CN117546397A - 具有改进效率的电流发生装置 - Google Patents

Abstract

描述了一种用于产生电流的装置(1；101；201；301；351；401；501)，包括支撑一个或多个电绕组或导体(12；112；212；312；362；412；512)的电枢元件(10；110；210；310；360；410；510)，适当地排列在由电感器(20；120；320；370；420；520)产生的磁场中，并且可选地包括一个具有开口的箱体结构(260)，其表面具有磁屏蔽功能，并且旨在从除了与所述开口对应的一侧以外的所有方向包围至少所述电枢元件(10；110；210；310；360；410；510)，其中，在运行中，所述电枢元件(10；110；210；310；360；410；510)被固定并相对于电感器(20；120；320；370；420；520)保持静止，且其包括支撑多个扇区(32；132；232；332；382；432；532)的屏蔽结构(30；130；230；330；380；430；530)，其具有磁屏蔽功能，所述具有磁屏蔽功能的多个扇区(32；132；232；332；382；432；532)由含有镍和铁的金属合金制成，厚度在0.003毫米至3毫米之间变化，所述屏蔽结构(30；130；230；330；380；430；530)被设置为旋转或振荡，以引起磁场的变化，从而引起与电枢元件(10；110；210；310；360；410；510)的所述一个或多个绕组或导体(12；112；212；312；362；412；512)连结的磁通量的变化。

Description

具有改进效率的电流发生装置

技术领域

本发明涉及一种用于产生电流的装置。更具体地说，本发明涉及一种感应电流发生器，其中消除了电枢和电感器之间的相对运动，从而获得了更高的整体效率。

背景技术

众所周知，目前的发电机是通过电磁感应现象将机械能转化为电能的系统。电磁感应是指当导体在磁场中运动，或者更准确地说，当与导体链接的磁通变化时，后者会产生感应电流。

因此，以下是一些关于电能生产和电磁学的原则：

-一个导体的线圈，浸入在一个可变的磁场中(例如，通过将线圈和磁铁相对旋转或前后移动线圈来获得)，并由一电流通过。

-当一个导体螺旋地缠绕一个铁磁体时，当后者被磁化时，导体会瞬间被电流所穿过。

-磁感应是一种现象，指的是某些被定义为铁磁性物质(包括铁、钴、镍、多种过渡金属及其合金)在磁场中被放置后会磁化的现象。

永磁体所产生的磁场可以用于驱动小尺寸的发电机或电动机，而较大的机器则需要使用电磁体。因此，标准发电机由两个基本部件组成：电感器，即带有绕组的磁体(或电磁体)，以及电枢，即携带导体的结构，这些导体浸入在磁场中，并随着磁场通量的变化而被感应电流(在发电机中)或供电电流(在电动机中)穿过。电枢通常由层压软铁芯组成，其周围绕有导体(或绕组)。

一般来说，磁场通量的变化是由于电枢的旋转而产生的。在当代的电流发生器中，电枢与电感器之间的相对旋转会导致电感器对电枢进行磁化/去磁的交替作用，从而使电流在整个旋转过程中流经电枢的线圈。

目前广泛使用的电流发生器的特点之一是整体效率相对较低，即产生的有用功率与用于产生它的(机械)功率之间的比值较低，特别是设置一个组件相对于另一个组件运动。下面列出了目前最常用的将机械能转化为电流(发电机或交流发电机)的系统以及相对平均效率：

-柴油发动机：理论效率为44％，实际效率为25％；

-汽油发动机：理论效率为37％，实际效率为15％；

-热电厂：燃气发电效率高达45％，在联合循环发电厂可达60％；

-水力发电厂：效率为80/85％；

-核裂变发电厂：效率为43％；

-风力发电机，包括垂直轴和水平轴，由于风的变化，平均容量产生30/50％的电力，在刮风的过程中，风速不得低于3-5米/秒，出于安全考虑也不得高于20-25米/秒。

所有这些系统的目的是使相对的电枢和电感器相对运动，这些都是具有相当大质量的组件。此外，在运动过程中会产生涡电流，导致对运动本身的阻挡力。因此，可以理解相对于所获得的电能而言，需要相当大量的能量。

根据已披露的信息，重新设计电流发电系统，尤其通过利用磁屏蔽的能量发生概念，限制使组件移动所需的能量是明显有利的。下文将对此进行更详细的讨论。

EP2806546A1揭示了一种电机，包括一个可绕旋转轴旋转的管状转子本体，其中转子本体由铁等铁磁材料制成。第一管状定子本体包括至少两个可连接到电路的第一绕组，其中至少两个第一绕组设置为相对于旋转轴沿着周向方向依次排列。第二管状定子本体，包括至少两个沿周向方向依次排列的磁性部分，其中每个磁性部分包括相应的磁性元件。转子本体可在第一定子本体和第二定子本体之间得到可旋转的支撑。在一种实施例中，转子本体沿周向方向依次排列有多个“齿”。

第二定子本体的永久磁铁，在转子旋转时，磁化了由铁(或铁磁材料)制成的转子自身的齿，当它们远离磁铁时会去磁化。软铁在远离磁化源后会去磁化，其与硬铁不同，而硬铁一旦磁化，除非在特殊条件下，否则不会再去磁化。铁本身不是一个屏蔽磁场的元素，并且通过感应会被磁化。

在这种情况下，转子体的大块旋转，当它具有铁磁材料的齿结构时(这些是与电机特性相称的尺寸的金属元素)，构成了大部分能量消耗，加上阻碍转子在旋转运动中前进的力，这些总是导致相对较低的能量产出。

JP6789451 B1描述了一种电机(特别是电动机)，它由包含永磁体的定子、包含绕组的第二定子和由多个铁扇形件组成的转子组成。该专利的目的是在电动机中修改低速或高速所需的扭矩。通过适当的反电动力，通过改变供给电磁铁的电流来根据需要削弱永磁体的磁场，从而实现这种修改。此外，在该文件中，转子的铁扇形件在其旋转运动中自身会磁化，并且转子的旋转始终导致相对较低的能量产出。

DE8901215U1描述了一种通过地球或星际磁场诱导产生而获得电流的发电机，但不涵盖电流发生过程中的磁屏蔽概念。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于产生电流的装置，其中整体效率得到改善。

特别是，本发明的目的是提供一种电流发生装置，其中消除了电枢和电感器之间的相对运动，创新地利用了在电流发生过程中磁屏蔽的概念。

本发明的另一个目标是提供一种电流发生装置，其中电感器完全由地球磁场组成。另一个目标是提供一种具有改进效率且可以轻松替代当前使用系统的电流发生装置。

根据具备所附独立权利要求1所列特征的本发明，通过具有改进效率的一电流发生装置，实现了这些和其它目标。

本发明的有利实施例由从属权利要求所披露。

实质上，本发明涉及一种用于产生电流的装置，包括支撑一个或多个电绕组或导体的电枢元件，适当地放置在由电感器产生的磁场中，并且可选地包括一个具有开口的箱体结构，其表面具有磁屏蔽功能，并且旨在从除了与所述开口相对应的一侧以外的所有侧面包围至少所述电枢元件，其中在运行中，所述电枢元件被固定并相对于电感器保持静止，且其中有一个屏蔽结构，其支撑具有磁屏蔽功能的多个扇区，其中具有磁屏蔽功能的多个扇区由含有镍和铁的金属合金制成，其厚度在0.003毫米至3毫米之间变化，并且所述屏蔽结构被旋转或振动以引起磁场的变化，从而使得与所述电枢元件的所述一个或多个绕组或导体链接的通量发生变化。

附图说明

本发明的进一步特征将通过以下详细描述更加清晰，纯粹以非限制性示例的方式参考其具体实施例，并在附图中进行说明，其中：

图1是根据本发明的第一实施例部分放大的一个用于产生电流的装置的轴测图；

图2是根据第一实施例的装置组件的横截面视图；

图3是根据本发明的第二实施例的电流发生装置的轴测图；

图4是图3所示实施例的横截面图；

图5是根据本发明的第三实施例的电流发生装置的示意轴测图；

图6a是一个放大的轴测图，显示了根据本发明的第四个实施例的电流发生装置的组件；

图6b是一个放大的轴测图，显示了图6a中所示的电流发生装置的另一种实施例；

图7是一个轴测示意图，显示了由平面结构组成的本发明的进一步实施例；

图8是本发明的另一实施例的轴测示意图，由一系列同轴圆柱体组成，其中中间圆柱体支撑着多个屏蔽扇区；

图9是与图8同轴圆柱体轴线垂直的平面对应的示意图，显示了屏蔽扇区和电枢和电感器扇区的圆周布置；

图10是示意图，显示了图8中屏蔽扇区在向屏蔽结构施加振荡运动后的位置。

具体实施方式

在详细描述本发明的具体实施例之前，适当介绍磁屏蔽的概念是必要的。磁屏蔽是指一种能够吸引、聚焦和偏转由源产生的磁场(m.f.)线的系统，防止它们进入特定的空间，并减少磁场本身的扩散。磁屏蔽可以，例如用由各种元素合金组成的板材来表示，形状适当，厚度可变，根据所需屏蔽的磁场强度来确定，以及根据需要避免其饱和。磁屏蔽通常由主要由镍和铁组成的合金制成，还含有少量的钼、碳、硅、锰等元素，其比例根据制造商和磁场特性而变化。优选的，其特征是磁屏蔽没有或只有极少的开口，四角是圆角，并且尺寸尽可能小，以适应需要屏蔽的磁场。

磁屏蔽的有效性取决于材料的磁导率，对于使用的铁磁材料而言，磁导率随磁场变化而变化。事实上，在磁场强度非常低或非常高的情况下，屏蔽的有效性都会降低，这种情况下材料会饱和。

为了获得低残余场(高场衰减)，磁屏蔽通常由多个“笼子”组成，这些笼子相互嵌套，每个笼子在其内部逐渐衰减磁场。这种解决方案尤其有利，因为相比于边缘弯曲成盒状的面板，简单的平板具有较低的屏蔽效果，而边缘弯曲成盒状的面板能更好地引导磁场线。

达到毫高斯(mG)或相当于十分之一微特斯拉(μT)的磁场强度需要具有高磁导率和低饱和度的合金进行屏蔽；相反，磁场强度超过1高斯(G)的需要具有低磁导率和高饱和度的合金进行屏蔽。

上述类型的磁屏蔽所使用的厚度范围从0.03到3毫米甚至更厚。所使用的金属板必须通过涂漆、镀镍、镀锡或其他方法来防止氧化。如果不戴手套处理这些金属板，会产生氧化效应，同样，弯曲和焊接也会通过引起内部应力来改变高或低磁导率所特征的微晶结构。

出于这些原因，在处理后，磁屏蔽必须再次经受高温处理-所谓的退火-以重新组织微晶结构。对于冲击屏蔽的磁场将在材料的厚度内物理存在于磁场线上。如果屏蔽受到机械应力和/或塑性变形的影响，屏蔽效果会降低甚至消失。相反，在没有这些应力和氧化的情况下，屏蔽效果是持久的。目前，还有适用的树脂和涂料，可以在一定范围内屏蔽磁场。

本发明所涉及的电能生产系统是基于刚刚描述的屏蔽效应的实际应用。无论是发电机还是交流发电机，无论电感器和电枢的大小如何，其工作原理都是基于通过屏蔽结构使电枢和电感器或其等效物保持静止，并通过产生可变磁场来发电。

关于已知系统，特别是那些在与发明背景相关的部分所引用的文件中描述的系统，没有任何装置利用通过提供支撑具有所述特征的屏蔽扇区的旋转结构(即由厚度在0.03至3毫米之间的金属合金板材形成)的磁屏蔽概念来产生能量。

在EP2806546A1的情况下，事实上，铁“齿”的磁化在转子旋转时由于通量变化引起绕组中的电流。转子的齿不起到磁屏蔽的作用，而是作为感应磁化的绕组的激励元件，并且移动热绕组远离永磁体，从而消除了绕组对磁体本身的热效应。同样，在JP6789451B1中，转子由一系列铁元素组成，其目的是通过磁化传递永磁体产生的磁通量，并对磁场没有屏蔽效应。

图1(部分放大的轴测图)和图2(剖面图)显示了一种根据本发明的电流发生装置1的第一实施例，该装置由内圆柱面10(或类似地，圆柱形冠或空心圆柱体)以及外圆柱面20(或类似地，圆柱形冠或空心圆柱体)组成，其中内圆柱面10支撑多个绕组或导体12，外圆柱面20支撑多个感应元件(磁铁或电磁铁)22。类比于已知的发电系统，内圆柱体10也被称为“电枢”，而外圆柱体20通常被称为“电感器”。电枢的绕组12和感应元件22也通常被称为“扇区”。电枢也可以无动于衷地放置在外圆柱面上，此时电感器将放置在内圆柱面上。

在运行中，电枢10和电感器20保持静止，电枢的扇区12和电感器的扇区22彼此相对。在电枢10和电感器20之间放置了一个由抗磁材料制成的圆柱形冠30，其远端固定在可旋转的轴上。在圆柱形冠30的表面上，以规律的方式，和以等于发电机的感应扇区22的数量，或根据所需产生的电流的定性和定量特征的适当确定，放置了多个屏蔽扇区32，，，这些屏蔽扇区32具有上述磁屏蔽的特性。因此，圆柱形冠30充当屏蔽结构。

屏蔽结构30的厚度足够以支撑所需的负载，并具有适当的尺寸，以使其能够插入发电机的气隙，即电枢10和电感器20之间的空间，以尽可能地保持该气隙的尺寸较小。屏蔽结构或圆形冠30的轴与滑轮(或直接与机械能源产生器，如电动机、涡轮机、风力涡轮叶片等)紧密连接，在滑轮上施加旋转力使其旋转。

在运行中，即在屏蔽结构30运动时，屏蔽扇区32的旋转会导致电枢扇区10的连续磁化和去磁化，与传统电流发生器相同。与这些传统系统相比，主要的区别在于获得相同电流所需的功率要少得多。事实上，标准电枢和电感器等组件的质量比屏蔽结构30要大得多，因此它们的旋转需要更高的功率。此外，在上述实施例中，对于电感器和电枢之间的相对运动的力被减小，几乎消除，因为当屏蔽材料在磁场中受到磁化时，其磁化强度较低，因此与电枢和电感器之间产生的磁吸引力相比，它们被磁铁吸引的程度要小得多。

通过使用这种装置，整体效率可以大大提高，减少了增碳剂或燃料的使用以及缩小了工厂的规模。旋转运动也可以由电动机引起，电感器可以由永磁体、电磁体或混合系统形成。

本发明的第二个实施例通过应用额外的屏蔽结构扩展了刚刚描述的发电装置的功能概念。图3显示了一种具有交替圆柱面(或圆柱形冠)的电流发生装置101的轴测图，这些圆柱面(或圆柱形冠)具有与上述电枢、电感器和屏蔽结构相同的功能。

参考图4的剖面视图，可以看到从内部向外部提供了一个具有多个绕组112的第一电枢110，一个具有多个屏蔽扇区132的第一屏蔽结构130，以及一个具有多个感应扇区122的电感器120。在后者的外部，提供了一个第二电感器150(具有天然的较大直径)，其具有多个绕组152，并且与它们之间插入了一个第二屏蔽结构140，其形状为圆柱形冠，整体地固定在第一屏蔽结构130的一轴上或者整体地固定在可以与第一屏蔽结构相比独立旋转的另一轴上。第二屏蔽结构140也具有多个屏蔽扇区142。

以此方式，通过单个电感器120，可以获得两个不同电枢的磁激发，并从电枢元件110、150产生电流，从而增加获得的电能量。在这种实施例中，电感器的磁铁(或电磁铁)必须固定在电感器元件120上，以产生对两个电枢110、150的感应。

本发明的另一实施例在于将地球磁场作为电感器，将其视为以相同方式由磁铁或电磁铁产生的磁场。

地球磁场(tmf)是一个准二极磁矩，在地球中心产生，其轴几乎与地球自转轴平行。抛开与地球核心固有的磁流体动力学复杂机制，这些机制负责磁场线及其时间和空间变化，可以说地球磁场的强度在地球表面的不同区域有所变化，从赤道附近的约24,000nT增加到极地区域的最大值68,000nT。尽管地球磁场相对较弱，但它仍然是一个磁场，因此可以被利用。

图5显示了一种功率发生装置201，其中地球的核心被用作磁场电感器。一个铁芯210被一个绕组212以与电流发生器中的电枢相同的方式缠绕。铁芯或电枢元件210，除了对应于其中一个基座的其中一个前部外，在其所有侧面上都被一个形状基本为开放箱子的磁屏蔽体260所包围。另一方面，在前部开口处，提供了一个类似于已经描述的支撑多个屏蔽扇区232的屏蔽结构230。

通过将电枢210定位在地球磁场线的方向上，并旋转屏蔽结构230，通过感应将铁芯进行由地球磁场线引起的持续磁化和去磁化，从而在绕组212中产生电流流通。通过这种方式，可以获得一种无需使用特殊设计的电感器的电流发生装置。刚刚描述的将电枢210从各个侧面上包围的事实也可以应用于先前的实施例。

当然，考虑到地球磁场的低强度，为了获得特定数值的电流，必须考虑使用等效的高数量元件构成的电枢。

如预期的那样，DE8901215U1描述了一种由地球或星际磁场产生的感应而获得的电流发生器。在该文件中，考虑了磁屏蔽的概念，并解释了它通常用于传统发电机中，以防止电磁体或永磁体的磁场受到地球磁场的干扰，而在该文中，地球磁场作为干扰因素并不用于产生电流。

根据本发明，相反地，地磁场的通量沿着电枢210的轴进入，其中电枢21保持静止。多个磁屏蔽体放置在由非磁性材料制成的盘或径向结构上，并在箱体结构260的开口前旋转。这种交替覆盖/揭开箱体结构的开放部分允许地磁通量的变化在电枢的铁芯中产生感应，并随后导致电流通过电枢绕组自身。所有这些结果都以一种创新的方式产生电流，该方式没有涵盖在DE8901215U1的描述中。

图5显示屏蔽扇区232附接到一个圆盘上，而不是附接到圆柱体或圆柱形冠的表面上，但屏蔽结构230也可以呈径向图案形成。用圆盘状或径向结构替代圆柱结构，或者用任何能够旋转设置的结构，实际上对已经描述的任何实施方案都是可行的。

因此，可以将电枢和电感器的圆柱形表面结构替换为盘状或径向结构，而不超出本发明的范围。图6a显示了一种实施例301，包括支撑相对绕组312的盘状电枢元件310和具有相应感应元件322的电感器元件320。两个盘之间插入了一个支撑多个屏蔽扇区332的盘状屏蔽结构330。与所有先前披露的实施例一样，电枢310和电感器320保持静止，其各自的扇区312和322相对，而屏蔽结构330则被设置为旋转。

与刚才描述的实施例完全类似，可以为电枢360、电感器370和屏蔽结构380提供具有径向而非圆盘状结构的电流发生装置351，例如图6b中所示的电流发生装置，其支撑各自的绕组362、感应元件372和屏蔽扇区382的结构。图6b显示了一个具有三个绕组362的感应元件360，但在优选实施方式中，应当理解绕组362的数量等于感应元件372的数量，并保持静态并相互对应。在图6b中，承载屏蔽扇区382的结构380位于电枢系统360和电感器370的外部，但通常必须插入这两者之间。

此外，如本文所述的第二实施例中，可以在电感器和支撑相对绕组的第二电枢元件之间提供进一步的屏蔽结构的使用，即盘状或径向结构，放置在相反的一侧，以便通过同一电感器获得两个不同的电枢的激励。

电枢310、360的扇区数量和电感器320、370的扇区数量可以是一个或多个，就像第一和第二实施例中一样，而屏蔽结构330的屏蔽扇区332的数量和盘片或径向结构的旋转速度应根据所需产生的电流特性适当确定。

迄今为止所描述的实施例均提供了一种旋转磁屏蔽系统，插入在电枢和电感器之间，两者彼此保持相对静止。电枢和电感器的相对位置可以变化，即电枢可以放置在屏蔽扇区和电感器内，或者反之亦然。在圆盘或径向系统中，在屏蔽圆柱体(30；130)或屏蔽盘(230；330；380)旋转时，通过屏蔽扇区是否位于电感器(或电枢)扇区来引起电磁感应的各自停用和启用，从而在电枢中产生电流。

本发明的进一步实施例提供了相对于电感器(或电枢)扇区的屏蔽扇区的后退和重叠，除了通过旋转外，还通过屏蔽筒(30；130)或屏蔽盘(230；330；380)绕其轴的旋转振荡来实现。所需振荡的振幅是电感器(或电枢)扇区振幅的函数，这也决定了屏蔽扇区的大小，以便在振荡期间，屏蔽扇区相对于电感器(或电枢)扇区不断地进行覆盖/揭开。振荡解决方案适用于旋转、完全旋转或振荡系统。振荡可以通过任何机械、电机、电磁或其他方法实现。因此，这种振荡旋转可以很容易地在已经描述和展示在各种附图中的任何系统中实施。

相同的覆盖/揭开磁屏蔽的概念可以在电感器、屏蔽结构和电枢由基本平面结构组成的情况下考虑，这些结构可以具有任何几何形状(圆形、正方形、矩形等)，并位于三个平行平面上。图7以一个例子展示了一个由三个矩形平面元件组成的结构401，三个矩形平面元件分别对应电枢元件410、屏蔽结构或平面430、和电感器元件420。电枢元件410具有一系列电绕组或导体扇区412，而电感器元件420具有多个感应元件(磁铁或电磁铁)422。

电感器420和电枢410保持固定，电枢的扇区412与电感器的扇区422的数量相对应，以便彼此相对位置。屏蔽平面430提供了多个扇区432，其具有先前描述的屏蔽特性的的磁屏蔽功能，屏蔽平面430连接到一个振荡系统，其允许屏蔽平面进行平移振荡运动，并且屏蔽平面430与屏蔽平面共面及与电感器和电枢平面平行，旨在使屏蔽扇区432在电枢和电感器扇区之间振荡。

这样的平移使得在屏蔽平面的每个振荡阶段，可以获得电感器(或电枢)扇区的连续交替屏蔽，从而导致引起电枢中的电磁感应所需的磁场变化。

在刚才描述的振荡情况中(圆柱体围绕其轴振荡，圆盘或屏蔽平面振荡)，可以提供额外的屏蔽支撑和第二个电枢元件，以便获得先前为具有相同电感器和两个电枢的结构所设定的优点。

在所有这些旋转的变形中，在运行中，具有磁屏蔽功能的每个扇区都会从一个电枢(或电感器)的一个扇区，其中在该位置扇区被“覆盖”和屏蔽，的位置移到扇区的一个位置，其中在该位置该扇区被揭开，并且振荡，停在两个扇区之间的空间，然后返回到初始位置以循环重复该运动。或者，振荡运动可以使屏蔽扇区在回到电枢扇区(或电感器扇区)的位置的返回阶段后，可以经过该扇区并覆盖不同的电枢扇区，然后循环执行该运动。选择将根据方便采用的振荡幅度来进行。由于屏蔽结构由一个或多个屏蔽材料扇区组成，显然，电枢(或电感器)的每次覆盖/揭开将适用于所有相应的扇区。

基于使用磁屏蔽生产电能的本发明的另一实施例，提供了使用空心圆柱体或等效的任何其他“空心”或“打开”的立体几何形状(平行六面体等)的方案。在圆柱体结构的情况下，其中图8显示了一个轴测示意图，第一空心圆柱体510作为电感器元件提供，电感器扇区512在圆柱体轴540垂直的一个或多个平面上周向排列。

在另一种立体图形的情况下，扇区被圆周地排列在与该立体几何图形垂直的一个或多个平面上。在空心圆柱体(或其他立体几何图形)内，一个第二个圆柱体520(或其他相应的立体几何图形)被同轴地作为电枢元件排列，其中各自的电枢扇区522圆周地(或周围地)排列在电感器的平面。

在两个电枢和电感器元件之间插入了一个圆柱体530(或其他立体几何图形)，上面承载有具有其他实施例的磁屏蔽特性的屏蔽扇区532。在这种情况下，屏蔽扇区被圆周地(或周围地)排列在一个或多个平面上，以便在无应力状态下与相应的电枢和电感器扇区相对应。

在以圆柱结构形成的实施例中，如图8所示，所有的屏蔽和电枢/电感器扇区都是弯曲的，因为它们必须被圆周地应用于圆柱体的曲面上。图9是一个示意图，对应于与圆柱体轴540垂直的平面，电感器扇区512的圆周排列、电枢扇区522和屏蔽扇区532的其中之一，在屏蔽扇区532与电枢和电感器扇区处于同一平面的状态下。

在这种同轴结构的实施例中，一种类似于内燃机缸体中发生的振动运动，产生了电枢的磁化/去磁的交替。因此，振动是轴向的，并且可以通过任何机械、电机、电磁或其他方法获得。感应扇区、屏蔽扇区和电枢扇区的数量取决于所要产生的电流类型。

图10是一幅示意图，展示了一个圆柱形支撑结构(未在图中显示)的屏蔽扇区532在其沿轴540振动后，屏蔽扇区532的位置。屏蔽扇区532位于电枢和电感器扇区512、522的不同平面上。振荡运动导致扇区532在一种配置，其中它们共面并位于电枢和电感器扇区(被屏蔽)上，和一种配置，其中扇区532不屏蔽电枢和电感器扇区，之间移动。

该发明已经描述的所有特点和优点也适用于这些进一步的实施方式，其提供了使用具有轴向振荡磁屏蔽结构的使用。在上述所有情况中，根据所需获得的电流发生特性，电枢和电感器扇区的数量将是可变的(从一个开始)。屏蔽扇区的数量也可以是可变的(从一个开始)。

在上述所有情况中，当提到“圆柱体”或“平行六面体”或任何其他构成电枢或电感器元件或屏蔽结构的几何图形时，其结构可以是立体的侧面、笼子、格子或其他形式。在使用“平面”时，“侧面”的概念应理解为“平坦”。在任何情况下，适用于容纳电感、电枢和屏蔽扇区的任何类型的结构都应予以理解。

在所有实施例中，为了尽可能减小空气间隙，屏蔽结构的所有扇区可以放置在框架/支撑件的内部或外部表面，无论其类型如何，或者通过适当的空腔放置在框架/支撑件本身的厚度中。此外，电感器可以无论在电枢外部还是内部的概念，都是有效的。

由于上面描述的电流发生装置的存在，因此可以显著提高整体效率，减少增碳剂或燃料的使用量以及工厂的规模。屏蔽结构的旋转或振荡运动也可以由电动机产生。

自然地，该发明并不限于上面所述和附图所示的特定实施例，而且在本领域的技术人员的能力范围内可以对其进行许多详细的变更，而不会偏离本发明本身的范围，如附加的权利要求所定义的。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种电流发生装置(1；101；201；301；351；401；501)，包括支撑一个或多个电绕组或导体(12；112；212；312；362；412；512)的电枢元件(10；110；210；310；360；410；510)，所述电绕组或导体合适地排列在由电感器(20；120；320；370；420；520)产生的磁场中，并且可选地包括一个具有一个开口的箱体结构(260)，其表面具有磁屏蔽功能，并旨在除了与所述开口对应的一侧外，围绕至少所述电枢元件(10；110；210；310；360)的所有侧面，

其中在运行中，所述电枢元件(10；110；210；310；360；410；510)固定并保持相对于电感器(20；120；320；370；420；520)静止，并且其包括一个屏蔽结构(30；130；230；330；380；430；530)，屏蔽结构支撑着多个扇区(32；132；232；332；382；432；532)，并具有磁屏蔽的功能，

其特征在于，具有磁屏蔽功能的所述多个扇区(32；132；232；332；382；432；532)由镍和铁的合金组成，所述合金也包含钼、碳、硅、锰，其厚度在0.03毫米至3毫米之间变化，并且所述屏蔽结构(30；130；230；330；380；430；530)被设置为旋转或振荡以引起磁场的变化，从而引起连结到电枢元件(10；110；210；310；360；410；510)的所述一个或多个绕组或导体(12；112；212；312；362；412；512)上的通量的变化。

2.根据权利要求1所述的电流发生装置(1)，其特征在于：

-电枢元件(10)是圆柱面、空心圆柱体或圆柱形冠的形式，所述电枢元件(10)在其表面上具有一个或多个绕组(12)，并且与圆柱面、或空心圆柱体、或直径较大的圆柱形冠同轴，圆柱形冠具有电感器(20)的功能，并在其表面上具有一个或多个感应元件(22)，这些感应元件(22)被布置成使每个感应元件位于电枢元件(10)的相应绕组(12)上；以及

-所述屏蔽结构(30)支撑多个屏蔽扇区(32)，它由一个圆柱形冠组成，圆柱形冠被同轴地放置在电枢元件(10)和电感器(20)之间的气隙中，并在运行时围绕其轴旋转或旋转的振荡。

3.根据权利要求2所述的电流发生装置(1)，进一步包括：

-一个第二个静态电枢元件(150)，以圆柱面、空心圆柱体或圆柱形冠的形式，外部地并同轴地放置于电感器(120)，并支撑一个或多个绕组(152)，一个或多个绕组被布置成使每个绕组位于电感器(120)的各个感应元件(122)上；以及

-一个第二可移动屏蔽结构(140)，支撑着多个屏蔽扇区(142)，其具有磁屏蔽功能，形状为圆柱形冠，放置在第二电枢元件(150)和电感器(120)之间的气隙中，与所有提供的结构同轴，并能够以旋转的方式，以与第一屏蔽结构(130)整合或独立地方式围绕其轴旋转或振荡。

4.根据权利要求1所述的电流发生装置(301)，其特征在于：

-所述电枢元件(310)和所述感应器(320)是固定的圆盘状结构，周向支撑相应的绕组(312)和感应元件(322)，所述圆盘状结构被同轴地排列，并且设置为使每个绕组(312)位于相应的感应扇区(322)；以及

-所述屏蔽结构(330)由一个圆盘表示，周向地支撑多个屏蔽扇区(332)，其在所述电枢元件(310)和所述电感器(320)之间同轴排列，在运行中，所述屏蔽结构(330)被设置为绕其轴旋转或旋转的振荡。

5.根据权利要求4所述的电流发生装置(301)，进一步包括第二屏蔽结构，其由一个圆盘表示，其周向地支撑多个屏蔽扇区，多个屏蔽屏蔽扇区同轴地放置在电感器(320)和第二个固定电枢元件之间，并具有圆盘状结构，其周向地支撑一个或多个绕组，一个或多个绕组设置为每个绕组位于相应的感应扇区(322)。

6.根据权利要求1所述的电力发电装置(351)，其特征在于，

-所述电枢元件(360)和所述电感器(370)是固定的径向结构，其周向地支撑相应的绕组(362)和感应元件(372)，所述径向结构同轴地排列，并且设置为每个绕组(362)位于相应的感应扇区(372)；以及

-所述屏蔽结构(380)由径向状结构表示，其周向地支撑多个屏蔽扇区(382)，多个屏蔽扇区同轴地放置在所述电枢元件(360)和所述电感器(370)之间，在运行中，所述屏蔽结构(380)被设置为绕其轴旋转或旋转的振荡。

7.根据权利要求6所述的电流发生装置(351)，进一步包括第二屏蔽结构，其径向结构形成，径向结构支撑多个屏蔽扇区，多个屏蔽扇区同轴地放置在所述电感器(370)和第二个固定电枢元件之间，第二固定电枢元件具有径向结构，径向结构支撑一个或多个绕组，一个或多个绕组设置为每个绕组位于相应的感应扇区(372)。

8.根据权利要求1所述的电流发生装置(201)，其特征在于：

-所述电感器由地球的核心表示；

-所述电枢元件(210)由一个铁芯表示，其轴向缠绕有一个绕组(212)；

-所述铁芯(210)沿着地球磁场线的方向放置，并被所述封闭的箱体结构(260)，除了与支撑绕组的铁芯底部相对应的部分外，从所有侧面包围；

-所述箱体结构(260)的所述开口处放置了支撑具有磁屏蔽功能的多个扇区(232)的所述屏蔽结构(230)，其设置为旋转或旋转的振荡。

9.根据权利要求8所述电流发生装置(201)，其特征在于，所述屏蔽结构(230)是一个圆柱体、空心圆柱体、盘状结构或者径向结构，其周围排列有所述多个屏蔽扇区(232)。

10.一种电流发电系统，其特征在于，它包括根据权利要求8或9所述的一系列彼此相连的电流发生装置(201)。

11.根据权利要求1所述的电流发生装置(401)，包含：

-一个固定的电枢元件(410)，形状为扁平的，优选地为矩形的，具有一个或多个电绕组或导体扇区(412)；

-一个固定的电感元件(420)，形状为扁平的，优选地为矩形的，具有一个或多个感应元件(422)，所述一个或多个感应元件(422)设置为每个感应元件位于所述电枢元件(410)的相应绕组(412)上；

-一个屏蔽结构(430)，形状为扁平的，优选地为矩形的，用于支撑所述具有磁屏蔽功能的扇区(432)；

其中，所述屏蔽结构(430)位于在与同一屏蔽结构的平面共面的平面内作平移振荡，并且与电感器(410)和电枢(420)的平面平行。

12.根据权利要求1所述的电流发生装置(501)，其特征在于：

-电枢元件(510)的形状为圆柱体，其中多个绕组或导体扇区(512)圆周地设置在垂直于圆柱体的轴的一个或多个平面上，所述电枢元件(510)与中空圆柱体(520)同轴，中空圆柱体(520)具有电感器的功能，电感器圆周地承载多个感应元件(522)，多个感应元件位于垂于与圆柱体的轴的一个或多个平面上，并设置为每个感应元件位于电枢元件(510)的相应绕组(512)上；以及

-所述屏蔽结构(530)支撑多个屏蔽扇区(532)，它被一个中空圆柱体表示，中空圆柱体同轴地放置在电枢元件(510)和电感元件(520)之间的气隙中，其中在运行中，所述屏蔽结构(530)沿着所述同轴圆柱体的轴进行平移振荡。

13.根据权利要求1所述的电流发生装置，其特征在于：

-电枢元件的形状为一个中空的立体几何形体，其中多个绕组或导体扇区周向地设置在与中空几何形体的轴垂直的一个或多个平面上，电枢元件与一个具有电感器功能的中空几何形体同轴，所述中空几何形体具有与感应元件相同的几何形状，并周向地承载多个感应元件，多个感应元件位于与立体形体的轴垂直的一个或多个平面上，并设置为每个感应元件位于电枢元件的相应绕组上；

-所述屏蔽结构支撑多个屏蔽扇区，屏蔽扇区由一个中空的几何形体所表示，中空的几何形体同轴地设置在电枢元件和电感元件之间的气隙中，其中在运行中，所述屏蔽结构沿着所述同轴立体形体的轴进行平移振荡。

14.根据权利要求13所述的电流发生装置，其特征在于，所述电枢元件、电感元件和屏蔽结构的几何形状为中空的平行六面体。

Claims (14)

1.一种电流发生装置(1；101；201；301；351；401；501)，包括支撑一个或多个电绕组或导体(12；112；212；312；362；412；512)的电枢元件(10；110；210；310；360；410；510)，所述电绕组或导体合适地排列在由电感器(20；120；320；370；420；520)产生的磁场中，并且可选地包括一个具有一个开口的箱体结构(260)，其表面具有磁屏蔽功能，并旨在除了与所述开口对应的一侧外，围绕至少所述电枢元件(10；110；210；310；360)的所有侧面，

其中在运行中，所述电枢元件(10；110；210；310；360；410；510)固定并保持相对于电感器(20；120；320；370；420；520)静止，并且其包括一个屏蔽结构(30；130；230；330；380；430；530)，屏蔽结构支撑着多个扇区(32；132；232；332；382；432；532)，并具有磁屏蔽的功能，

其特征在于，具有磁屏蔽功能的所述多个扇区(32；132；232；332；382；432；532)由包括镍和铁的金属合金组成，其厚度在0.003毫米至3毫米之间变化，并且所述屏蔽结构(30；130；230；330；380；430；530)被设置为旋转或振荡以引起磁场的变化，从而引起连结到电枢元件(10；110；210；310；360；410；510)的所述一个或多个绕组或导体(12；112；212；312；362；412；512)上的通量的变化。

2.根据权利要求1所述的电流发生装置(1)，其特征在于：

-电枢元件(10)是圆柱面、空心圆柱体或圆柱形冠的形式，所述电枢元件(10)在其表面上具有一个或多个绕组(12)，并且与圆柱面、或空心圆柱体、或直径较大的圆柱形冠同轴，圆柱形冠具有电感器(20)的功能，并在其表面上具有一个或多个感应元件(22)，这些感应元件(22)被布置成使每个感应元件位于电枢元件(10)的相应绕组(12)上；以及

-所述屏蔽结构(30)支撑多个屏蔽扇区(32)，它由一个圆柱形冠组成，圆柱形冠被同轴地放置在电枢元件(10)和电感器(20)之间的气隙中，并在运行时围绕其轴旋转或旋转的振荡。

3.根据权利要求2所述的电流发生装置(1)，进一步包括：

-一个第二个静态电枢元件(150)，以圆柱面、空心圆柱体或圆柱形冠的形式，外部地并同轴地放置于电感器(120)，并支撑一个或多个绕组(152)，一个或多个绕组被布置成使每个绕组位于电感器(120)的各个感应元件(122)上；以及

-一个第二可移动屏蔽结构(140)，支撑着多个屏蔽扇区(142)，其具有磁屏蔽功能，形状为圆柱形冠，放置在第二电枢元件(150)和电感器(120)之间的气隙中，与所有提供的结构同轴，并能够以旋转的方式，以与第一屏蔽结构(130)整合或独立地方式围绕其轴旋转或振荡。

4.根据权利要求1所述的电流发生装置(301)，其特征在于：

-所述电枢元件(310)和所述感应器(320)是固定的圆盘状结构，周向支撑相应的绕组(312)和感应元件(322)，所述圆盘状结构被同轴地排列，并且设置为使每个绕组(312)位于相应的感应扇区(322)；以及

-所述屏蔽结构(330)由一个圆盘表示，周向地支撑多个屏蔽扇区(332)，其在所述电枢元件(310)和所述电感器(320)之间同轴排列，在运行中，所述屏蔽结构(330)被设置为绕其轴旋转或旋转的振荡。

5.根据权利要求4所述的电流发生装置(301)，进一步包括第二屏蔽结构，其由一个圆盘表示，其周向地支撑多个屏蔽扇区，多个屏蔽屏蔽扇区同轴地放置在电感器(320)和第二个固定电枢元件之间，并具有圆盘状结构，其周向地支撑一个或多个绕组，一个或多个绕组设置为每个绕组位于相应的感应扇区(322)。

6.根据权利要求1所述的电力发电装置(351)，其特征在于，

-所述电枢元件(360)和所述电感器(370)是固定的径向结构，其周向地支撑相应的绕组(362)和感应元件(372)，所述径向结构同轴地排列，并且设置为每个绕组(362)位于相应的感应扇区(372)；以及

-所述屏蔽结构(380)由径向状结构表示，其周向地支撑多个屏蔽扇区(382)，多个屏蔽扇区同轴地放置在所述电枢元件(360)和所述电感器(370)之间，在运行中，所述屏蔽结构(380)被设置为绕其轴旋转或旋转的振荡。

7.根据权利要求6所述的电流发生装置(351)，进一步包括第二屏蔽结构，其径向结构形成，径向结构支撑多个屏蔽扇区，多个屏蔽扇区同轴地放置在所述电感器(370)和第二个固定电枢元件之间，第二固定电枢元件具有径向结构，径向结构支撑一个或多个绕组，一个或多个绕组设置为每个绕组位于相应的感应扇区(372)。

8.根据权利要求1所述的电流发生装置(201)，其特征在于：

-所述电感器由地球的核心表示；

-所述电枢元件(210)由一个铁芯表示，其轴向缠绕有一个绕组(212)；

-所述铁芯(210)沿着地球磁场线的方向放置，并被所述封闭的箱体结构(260)，除了与支撑绕组的铁芯底部相对应的部分外，从所有侧面包围；

-所述箱体结构(260)的所述开口处放置了支撑具有磁屏蔽功能的多个扇区(232)的所述屏蔽结构(230)，其设置为旋转或旋转的振荡。

9.根据权利要求8所述电流发生装置(201)，其特征在于，所述屏蔽结构(230)是一个圆柱体、空心圆柱体、盘状结构或者径向结构，其周围排列有所述多个屏蔽扇区(232)。

10.一种电流发电系统，其特征在于，它包括根据权利要求8或9所述的一系列彼此相连的电流发生装置(201)。

11.根据权利要求1所述的电流发生装置(401)，包含：

-一个固定的电枢元件(410)，形状为扁平的，优选地为矩形的，具有一个或多个电绕组或导体扇区(412)；

-一个固定的电感元件(420)，形状为扁平的，优选地为矩形的，具有一个或多个感应元件(422)，所述一个或多个感应元件(422)设置为每个感应元件位于所述电枢元件(410)的相应绕组(412)上；

-一个屏蔽结构(430)，形状为扁平的，优选地为矩形的，用于支撑所述具有磁屏蔽功能的扇区(432)；

其中，所述屏蔽结构(430)位于在与同一屏蔽结构的平面共面的平面内作平移振荡，并且与电感器(410)和电枢(420)的平面平行。

12.根据权利要求1所述的电流发生装置(501)，其特征在于：

-电枢元件(510)的形状为圆柱体，其中多个绕组或导体扇区(512)圆周地设置在垂直于圆柱体的轴的一个或多个平面上，所述电枢元件(510)与中空圆柱体(520)同轴，中空圆柱体(520)具有电感器的功能，电感器圆周地承载多个感应元件(522)，多个感应元件位于垂于与圆柱体的轴的一个或多个平面上，并设置为每个感应元件位于电枢元件(510)的相应绕组(512)上；以及

-所述屏蔽结构(530)支撑多个屏蔽扇区(532)，它被一个中空圆柱体表示，中空圆柱体同轴地放置在电枢元件(510)和电感元件(520)之间的气隙中，其中在运行中，所述屏蔽结构(530)沿着所述同轴圆柱体的轴进行平移振荡。

13.根据权利要求1所述的电流发生装置，其特征在于：

-电枢元件的形状为一个中空的立体几何形体，其中多个绕组或导体扇区周向地设置在与中空几何形体的轴垂直的一个或多个平面上，电枢元件与一个具有电感器功能的中空几何形体同轴，所述中空几何形体具有与感应元件相同的几何形状，并周向地承载多个感应元件，多个感应元件位于与立体形体的轴垂直的一个或多个平面上，并设置为每个感应元件位于电枢元件的相应绕组上；

-所述屏蔽结构支撑多个屏蔽扇区，屏蔽扇区由一个中空的几何形体所表示，中空的几何形体同轴地设置在电枢元件和电感元件之间的气隙中，其中在运行中，所述屏蔽结构沿着所述同轴立体形体的轴进行平移振荡。

14.根据权利要求13所述的电流发生装置，其特征在于，所述电枢元件、电感元件和屏蔽结构的几何形状为中空的平行六面体。