CN216851714U - 一种磁力发电装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种磁力发电装置，所述磁力发电装置包括外壳(1)、隔磁矩阵(8)、固定磁板(7)和隔磁板(6)，隔磁矩阵(8)由n行m列水平设置的连杆机构(5)堆叠构成，每个连杆机构(5)由连杆外壳(501)和可沿连杆外壳长度方向往复运动的连杆子组成，在连杆外壳(501)四侧面内设置线圈(505)；通过隔磁板(6)的往复运动改变连杆子受到的磁力，驱动连杆子在连杆外壳内往复运动，实现切割磁力线动作。本实用新型的磁动力发电装置利用磁力的作用，以较小功率的直流电机作为驱动即可实现大功率发电，具有广泛的开发前景。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及发电装置领域，具体涉及一种磁动力发电装置。
【背景技术】
现有的发电装置都是利用发电动力装置将水能、化石燃料、核能以及太阳能、风能、地热能、海洋能等转换为电能。然而随着化石燃料储备的消耗，化石燃料的资源日渐枯竭，人类通过提高发电效率减少能源的消耗，或者使用可再生能源来发电。
经过不断地研究、实验，将磁体的NS极的力学开发成电能、动能，从而实现动力源、电源。磁体具有同极相斥、异极相吸的原理，然而同极斥力大幅小于异极吸力，因此通过改变控制磁体的运动以使磁体运动做功输出力一直是本技术领域的追求。
【实用新型内容】
本实用新型的目的是克服现有技术缺陷，提供一种利用磁力实现发电的装置。
本实用新型的原理是通过驱动装置驱使设置了通磁孔(10)的隔磁板(6)沿着轨道往复运动，使得连杆机构中的连杆子两端的强磁顶面(502)间歇地处于被固定磁板(7)的磁力吸引状态或处于没有受到固定磁板(7)的磁力作用的状态，这种变化的磁力作用使得连杆子在连杆机构内作往复运动。在连杆机构内安装线圈，在连杆子上安装磁铁，通过线圈的切割磁力线动作实现发电。
基于这种原理，本实用新型提供一种磁力发电装置，所述磁力发电装置包括外壳(1)、安装在外壳(1)内的隔磁矩阵(8)、设置在外壳(1)前后内侧的一对固定磁板(7)、沿长度方向设置在外壳(1)前后内侧的两组隔磁板滑动轨道和向隔磁板(6)提供往复运动的驱动力的机构，所述两组隔磁板滑动轨道上分别安装一片隔磁板(6)，其中：
隔磁矩阵(8)由n行m列水平设置的连杆机构(5)堆叠构成，每个连杆机构(5)由具有水平方向长度的连杆外壳(501)和设置在连杆外壳(501)内可沿连杆外壳长度方向往复运动的连杆子组成，连杆子的长度小于连杆外壳(501)的长度，所述连杆子包括具有水平方向长度的隔磁壳体(503)和设置在隔磁壳体(503)两端由磁性材料制成的强磁顶面(502)，两端的强磁顶面(502)分别朝向外壳(1)的前面和后面，当多个连杆机构(5)堆叠构成隔磁矩阵(8)时，每一个强磁顶面(502)与相邻强磁顶面的磁极相反；隔磁壳体(503)在其长度方向的四侧面分别设置四片侧面磁体(507)，四片侧面磁体(507)的磁极方向关系是厚度充磁，N极S极放置切割线圈；在连杆外壳(501)的长度方向的四侧面内侧设置线圈(505)，线圈(505)的方向不与连杆外壳长度方向平行；n和m为自然数；
一对隔磁板(6)分别位于在隔磁矩阵(8)的两侧、对应强磁顶面(502)所在的方向，隔磁板(6)由隔磁材料制成，隔磁板(6)上交错设置磁通孔(10)，磁通孔(10)以外的区域均为隔磁区域，磁通孔(10)的位置和尺寸分别与强磁顶面(502)对应；隔磁板(6)处于隔磁矩阵(8)的端面与固定磁体(7)之间；每一块隔磁板(6)可分别沿它所在的隔磁板滑动轨道在外壳(1)内往复滑动；
每一块固定磁板由n行m列固定磁体(7)拼接构成，每一个固定磁体(7)的位置和尺寸与强磁顶面(502)相匹配，每一个固定磁体(7)朝向强磁顶面(502)的面的磁极方向与它所对应的强磁顶面(502)的磁极方向相同；
初始静置状态下，当位于N排M列的连杆机构(5)的前端强磁顶面(502)正对隔磁板(6)的其中一个磁通孔(10)时，该连杆机构(5)的后端强磁顶面(502)正对隔磁板(6)的隔磁区域，该连杆机构(5)的连杆子滑动至位于该连杆机构(5)的后部并处于静止状态，此时，与该连杆机构(5)相邻的其他连杆机构的连杆子滑动至位于各自所在的连杆机构(5)的前部并处于静止状态；其中，N＝1,2,3…n,M＝1,2,3…m；
向隔磁板(6)提供往复运动的驱动力使之沿所述隔磁板滑动轨道机构开始滑动时，位于N排M列的连杆机构(5)的前端强磁顶面(502)从正对一个磁通孔(10)的状态改变为正对隔磁板(6)隔磁区域的状态，且后端强磁顶面(502)从正对隔磁板(6)隔磁区域的状态改变为正对一个磁通孔(10)的状态，该连杆机构(5)的连杆子在后端强磁顶面(502)的磁斥力作用下滑动至位于该连杆机构(5)的前部，该连杆机构内的线圈(505)实现切割磁力线动作；与此同时，与该位于N排M列的连杆机构(5)相邻的其他连杆机构的前端强磁顶面(502)从正对隔磁板(6)隔磁区域的状态改变为正对一个磁通孔(10)的状态，且后端强磁顶面(502)从正对一个磁通孔(10)的状态改变为正对隔磁板(6)隔磁区域的状态，这些连杆机构(5)的各自连杆子在前端强磁顶面(502)的磁力作用下滑动至位于该连杆机构(5)的后部，该连杆机构内的线圈(505)实现切割磁力线动作。
在本实用新型中，强磁顶面(502)、固定磁体(7)等具有磁性的片状材料或片状元件可采用N52型永磁体制备。这类片状的磁性材料的南北极分别处于其正反两平面(即当其中一面为南极时，其另一面为北极)。
因此，对于线圈和连杆子而言，只要线圈的方向不与连杆外壳长度方向平行(即线圈垂直于连杆外壳长度方向，或线圈与连杆外壳长度方向之间有夹角)，则当连杆子在连杆外壳内移动时，线圈将切割磁力线。
在本实用新型中，术语“上”、“下”、“前”、“后”只用于非限制性地描述它们的相对位置。
在本实用新型中，隔磁板应当理解当强磁顶面(502)与其对应位置的固定磁体(7)之间存在隔磁板的隔磁区域时，强磁顶面(502)与固定磁体(7)之间的磁力被降低至不使连杆子发生位移。而当强磁顶面(502)与其对应位置的固定磁体(7)之间存在隔磁板的磁通孔时，强磁顶面(502)与固定磁体(7)之间的斥力使连杆子向远离固定磁体(7)的方向移动。
因此，只要能满足上述功能的材料均能用于制作隔磁板。例如具备一定厚度的模具钢板，除具备隔磁效果外，还具备经济适用、易于安装维修的优点。本领域技术人员可根据隔磁矩阵(8)的尺寸和强度决定钢板的厚度，只要能实现隔磁效果即可。
作为一种优选的实施方式，隔磁板(6)的尺寸与由n行m+1列连杆机构(5)堆叠构成的隔磁矩阵(8)的尺寸相匹配。这样，隔磁板只需沿着滑轨在水平方向往复滑动相当于1列连杆机构宽度的行程，即可实现每一强磁顶面(502)与固定磁体(7)之间交替地处于正对一个磁通孔(10)和正对隔磁板(6)隔磁区域的状态。
通过简易的驱动装置即可驱动隔磁板沿着滑轨在水平方向往复滑动，本实用新型不对驱动装置另作赘述。
为了实现连杆子在连杆外壳内沿长度方向往复运动，一种可选的实施方是式在连杆外壳(501)内壁设置与所述连杆子抵接的滑轮(506)，通过连杆滑轮(506)实现连杆子在连杆外壳(501)内沿长度方向滑动。
作为另一种实施方式，为了降低连杆子往复运动时与连杆外壳之间的摩擦力，可沿着连杆外壳(501)长度方向在其内壁设置内磁面，沿着连杆子长度方向在其外壁设置外磁面，所述内磁面与外磁面彼此的磁极方向为同极，通过同极产生的力使连杆子磁悬浮在连杆外壳(501)内。
当强磁顶面与固定磁体之间正对磁通孔时，为了避免连杆子在磁力作用下移动幅度过大导致强磁顶面接触固定磁体，应当在连杆外壳(501)两端设置限制连杆子位移幅度的限位装置，比如弹性材料制成的凸沿或弹性垫。
在本实用新型中，可以将所有连杆子的两个强磁顶面(502)朝外的方向都设置为同极，即每一个强磁顶面与相邻的强磁顶面的磁极方向相同。
通过这种设计，在初始状态下，当位于N排M列的连杆机构(5)的前端强磁顶面(502)正对隔磁板(6)的其中一个磁通孔(10)时，该连杆机构(5)的后端强磁顶面(502)正对隔磁板(6)的隔磁区域，该连杆机构(5)的连杆子滑动至位于该连杆机构(5)的后部并被限位机构限位而处于静止状态，此时，与该连杆机构(5)相邻的其他连杆机构的连杆子滑动至位于各自所在的连杆机构(5)的后部并处于静止状态；其中，N＝1,2,3…n,M＝1,2,3…m；
向隔磁板(6)提供往复运动的驱动力使之沿所述隔磁板滑动轨道机构开始滑动时，位于N排M列的连杆机构(5)的前端强磁顶面(502)从正对一个磁通孔(10)的状态改变为正对隔磁板(6)隔磁区域的状态，且后端强磁顶面(502)从正对隔磁板(6)隔磁区域的状态改变为正对一个磁通孔(10)的状态，该连杆机构(5)的连杆子在后端强磁顶面(502)的磁力作用下滑动至位于该连杆机构(5)的前部，该连杆机构内的线圈(505)实现切割磁力线动作；与此同时，与该位于N排M列的连杆机构(5)相邻的其他连杆机构的前端强磁顶面(502)从正对隔磁板(6)隔磁区域的状态改变为正对一个磁通孔(10)的状态，且后端强磁顶面(502)从正对一个磁通孔(10)的状态改变为正对隔磁板(6)隔磁区域的状态，这些连杆机构(5)的各自连杆子在前端强磁顶面(502)的磁力作用下滑动至位于该连杆机构(5)的前部，该连杆机构内的线圈(505)实现切割磁力线动作。
通过驱动装置驱动隔磁板往复运动，应用常规技术将线圈串/并联，最终实现发电。
本实用新型的磁动力发电装置利用磁力的作用，以较小功率的直流电机作为驱动即可实现大功率发电，具有广泛的开发前景。
【附图说明】
图1为本实用新型的内部结构示意图；
图2为本实用新型的隔磁矩阵示意图；
图3为本实用新型的隔磁板正面图；
图4为本实用新型的连杆机构结构示意图；
图5为连杆子结构示意图；
图6为连杆机构横截面结构示意；
图7为强磁顶面结构示意图；
图8为强磁顶面、隔磁板与固定磁体的关系示意图；
图9为隔磁板与滑轨结构示意图；
图10为初始(t0)状态示意图；
图11为时间点t1状态示意图。
图中：1、壳体；201、连接机构；202、驱动装置；3、挡板；4、轴承；5、连杆机构；501、连杆外壳；502、强磁顶面；503、隔磁壳体；504、固定孔；505、线圈；506、连杆滑轮；507、侧面磁体；6、隔磁板；7、固定磁体；8、隔磁矩阵；10、磁通孔；11、滑槽。
【具体实施方式】
以下实施例用于非限制性地描述本实用新型的技术方案。
在本实用新型中，用于描述部件相对位置的术语“前”或“后”仅用于描述解释部件的关系而不作为对部件限定。
实施例1
如图1和2所示，本实用新型提供了一种磁动力发电装置，包括壳体1、隔磁矩阵8、连杆机构5、隔磁板6和固定磁体7。
壳体1是具有一定长度的长方体，其长度方向处于水平方向，前后两面板的尺寸与上下两面板的尺寸相同。通过轴承4在其前后两面板的内侧安装两对对称的滑轨，隔磁板6安装在滑轨11上并可在滑轨上滑动。
如图2所示，在壳体1内设置隔磁矩阵8，隔磁矩阵8由4行9列连杆机构堆叠构成。
连杆机构5如图4-5所示，在连杆外壳501内有可沿长度方向滑动的连杆子，连杆壳体长480mm，在连杆壳体501内部四个边角设置滑轮506，使滑轮与连杆子的外表面抵接实现滑动，行程为55-75mm。连杆壳体501内侧布置线圈505，在本实施例中，线圈505的方向与连杆子的长度方向垂直。
连杆子由隔磁壳体503、设置在其四侧面的侧面磁体507、安装在两端顶面强磁顶面502组成，强磁顶面502的中部均开设有固定孔504。强磁顶面502采用72mm×72mm×22mm规格的N52稀土永磁体，侧面磁体507也采用22mm厚的N52稀土永磁体。
随着连杆子在连杆外壳501内往复运动，带动侧面磁体507运动，线圈505切割磁感线，从而进行发电。
隔磁板6分别位于隔磁矩阵前后两端面与固定磁体7之间。
在本实施例中，隔磁板6为厚度为10mm的钢板，其尺寸相当4行10列连杆机构。
隔磁板6如图3所示，交错分布了4行10列磁通孔10，磁通孔10的位置对应强磁顶面502和固定磁体7。以强磁顶面502为N极的情况为例，如图8所示，其正对的固定磁体7为N极，因此当该强磁顶面502正对磁通孔时，强磁顶面502的N极与固定磁体7的N极相斥而存在斥力，该斥力使连杆子发生滑动；当该强磁顶面502正对隔磁板的隔磁区域时，强磁顶面502的N极与固定磁体7的N极不相斥而不产生力的作用。
隔磁壳体503两端设有橡胶垫，在连杆子在斥力作用下滑动至接近隔磁板6时，通过橡胶垫进行缓冲减震，避免碰撞。
以24V直线电机作为驱动装置201，通过连接机构202实现隔磁板的水平方向往复运动，运动行程为1列连杆机构的宽度。
如图10所示，初始(t0)静置状态下，以第2排3列的连杆机构为例，其前端强磁顶面正对隔磁板的其中一个磁通孔时，该连杆机构的后端强磁顶面正对隔磁板的隔磁区域，该连杆机构的连杆子滑动至位于该连杆机构的后部并处于静止状态，此时，与该连杆机构相邻的其他连杆机构的连杆子滑动至位于各自所在的连杆机构的前部并处于静止状态。
在t1时间，当隔磁板滑动时，位于2排3列的连杆机构(5)的前端强磁顶面从正对一个磁通孔的状态改变为正对隔磁板隔磁区域的状态，且后端强磁顶面对称地从正对隔磁板隔磁区域的状态改变为正对一个磁通孔的状态，该连杆机构的连杆子在后端强磁顶面的磁力作用下滑动至位于该连杆机构的前部，该连杆机构内的线圈实现切割磁力线动作；与此同时，与2排3列的连杆机构相邻的其他连杆机构的前端强磁顶面从正对隔磁板隔磁区域的状态改变为正对一个磁通孔的状态，且后端强磁顶面从正对一个磁通孔的状态改变为正对隔磁板隔磁区域的状态，这些连杆机构的各自连杆子在前端强磁顶面的磁力作用下滑动至位于该连杆机构的后部，该连杆机构内的线圈实现切割磁力线动作。
通过本领域现有技术连接各连杆机构内的线圈，最终实现400千瓦发电机。
Claims (7)
1.一种磁力发电装置，其特征在于所述磁力发电装置包括外壳(1)、安装在外壳(1)内的隔磁矩阵(8)、设置在外壳(1)前后内侧的一对固定磁体(7)、沿长度方向设置在外壳(1)前后内侧的两组隔磁板滑动轨道和向隔磁板(6)提供往复运动的驱动力的机构，所述两组隔磁板滑动轨道上分别安装一片隔磁板(6)，其中：
隔磁矩阵(8)由n行m列水平设置的连杆机构(5)堆叠构成，每个连杆机构(5)由具有水平方向长度的连杆外壳(501)和设置在连杆外壳(501)内可沿连杆外壳长度方向往复运动的连杆子组成，连杆子的长度小于连杆外壳(501)的长度，所述连杆子包括具有水平方向长度的隔磁壳体(503)和设置在隔磁壳体(503)两端由磁性材料制成的强磁顶面(502)，两端的强磁顶面(502)分别朝向外壳(1)的前面和后面，当多个连杆机构(5)堆叠构成隔磁矩阵(8)时，每一个强磁顶面(502)与相邻强磁顶面的磁极相反；隔磁壳体(503)在其长度方向的四侧面分别设置四片侧面磁体(507)；在连杆外壳(501)的长度方向的四侧面内侧设置线圈(505)，线圈(505)的方向不与连杆外壳长度方向平行；n和m为自然数；
一对隔磁板(6)分别位于在隔磁矩阵(8)的两侧、对应强磁顶面(502)所在的方向，隔磁板(6)由隔磁材料制成，隔磁板(6)上交错设置磁通孔(10)，磁通孔(10)以外的区域均为隔磁区域，磁通孔(10)的位置和尺寸分别与强磁顶面(502)对应；隔磁板(6)处于隔磁矩阵(8)的端面与固定磁体(7)之间；每一块隔磁板(6)可分别沿它所在的隔磁板滑动轨道在外壳(1)内往复滑动；
每一块固定磁板由n行m列固定磁体(7)拼接构成，每一个固定磁体(7)的位置和尺寸与强磁顶面(502)相匹配，每一个固定磁体(7)朝向强磁顶面(502)的面的磁极方向与它所对应的强磁顶面(502)的磁极方向相同。
2.根据权利要求1所述的磁力发电装置，其特征在于：
初始静置状态下，当位于N行M列的连杆机构(5)的前端强磁顶面(502)正对隔磁板(6)的其中一个磁通孔(10)时，该连杆机构(5)的后端强磁顶面(502)正对隔磁板(6)的隔磁区域，该连杆机构(5)的连杆子滑动至位于该连杆机构(5)的后部并处于静止状态，此时，与该连杆机构(5)相邻的其他连杆机构的连杆子滑动至位于各自所在的连杆机构(5)的前部并处于静止状态；其中，N＝1,2,3…n,M＝1,2,3…m；
向隔磁板(6)提供往复运动的驱动力使之沿所述隔磁板滑动轨道机构开始滑动时，位于N排M列的连杆机构(5)的前端强磁顶面(502)从正对一个磁通孔(10)的状态改变为正对隔磁板(6)隔磁区域的状态，且后端强磁顶面(502)从正对隔磁板(6)隔磁区域的状态改变为正对一个磁通孔(10)的状态，该连杆机构(5)的连杆子在后端强磁顶面(502)的磁力作用下滑动至位于该连杆机构(5)的前部，该连杆机构内的线圈(505)实现切割磁力线动作；与此同时，与该位于N排M列的连杆机构(5)相邻的其他连杆机构的前端强磁顶面(502) 从正对隔磁板(6)隔磁区域的状态改变为正对一个磁通孔(10)的状态，且后端强磁顶面(502)从正对一个磁通孔(10)的状态改变为正对隔磁板(6)隔磁区域的状态，这些连杆机构(5)的各自连杆子在前端强磁顶面(502)的磁力作用下滑动至位于该连杆机构(5)的后部，该连杆机构内的线圈(505)实现切割磁力线动作。
3.根据权利要求1所述的磁力发电装置，其特征在于强磁顶面(502)、固定磁体(7)的磁性材料是N52型永磁体。
4.根据权利要求1所述的磁力发电装置，其特征在于隔磁板(6)的尺寸与由n行m+1列连杆机构(5)堆叠构成的隔磁矩阵(8)的尺寸相匹配。
5.根据权利要求1所述的磁力发电装置，其特征在于在连杆外壳(501)内壁设置与所述连杆子抵接的滑轮(506)，通过连杆滑轮(506)实现连杆子在连杆外壳(501)内沿长度方向滑动。
6.根据权利要求1所述的磁力发电装置，其特征在于沿着连杆外壳(501)长度方向在其内壁设置内磁面，沿着连杆子长度方向在其外壁设置外磁面，所述内磁面与外磁面彼此的磁极方向为同极，通过同极产生的力使连杆子磁悬浮在连杆外壳(501)内。
7.根据权利要求1所述的磁力发电装置，其特征在于连杆外壳(501)两端设有限制连杆子位移幅度的限位装置。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Granted publication date: 20220628 |
|
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