CN107733283B - 发电装置及应用该发电装置的发电系统 - Google Patents

发电装置及应用该发电装置的发电系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种发电装置，包括磁铁和感应组件，所述磁铁内具有空腔，所述磁铁的两个磁极相对布置，所述感应组件设置于所述空腔内并将所述空腔分割为第一感应腔和第二感应腔，所述第一感应腔封闭，所述磁铁设置有连通外界与所述第二感应腔的通孔，所述感应组件受外界压力后能沿切割所述磁铁形成的磁感线的方向运动。本发明还公开了一种应用该发电装置的发电系统。本发明可利用噪声环境中的声压、风压等自然条件进行发电，利于延长需充电的电子设备的待机时间，具有成本低、使用方便和安全性高的优点。

Description

发电装置及应用该发电装置的发电系统
技术领域
本发明涉及发电技术领域，尤其涉及一种发电装置及应用该发电装置的发电系统。
背景技术
随着移动终端及互联网接入口产品等电子设备向便携性趋势发展，对其超薄超轻的要求也越来越高。以移动终端为例，现有的移动终端的电池制约了整机厚度，并且存在电池容量不足，待机时间短的问题。而目前的充电方案则普遍采用固定电源或者利用充电宝等移动电源等充电设备对移动终端进行充电，但这种充电方案至少存在以下缺点：
1、充电设备的成本较高；
2、充电设备携带不便且具有安全隐患；
3、在野外环境、忘记携带充电设备或者充电设备无电量等无电源的情况下，不能及时地对移动终端进行充电，甚至会导致用户在野外环境下因移动终端没电而与外界失去联系。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种发电装置及应用该发电装置的发电系统，旨在解决现有的电子设备待机时间短及充电设备成本高和使用不便的问题。
为实现上述目的，本发明提供的发电装置包括磁铁和感应组件，所述磁铁内具有空腔，所述磁铁的两个磁极相对布置，所述感应组件设置于所述空腔内并将所述空腔分割为第一感应腔和第二感应腔，所述第一感应腔封闭，所述磁铁设置有连通外界与所述第二感应腔的通孔，所述感应组件受外界压力后能沿切割所述磁铁形成的磁感线的方向运动。
优选地，所述感应组件包括弹性件和设置在弹性件表面的感应线圈，所述弹性件的边缘连接于所述磁铁的内壁以将所述空腔分为第一感应腔和第二感应腔，并封闭所述第一感应腔。
优选地，所述感应线圈沿平行于所述磁感线的方向设置，且所述感应线圈的两相对表面分别对应朝向所述第一感应腔和所述第二感应腔。
优选地，所述弹性件的边缘呈凹槽形且其开口端朝向所述第二感应腔。
优选地，所述空腔的数量为多个，各所述空腔内均设置有所述感应组件。
优选地，两相邻所述空腔之间设置有支架，所述支架的一端与所述磁铁的N极连接，所述支架的另一端与所述磁铁的S极连接，所述支架沿平行于所述磁感线的方向设置，所述支架与位于其上方的所述感应组件形成所述第一感应腔。
优选地，所述支架的数量为三个，分别为由上至下均匀间隔布置的第一支架、第二支架和第三支架；所述空腔的数量为三个，分别为第一空腔、第二空腔和第三空腔；所述磁铁包括顶板，所述顶板与第一支架以及所述磁铁的两个磁极之间合围成所述第一空腔，所述第一支架与第二支架以及所述磁铁的两个磁极之间合围成所述第二空腔，所述第二支架与第三支架以及所述磁铁的两个磁极之间合围成所述第三空腔。
优选地，所述通孔的面积为5mm2-10mm2。
优选地，所述第一感应腔的体积大于所述第二感应腔的体积。
本发明还提供一种发电系统，包括整流器和如上述任一项所述的发电装置，所述感应组件与整流器电连接。
在本发明的技术方案中，发电装置在使用时，当外界有声压或风压时，声压或风压通过磁铁上的通孔进入第二感应腔，由于第一感应腔封闭，第一感应腔和第二感应腔之间形成压差，位于第一感应腔和第二感应腔之间的感应组件受压后振动，即感应组件向上或向下交替运动，当感应组件振动时，能对磁铁形成的磁感线形成切割作用，根据电磁感应的原理，感应组件切割磁感线的过程中形成电流，可实现对移动终端或其他需充电的电子设备进行充电。该发电装置可利用噪声环境中的声压、风压等自然条件进行发电，利于延长电子设备的待机时间，具有成本低、使用方便和安全性高的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明实施例发电装置的截面示意图；
图2为本发明实施例发电装置中感应线圈向上运动时产生电流的原理图；
图3为本发明实施例发电装置中感应线圈向下运动时产生电流的原理图。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
1 磁铁 11 N极
12 S极 13 顶板
14 通孔 2 感应组件
21 弹性件 22 感应线圈
3 支架 100 空腔
10 第一感应腔 20 第二感应腔
本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本实施例中的附图，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，为实现上述目的，本发明提供的发电装置包括磁铁1和感应组件2，磁铁1内具有空腔100，磁铁1的两个磁极相对布置，感应组件2设置于空腔100内并将空腔100分割为第一感应腔10和第二感应腔20，第一感应腔10封闭，磁铁1设置有连通外界与第二感应腔20的通孔14，感应组件2受外界压力后能沿切割磁铁1形成的磁感线的方向运动。
本实施例的磁铁1的两个磁极，即磁铁1的N极11和S极12形成磁感线，本实施例的磁铁1的S极12和磁铁1的N极11左右对称布置，形成的磁感线的方向为从右至左的方向。需要说明的是，磁铁1的S极12和磁铁1的N极11的位置也可互换。
本实施例的发电装置在使用时，当外界有声压或风压时，声压或风压通过磁铁1上的通孔14进入第二感应腔20，由于第一感应腔10封闭，第一感应腔10和第二感应腔20之间形成压差，位于第一感应腔10和第二感应腔20之间的感应组件2受压后振动，即感应组件2向上或向下交替运动，当感应组件2振动时，能对磁铁1形成的磁感线形成切割作用，根据电磁感应的原理，感应组件2切割磁感线的过程中形成电流，可实现对移动终端或其他需充电的电子设备进行充电。
本实施例的发电装置可集成在移动终端等电子设备中，也可独立存在，使用时与电子设备电连接即可。该发电装置可利用噪声环境中的声压、风压等自然条件进行发电，利于延长电子设备的待机时间，具有成本低、使用方便和安全性高的优点。
可以理解的，本实施例中描述的移动终端可以包括诸如手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、便捷式媒体播放器(Portable Media Player，PMP)、导航装置、可穿戴设备、智能手环、计步器等。
本实施例中，感应组件2包括弹性件21和感应线圈22，感应线圈22固定在弹性件21表面，弹性件21的边缘连接于磁铁1的内壁以将空腔100分为第一感应腔10和第二感应腔20，并封闭第一感应腔10。外界的风压或声压通过通孔14进入第二感应腔20后，使得弹性件21产生上下振动，进而带动感应线圈22上下振动而产生电流。
如图1所示，本实施例的感应线圈22沿平行于磁感线的方向设置，且感应线圈22的两相对表面分别对应朝向第一感应腔10和第二感应腔20，利于感应线圈22对感应线形成切割。本实施例的弹性件21上固定有感应线圈22的中间区域呈平面，弹性件21的边缘呈凹槽形且其开口端朝向第二感应腔20，利于增强感应线圈22的上下振动效果。
在进一步的技术方案中，空腔100的数量为多个，各空腔100内均设置有感应组件2。在使用过程中，各空腔100内的感应线圈22同时上下振动，即在同一时刻各空腔100内的感应线圈22产生的电流方向一致，将各空腔100内感应线圈22产生的电流集合起来形成较大的电流，提升了发电装置的发电效率。
本实施例中，两相邻空腔100之间设置有支架3，支架3的一端与磁铁1的N极11连接，支架3的另一端与磁铁1的S极12连接，支架3沿平行于磁感线的方向设置，支架3与位于其上方的感应组件2形成第一感应腔10。
本实施例的支架3的数量为三个，分别为第一支架、第二支架和第三支架，第一支架、第二支架和第三支架由上至下均匀间隔布置；空腔100的数量为三个，分别为第一空腔、第二空腔和第三空腔；磁铁1包括顶板13，顶板13与第一支架以及磁铁1的两个磁极之间合围成第一空腔，第一支架与第二支架以及磁铁1的两个磁极之间合围成第二空腔，第二支架与第三支架以及磁铁1的两个磁极之间合围成第三空腔。
本实施例中位于第一空腔内的感应线圈22为第一感应线圈，位于第二空腔内的感应线圈22为第二感应线圈，位于第三空腔内的感应线圈22为第三感应线圈。本实施例的第一支架、第二支架和第三支架由上至下均匀间隔布置，使得第一空腔、第二空腔和第三空腔的体积一致，进而使得第一感应线圈、第二感应线圈和第三感应线圈在同时振动时振幅一致，产生的电流大小和电流方向均一致。
本实施例中，通孔14的面积为5mm2-10mm2，满足移动终端的用电需求。本实施例的第一感应腔10的体积大于第二感应腔20的体积，第一感应腔10的体积较大，弹性件21和感应线圈22的振幅则越大，有利于感应线圈22产生电流。相对来说，第二感应腔20在满足产生感应线圈22产生电流的前提下则体积较小利于感应线圈22振动。
如图2和图3所示，图2和图3中的A和B表示感应线圈22的两个电极。如图2所示，当感应线圈22向上运动时，感应线圈22切割磁感线产生电流，根据右手定则，产生的电流方向为图中箭头所示的方向，即电流方向为从A到B。反之，如图3所示，当感应线圈22向下运动时，感应线圈22切割磁感线产生电流，根据右手定则，产生的电流方向为图中箭头所示的方向，即电流方向为从B到A。也就是说，本实施例的感应线圈22在上下振动的过程中，产生从A到B或者从B到A的交替电流，即产生的是交流电，将感应线圈22的两个电极与能将交流电转换为直流电的设备，例如整流器电连接，转换为直流电后即可实现给电子设备充电。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种发电系统，包括整流器和上述的发电装置，感应组件2与整流器电连接，具体地，感应线圈22与整流器电连接，感应线圈22产生的交流电通过整流器转换为直流电后壳实现给电子设备充电。由于该发电系统采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种发电装置，其特征在于，包括磁铁和感应组件，所述磁铁内具有空腔，所述磁铁的两个磁极相对布置，所述感应组件设置于所述空腔内并将所述空腔分割为第一感应腔和第二感应腔，所述第一感应腔封闭，所述磁铁设置有连通外界与所述第二感应腔的通孔，所述感应组件受外界压力后能沿切割所述磁铁形成的磁感线的方向运动；所述空腔的数量为多个，各所述空腔内均设置有所述感应组件；两相邻所述空腔之间设置有支架，所述支架的一端与所述磁铁的N极连接，所述支架的另一端与所述磁铁的S极连接，所述支架沿平行于所述磁感线的方向设置，所述支架与位于其上方的所述感应组件形成所述第一感应腔。
2.根据权利要求1所述的发电装置，其特征在于，所述感应组件包括弹性件和设置在弹性件表面的感应线圈，所述弹性件的边缘连接于所述磁铁的内壁以将所述空腔分为第一感应腔和第二感应腔，并封闭所述第一感应腔。
3.根据权利要求2所述的发电装置，其特征在于，所述感应线圈沿平行于所述磁感线的方向设置，且所述感应线圈的两相对表面分别对应朝向所述第一感应腔和所述第二感应腔。
4.根据权利要求2所述的发电装置，其特征在于，所述弹性件的边缘呈凹槽形且其开口端朝向所述第二感应腔。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的发电装置，其特征在于，所述支架的数量为三个，分别为由上至下依次间隔设置的第一支架、第二支架和第三支架；所述空腔的数量为三个，分别为第一空腔、第二空腔和第三空腔；所述磁铁包括顶板，所述顶板与第一支架以及所述磁铁的两个磁极之间合围成所述第一空腔，所述第一支架与第二支架以及所述磁铁的两个磁极之间合围成所述第二空腔，所述第二支架与第三支架以及所述磁铁的两个磁极之间合围成所述第三空腔。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的发电装置，其特征在于，所述通孔的面积为5mm2-10mm2。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的发电装置，其特征在于，所述第一感应腔的体积大于所述第二感应腔的体积。
8.一种发电系统，其特征在于，包括整流器和如权利要求1-7中任一项所述的发电装置，所述感应组件与整流器电连接。
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