CN101552533A - 无扇叶风力发电机 - Google Patents
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Abstract
本发明针对目前风力发电机难于利用微风这一不足，提供了一种无扇叶风力发电机，它是利用周围的风能、声能、震动能产生电力的高效率发电机，其可小到方糖大小，用于驱动移动无线装置，包括单片机、手机、MP3播放器等，大到如巨幅广告大的大型无扇叶风力发电机还可亮化城市，其结构包括有磁性振动膜带(4)，至少在磁性振动膜带(4)的水平两侧或上下两侧设有固定线圈支架(9)，固定线圈支架(9)上设有多个发电金属线圈。本发明具有利用能源多元化，结构简单，安全可靠、制造与使用简便，应用效果高，经济化的优点，特别是微风状态下也能正常发电，它可独立或并联工作，多个装置级联功率增加，使用与维护方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种发电装置，具体地说是一种利用风能、声能、震动能发电装置。
背景技术
单片机、手机、MP3播放器、无线装置等时尚型电子产品的魅力无法阻挡，但最大的挑战之一是驱动这些装置的电池电量有限，使用一段时间后必须更换或重新充电，因此设计这些电子设备户外简便型自充电装置已成为人们关注的焦点。但是，目前的无源自充电装置存在利用能源功能单调，实用化程度不高的问题。
电能是现代社会最主要的能源之一，发电机则是将其他形式的能源转换成电能的机械设备。目前发电机的种类有很多，但其工作原理均是基于电磁感应定律和电磁力定律。因此，其构造的一般原则是：用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路，以产生电磁功率，达到能量转换的目的。
风力发电不需要燃料，不会产生辐射或空气污染，是一种绿色、环保的发电方式。叶片型风力发电的原理是，利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升到额定值使发电机发电，系统包括：风力发电机+充电器+充电电池+或电源逆变器。但目前的叶片式风力发电机难于小型化，难于利用微风发电，空间利用率较差，增速部件耗能、使用方向性要求高，性价比较低。
发明内容
本发明的目的则是针对现有旋转风力发电机难于小型化，难于微风发电，空间利用率较差，增速部件耗能、使用方向性要求高，性价比较低等技术不足；以及随身携带式电子产品无源自充电装置存在利用能源功能单调的瓶颈，提出一种占用空间小，可利用微风能、声能、震动能发电，发电功率可调，制造比较经济，使用方便、应用效能较高的无扇叶风力发电机。
本发明的目的可以通过以下措施来实现：
一种无扇叶风力发电机，其特征是它包括有磁性振动膜带，至少在磁性振动膜带的水平两侧或上下两侧设有固定线圈支架，磁性振动膜带为在化学膜带、金属膜带或纤维膜带表面覆盖一定厚度的磁性材料形成，固定线圈支架为非磁性吸力材料制成，固定线圈支架上设有多个发电金属线圈，各发电金属线圈均具有二根电力输出线，它们分别连接到电能处理器模块中各自对应的电能处理器的二个电力输入端，由电能处理器模块对各电能处理器的电能输出集中处理后统一输出。
所述磁性振动膜带的水平两侧和上下两侧均设有固定线圈支架。
所述磁性振动膜带水平两侧的固定线圈支架内侧设有大于磁性振动膜带周边且具有较大线圈间隙的发电金属线圈。
所述磁性振动膜带上下侧的固定线圈支架上设有多个磁块发电金属线圈，对应地在磁性振动膜带对应磁块发电金属线圈位置处设有磁块，上述的多个磁块发电金属线圈的电力输出线分别连接到电能处理器中各自对应的电力输入端，由电能处理器模块集中输出电能。
所述固定线圈支架上设有与磁性振动膜带宽度对应的多个磁性振动膜带发电金属线圈，对应磁性振动膜带发电金属线圈位置处的磁性振动膜带上设有感应磁片。
所述所述磁性振动膜带上侧的固定线圈支架上设有磁棒发电金属线圈，磁棒发电金属线圈内设有磁棒，磁棒的上端头大于固定线圈支架上的磁棒过孔，磁棒的下端连接磁棒弹性塑料限位固定座。
所述磁性振动膜带上的磁块与固定支架上的磁块发电金属线圈的位置可以互换。所述固定支架材料采用非金属材料。
所述磁性振动膜带与金属线圈与固定线圈支架的一端由磁性振动膜带固定端固定在一起，它们的另一端连接到松紧度调节器。
所述磁性振动膜带松紧度调节器呈菱形，各边活动连接，其内侧端连接磁性振动膜带一端，其外侧端连接级联调节板，固定线圈支架一端连接磁性振动膜带固定端，其另一端连接级联调节板，磁性振动膜带松紧度调节器的上下端连接到旋转螺杆，旋转螺杆上设有松紧度调节器旋转把。
本发明是利用周围的风能、声能、震动能产生电力的高效率发电机，其小到方糖大小，用于驱动移动无线装置，包括单片机、手机、MP3播放器等，大型无扇叶风力发电机可产生较大电力，用于亮化城市等场合。它在微风、或震动状态下均能正常发电，高于旋转风力发电机的效率，几十元人民币制造的1.5米/秒微风力、震动装置可以产生几十微瓦的电力，点量LED照明灯或收音机，本发明可独立或并联工作，多个装置级联功率增加，使用与维护安全、方便，是电动运载工具、电力照明等领域清洁、环保、经济与高效的新发电方式。
附图说明
图1为本发明磁性振动膜带上下两侧固定支架结构示意图。
图2为本发明磁性振动膜带水平两侧固定支架结构示意图。
图3为电能处理器线路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步地说明：
本发明是一种将空气能量转换成电能的无扇叶微风发电机，其发电工作原理方式是通过空气吹过一条拉紧度可调的具有磁性的膜带或外力震动作用于磁性膜带的磁块产生振动机械能，使永磁磁性材料作用于金属线圈，金属线圈的电力输出线连接到电能处理器模块，再由电能处理器模块将引入的电力进行电能标准化处理，集中输出电能。所述具有磁性的膜带或皮带是用化学膜带、金属膜带、纤维膜带等材料构成，不同的材质决定膜带或皮带单位振动机械能大小，也对金属线圈产生的电力有影响。
本发明的具体结构如图1、2所示，本发明中的磁性振动膜带4的水平两侧与上下两侧设有固定线圈支架9。磁性振动膜带4为在化学膜带、金属膜带或纤维膜带表面覆盖一定厚度的磁性材料形成，固定线圈支架9为非磁性吸力材料制成，比如铝、塑料或其它非金属材料等。固定线圈支架9上固定有多个发电金属线圈，各发电金属线圈均具有二根电力输出线，它们分别连接到电能处理器模块14中各自对应的电能处理器的二个电力输入端，由电能处理器模块14对各电能处理器的电能输出集中处理后统一输出。所述的发电金属线圈包括有与感应磁片和磁块配合的空心线圈、内部设有磁棒的线圈以及磁性振动膜带4水平位于发电金属线圈内部的线圈三种形式。如图2所示，当固定线圈支架9位于磁性振动膜带4水平两侧时，在固定线圈支架内侧设有大于磁性振动膜带4周边且具有较大线圈间隙的水平发电金属线圈16，即上述的磁性振动膜带4水平位于发电金属线圈内部的线圈。由于发电金属线圈的间隙较大，不会影响气流作用磁性振动膜带4。
本发明在磁性振动膜带4上下侧设置的固定线圈支架9时，磁性振动膜带4与金属线圈与固定线圈支架9的一端由磁性振动膜带固定端1固定在一起，它们的另一端连接到磁性振动膜带松紧度调节器12。在固定线圈支架9上设有多个磁块发电金属线圈2，对应地在磁性振动膜带4对应磁块发电金属线圈2位置处设有磁块3。固定线圈支架9也用于固定与磁性振动膜带4宽度对应的多个磁性振动膜带发电金属线圈8，对应磁性振动膜带发电金属线圈8位置处的磁性振动膜带4上设有感应磁片15，当磁性振动膜带4振动时带动感应磁片作用于磁性振动膜带发电金属线圈8，由此产生电能。以及在磁性振动膜带4上侧的固定线圈支架9上还可以固定磁棒发电金属线圈6，磁棒发电金属线圈6内设有磁棒5，磁棒5的上端头大于固定线圈支架9上的磁棒过孔，磁棒5的下端连接磁棒弹性塑料限位固定座7。通过固定线圈支架9上的磁棒过孔可控制磁棒固定座7与磁性振动膜带4的距离，以适应不同风力大小发电的需要。磁棒固定座7控制磁棒5上行行程并加快推动磁棒5运动，磁棒5作用于金属线圈6，从而产生电能。上述的多个磁块发电金属线圈2的电力输出线分别连接到电能处理器14中各自对应的电力输入端，由电能处理器模块14集中输出电能。
本发明中的磁性振动膜带松紧度调节器12呈菱形，各边活动连接，其内侧端连接磁性振动膜带4一端，其外侧端连接级联调节板13，固定线圈支架9一端连接磁性振动膜带固定端1，其另一端连接级联调节板13，级联调节板13供无叶风机并联工作时使用。磁性振动膜带松紧度调节器12的上下端连接到旋转螺杆11，旋转螺杆11上设有松紧度调节器旋转把10。松紧度调节器12用于磁性振动膜带4的松紧度，旋转松紧度调节器旋转把10可使旋转螺杆11旋转，从而调节磁性振动膜带松紧度调节器12的上下端高度，由于磁性振动膜带松紧度调节器12呈菱形结构，所以磁性振动膜带松紧度调节器12上下端高度增加或减少时会使其左右端的距离减少或增加，由于磁性振动膜带松紧度调节器12的一端固定在级联调节板13上，使得磁性振动膜带松紧度调节器12连磁性振动膜带4的连接端发生位移，这样就实现磁性振动膜带4松紧度的调节，从而调整磁性振动膜带4固有震荡频率。发电金属线圈的匝数由固有震荡频率等综合因素决定。所述磁性振动膜带4上的磁块3与固定支架9上的磁块发电金属线圈2的位置可以互换，同样可以实现发电目的。
本发明的工作过程为：
空气吹过无叶风机拉紧的磁性振动膜带4产生振动，或外力震动作用于磁性膜带的磁块产生振动机械能，从而带动磁性振动膜带4上的磁块3和感应磁片振动，它们作用于各自的金属线圈而产生电能。本发明中磁块3与薄磁片可以单独设置，也可组合设置。当风力较大时，带动磁性振动膜带4击打磁棒5下端的磁棒固定座7，使磁棒5在金属线圈6中上下运动，进而在金属线圈6中产生电流。几种方式的组合使用，使风力可得到充分利用。在磁性振动膜带4水平两侧设置固定线圈支架9原理相同，也是通过磁性振动膜带4的振动，使固定在固定线圈支架9内侧绕在磁性振动膜带4四周的发电金属线圈产生电力。本发明可根据不同场合，不同风力选择不同的型号大小，以使其适用范围更广，但其基本结构与原理相同。
本发明涉及的其它未说明部份与现有技术相同。
Claims (10)
1、一种无扇叶风力发电机，其特征是它包括有磁性振动膜带(4)，至少在磁性振动膜带(4)的水平两侧或上下两侧设有固定线圈支架(9)，磁性振动膜带(4)为在化学膜带、金属膜带或纤维膜带表面覆盖一定厚度的磁性材料形成，固定线圈支架(9)为非磁性吸力材料制成，固定线圈支架(9)上设有多个发电金属线圈，各发电金属线圈均具有二根电力输出线，它们分别连接到电能处理器模块(14)中各自对应的电能处理器的二个电力输入端，由电能处理器模块对各电能处理器的电能输出集中处理后统一输出。
2、根据权利要求1所述的无扇叶风力发电机，其特征是所述磁性振动膜带(4)的水平两侧和上下两侧均设有固定线圈支架(9)。
3、根据权利要求1或2所述的无扇叶风力发电机，其特征是所述磁性振动膜带(4)水平两侧的固定线圈支架内侧设有大于磁性振动膜带(4)周边且具有较大线圈间隙的发电金属线圈。
4、根据权利要求1所述的无扇叶风力发电机，其特征是所述磁性振动膜带(4)上下侧的固定线圈支架(9)上设有多个磁块发电金属线圈(2)，对应地在磁性振动膜带(4)对应磁块发电金属线圈(2)位置处设有磁块(3)，上述的多个磁块发电金属线圈(2)的电力输出线分别连接到电能处理器(14)中各自对应的电力输入端，由电能处理器模块(14)集中输出电能。
5、根据权利要求1或4所述的无扇叶风力发电机，其特征是所述固定线圈支架(9)上设有与磁性振动膜带(4)宽度对应的多个磁性振动膜带发电金属线圈(8)，对应磁性振动膜带发电金属线圈(8)位置处的磁性振动膜带(4)上设有感应磁片。
6、根据权利要求1或4所述的无扇叶风力发电机，其特征是所述所述磁性振动膜带(4)上侧的固定线圈支架(9)上设有磁棒发电金属线圈(6)，磁棒发电金属线圈(6)内设有磁棒(5)，磁棒(5)的上端头大于固定线圈支架(9)上的磁棒过孔，磁棒(5)的下端连接磁棒弹性塑料限位固定座(7)。
7、根据权利要求4所述的无扇叶风力发电机，其特征是所述磁性振动膜带(4)上的磁块(3)与固定支架(9)上的磁块发电金属线圈(2)的位置可以互换。
8、根据权利要求1所述的无扇叶风力发电机，其特征是所述磁性振动膜带(4)与金属线圈与固定线圈支架(9)的一端由磁性振动膜带固定端(1)固定在一起，它们的另一端连接到松紧度调节器(12)。
9、根据权利要求1所述的无扇叶风力发电机，其特征是所述磁性振动膜带松紧度调节器(12)呈菱形，各边活动连接，其内侧端连接磁性振动膜带(4)一端，其外侧端连接级联调节板(13)，固定线圈支架(9)一端连接磁性振动膜带固定端，其另一端连接级联调节板，磁性振动膜带松紧度调节器(12)的上下端连接到旋转螺杆(11)，旋转螺杆(11)上设有松紧度调节器旋转把(10)。
10、根据权利要求1所述的无扇叶风力发电机，其特征是所述固定支架(9)材料采用非金属材料。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: SCIENCE AND ENGINEERING UNIVERSITY OF PLA Free format text: FORMER OWNER: CHEN XIAOHUA Effective date: 20100601 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 210007 ROOM 402, BUILDING 15, SOUTH DISTRICT, NO.2, BIAOYING, NANJING CITY,JIANGSU PROVINCE TO: 210007 NO.1, HAIFU LANE, BAIXIA DISTRICT, NANJING CITY, JIANGSU PROVINCE |
|
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20100601 Address after: Holford Lane Baixia District of Nanjing city of Jiangsu Province, No. 1 210007 Applicant after: Univ. of Science and Engineering, PLA Address before: 210007 room 15, 402 South District, camp two, Nanjing, Jiangsu Applicant before: Chen Xiaohua |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20101020 Termination date: 20130227 |