CN103825490A - 旋转式可变电容发电机 - Google Patents

Abstract

旋转式可变电容发电机，它涉及的是机械能转换成电能的技术领域。它是为了克服现有电磁式发电机存在功率/重量比小、耗费大量铜材、转换效能低、发热量大的问题。它的第一半圆导电金属片的一个端面和第二半圆导电金属片的一个端面都与第一电介质圆片的一个端面连接，导电金属圆片的一个端面与第二电介质圆片的一个端面连接；第一电介质圆片的另一个端面分别通过大密封环和小密封环与第二电介质圆片的另一个端面形成一个环型密封空间，所述导电液体的体积为上述环型密封空间体积的一半；轴孔的转动轴线与重力方向垂直。本发明的旋转式可变电容发电机的机械能转换电能的效率为95%以上，导电良好的金属材料使用少，功率/重量比大，发热量小。

Description

旋转式可变电容发电机

技术领域

本发明涉及的是机械能转换成电能的技术领域。

背景技术

现有将机械能转换成电能的手段是电磁式发电机，并广泛应用在各个领域中，成为人们生活和生产制造中必不可少的科技设施，但现有发电机还存在很多问题，如，功率/重量比小，耗费大量铜材，转换效能低，发热量大；在制造过程中耗费大量能源，在发电过程中浪费大量能源。

发明内容

本发明的目的是提供一种旋转式可变电容发电机，本发明是为了克服现有电磁式发电机存在功率/重量比小、耗费大量铜材、转换效能低、发热量大的问题。

本发明的一种旋转式可变电容发电机，它由第一半圆导电金属片、第二半圆导电金属片、第一电介质圆片、第二电介质圆片、导电金属圆片、大密封环、小密封环、导电液体、惰性气体组成；

第一半圆导电金属片的一个端面和第二半圆导电金属片的一个端面都与第一电介质圆片的一个端面连接，第一半圆导电金属片与第二半圆导电金属片相对形成一个整圆并且之间相互绝缘；导电金属圆片的一个端面与第二电介质圆片的一个端面连接；第一电介质圆片的另一个端面分别通过大密封环和小密封环与第二电介质圆片的另一个端面密封连接，在大密封环和小密封环之间形成一个环型密封空间，所述环型密封空间的轴向截面与第一半圆导电金属片和第二半圆导电金属片相对形成的整圆面、导电金属圆片的圆面大小相等并相对，将导电液体和惰性气体都装入上述环型密封空间中，所述导电液体的体积为上述环型密封空间体积的一半；小密封环内的轴孔的转动轴线与第一电介质圆片的转动轴线、第二电介质圆片的转动轴线、导电金属圆片的转动轴线、大密封环的转动轴线相互重合；小密封环内的轴孔与原动机的转轴传动连接，轴孔的转动轴线与重力方向垂直；第一半圆导电金属片或第二半圆导电金属片与导电金属圆片之间为高压充电输入端；第一半圆导电金属片与第二半圆导电金属片之间输出为高压交流电，可通过电刷、导线与用电器连接，或通过中频变压器降压/升压输出连接用电器。

本发明的旋转式可变电容发电机的机械能转换电能的效率为95%以上，导电良好的金属材料使用少，功率/重量比大，发热量小；并具有结构简单，容易加工制造，容易维护保养，成本低廉的优点。能实现高效的节能减排效果。

附图说明

图1是本发明的整体过轴心线剖面结构示意图，图2是图1的左视结构示意图，图3是图1的右视结构示意图，图4是图1中A-A向剖面结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1、图2、图3、图4说明本实施方式，本实施方式由第一半圆导电金属片1、第二半圆导电金属片2、第一电介质圆片3、第二电介质圆片4、导电金属圆片5、大密封环6、小密封环7、导电液体8、惰性气体9组成；

第一半圆导电金属片1的一个端面和第二半圆导电金属片2的一个端面都与第一电介质圆片3的一个端面连接，第一半圆导电金属片1与第二半圆导电金属片2相对形成一个整圆并且之间相互绝缘；导电金属圆片5的一个端面与第二电介质圆片4的一个端面连接；第一电介质圆片3的另一个端面分别通过大密封环6和小密封环7与第二电介质圆片4的另一个端面密封连接，在大密封环6和小密封环7之间形成一个环型密封空间，所述环型密封空间的轴向截面与第一半圆导电金属片1和第二半圆导电金属片2相对形成的整圆面、导电金属圆片5的圆面大小相等并相对，将导电液体8和惰性气体9都装入上述环型密封空间中，所述导电液体8的体积为上述环型密封空间体积的一半；小密封环7内的轴孔10的转动轴线与第一电介质圆片3的转动轴线、第二电介质圆片4的转动轴线、导电金属圆片5的转动轴线、大密封环6的转动轴线相互重合；小密封环7内的轴孔10与原动机的转轴传动连接，轴孔10的转动轴线与重力方向垂直；第一半圆导电金属片1或第二半圆导电金属片2与导电金属圆片5之间为高压充电输入端；第一半圆导电金属片1与第二半圆导电金属片2之间输出为高压交流电，可通过电刷、导线与用电器连接，或通过中频变压器降压/升压输出连接用电器。

所述第一半圆导电金属片1、第二半圆导电金属片2、导电金属圆片5的材质为导电良好的金属，可选铝、铝合金、铜、铜合金或银。

所述大密封环6、小密封环7的材质为不与导电液体8起任何反应的材质，可选塑料或树脂。

所述第一电介质圆片3、第二电介质圆片4为高介电常数的固体材料，可选高压瓷片电容器中的陶瓷电介质、填充有高介电常数陶瓷粉的聚四氟乙烯或聚苯乙烯。

所述导电液体8可选汞、盐水或与电介质不反应、不亲合和不渗透的导电液体。

所述惰性气体9为不与导电液体8、电介质反应的气体，可选氮气。

工作原理：当第一半圆导电金属片1转动到最下方时，同时由于重力原因使导电液体8一直处于所述环型密封空间的下半部，使第一半圆导电金属片1与导电液体8相对，使第一半圆导电金属片1通过第一电介质圆片3的下半部与导电液体8形成一个带有电介质的电容器，导电液体8通过第二电介质圆片4的下半部与导电金属圆片5的下半部形成另一个带电介质的电容器，等效于两个电容器串联连接，这时对这个串联电容器进行高电压充电（充电电压的大小为不击穿电介质为准，高压充电输入端进行充电后，为后续补偿电容器自损耗漏电所消耗的电能），当继续转动时，由于重力原因，导电液体8将一直处于所述环型密封空间的下半部，使上述串联电容器的相对级板面积逐渐减小和距离增大即容值逐渐减小，而第二半圆导电金属片2、第一电介质圆片3、导电液体8、第二电介质圆片4与导电金属圆片5组成的另一个串联电容器的相对级板面积逐渐增大和距离减小，即容值逐渐增大，当第一半圆导电金属片1与第二半圆导电金属片2之间接有用电器时，第一半圆导电金属片1中所充入的电荷将通过用电器流动到第二半圆导电金属片2中，当继续转动，第二半圆导电金属片2中的电荷再通过用电器回流到第一半圆导电金属片1中，周而复始，在用电器中形成交流电流。

所述电容器充电的电压越高、转数越高或电容器的容值越高，旋转式可变电容发电机单位体积发电量越高。所述电容器的数据，可根据公式C=εεs/d、Q=U*C、E=CU^2/2计算。

Claims (9)

1.旋转式可变电容发电机，它由第一半圆导电金属片(1)、第二半圆导电金属片(2)、第一电介质圆片(3)、第二电介质圆片(4)、导电金属圆片(5)、大密封环(6)、小密封环(7)、导电液体(8)、惰性气体(9)组成；

其特征在于第一半圆导电金属片(1)的一个端面和第二半圆导电金属片(2)的一个端面都与第一电介质圆片(3)的一个端面连接，第一半圆导电金属片(1)与第二半圆导电金属片(2)相对形成一个整圆并且之间相互绝缘；导电金属圆片(5)的一个端面与第二电介质圆片(4)的一个端面连接；第一电介质圆片(3)的另一个端面分别通过大密封环(6)和小密封环(7)与第二电介质圆片(4)的另一个端面密封连接，在大密封环(6)和小密封环(7)之间形成一个环型密封空间，所述环型密封空间的轴向截面与第一半圆导电金属片(1)和第二半圆导电金属片(2)相对形成的整圆面、导电金属圆片(5)的圆面大小相等并相对，将导电液体(8)和惰性气体(9)都装入上述环型密封空间中，所述导电液体(8)的体积为上述环型密封空间体积的一半；小密封环(7)内的轴孔(10)的转动轴线与第一电介质圆片(3)的转动轴线、第二电介质圆片(4)的转动轴线、导电金属圆片(5)的转动轴线、大密封环(6)的转动轴线相互重合；小密封环(7)内的轴孔(10)与原动机的转轴传动连接，轴孔(10)的转动轴线与重力方向垂直；第一半圆导电金属片(1)或第二半圆导电金属片(2)与导电金属圆片(5)之间为高压充电输入端；第一半圆导电金属片(1)与第二半圆导电金属片(2)之间输出为高压交流电。

2.根据权利要求1所述的旋转式可变电容发电机，其特征在于所述第一半圆导电金属片(1)、第二半圆导电金属片(2)、导电金属圆片(5)的材质为导电良好的金属，可选铝、铝合金、铜、铜合金或银。

3.根据权利要求1所述的旋转式可变电容发电机，其特征在于所述第一电介质圆片(3)、第二电介质圆片(4)为高介电常数的固体材料。

4.根据权利要求1、3所述的旋转式可变电容发电机，其特征在于所述第一电介质圆片(3)、第二电介质圆片(4)的材质为高压瓷片电容器中的陶瓷电介质。

5.根据权利要求1、3所述的旋转式可变电容发电机，其特征在于所述第一电介质圆片(3)、第二电介质圆片(4)的材质为填充有高介电常数陶瓷粉的聚四氟乙烯或聚苯乙烯。

6.根据权利要求1所述的旋转式可变电容发电机，其特征在于所述导电液体(8)为汞。

7.根据权利要求1所述的旋转式可变电容发电机，其特征在于所述导电液体(8)为盐水。

8.根据权利要求1所述的旋转式可变电容发电机，其特征在于所述惰性气体(9)为不与导电液体(8)、电介质反应的气体。

9.根据权利要求1、8所述的旋转式可变电容发电机，其特征在于所述惰性气体(9)为氮气。

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