
主板，具有主板面垂直于所述水流方向设置；
二个导轨，设置在所述主板的上下两侧，以使主板沿着所述二个导轨移动；
二个翼板，分别可摆动地设置在所述主板的两侧；以及
展开机构，设置在所述主板上，并且连接所述缆线，其中所述展开机构依据所述缆线提供的拉扯力大小来决定是否收合或展开所述二个翼板。
6.根据权利要求5所述的川流式发电装置，其中所述二个可移动机构各别更包括：
主弹簧，套设于所述缆线，所述主弹簧的一端设置于所述主板上，另一端固接于所述缆线，其中当所述缆线提供的所述拉扯力大于所述主弹簧的弹力时，所述主弹簧拉伸并提供缓冲距离。
7.根据权利要求6所述的川流式发电装置，其中所述二个可移动机构的各个所述展开机构更包括：
顶撑件，穿设于所述主板与所述展开机构的缝隙，并且连接所述缆线；以及
次弹簧，套设于所述顶撑件，所述次弹簧的一端与所述顶撑件相顶抵，并且另一端顶抵于所述主板，
其中当所述缆线提供的所述拉扯力大于所述主弹簧的弹力，且压缩所述次弹簧使所述顶撑件位移时，所述展开机构松脱，以使所述二个翼板摆动并收合。
8.根据权利要求7所述的川流式发电装置，其中当所述缆线提供之所述拉扯力小于所述主弹簧的弹力时，所述次弹簧复位所述顶撑件，以使所述展开机构卡紧，而使所述二个翼板摆动并展开。
9.根据权利要求7所述的川流式发电装置，其中所述二个可移动机构的各别的所述展开机构更包括：
可往复相对移动的二个滑块，其中所述顶撑件穿入或抽离设在所述二个滑块之间的缝隙，以使所述二个滑块彼此远离或靠近。
10.根据权利要求5所述的川流式发电装置，其中当所述二个可移动机构的其中之一的所述二个翼板经摆动以展开时，所述二个可移动机构的其中之一通过所述二个翼板接收所述流动水域的水流推力，以顺着所述水流方向移动，并且所述二个可移动机构的其中之另一的所述二个翼板同时经摆动以收合，其中所述二个可移动机构的其中之另一依据所述缆线的所述拉扯力，以逆着所述水流方向移动。
技术总结