振子波力发电机制造技术

一种振子波力发电机。推动振子波力发电机运转的能量为波浪能，即波浪起伏驱动发电机运转。其主要应用特征是：１）波浪是发电机唯一驱动源，无须添加任何其它燃料；２）摆脱了对海洋地质水文特殊要求，直接安装于各种浮体，无须建立固定基础；３）可随浮体移动，适用近海、远海、深海等各种气象、气候和地质条件；４）一次性将海洋波浪能转换成电能；５）结构简单材料易得，便于实现工业化大生产；６）生产、使用过程不对环境造成影响，经济、环保、安全。其主要应用方面：海洋交通导航通讯搜救，海洋气象环境监测预警，海洋地质勘探开采科考，海洋养殖捕捞补给救生，沿海居民生产生活休闲运动娱乐，工作平台人工岛屿，水面水下水底仪器设备等。

【技术实现步骤摘要】

海洋资源及新能源开发、电力及机电设备制造和海上交通导航通讯、海洋环境气象水文监测预警、海洋勘探开采科学考察、海上工作平台及人工岛屿、海洋养殖捕捞、海上文化运动休闲娱乐、沿海居民生产生活、海洋安全救生搜救、水面水下仪器设备及工程等应用方向。
技术介绍
保护人类生存环境，探索新型干净能源，充分利用海洋资源是近几十年人类科学技术、经济生活中最为热门的课题之一。波浪作为一种能源动力资源，取之不尽，用之不竭，既廉价、又洁净、又环保、又安全，有着广泛的利用价值和发展前景，因此，长久以来，人们设计过各式各样的、以海洋作为动力能源的发电机和发电方式，如潮汐发电、海流发电、温差发电、浓差发电、波浪发电等。本专利专利技术的振子波力发电机，利用的是波浪上下起伏的机械能，即浮力所承载的波峰波谷势差，推动发电机运转。其特点是1)摆脱了一般发电对海洋地质水文的特殊高要求，无须建立固定基础，适应近海、远海和深海；2)充分利用了海洋能中最广泛的波浪能，其设计、安装、应用所需的基础数据也最容易获得；3)一次性将海洋波浪能转换成电能。 专利技术目的 探索新型能源的利用方式，提供一种以波浪波力为能源动力的发电装置基本构造和设计、制造方法。为上述应用领域提供一种经济、廉价、洁净、环保、安全的动力和电源。
技术实现思路
本专利技术的基本原理和依据是波浪是一种力和能量的表现方式，可以利用它来对物体作功。任何能够随着波浪起伏的物体，不论其大小多少、重量多少，都可以获得相应的动能或势能，同样也可以通过设备、装置将其转化成其它形式的能。 振子波力发电机。顾名思义，本专利中描述的“振子波力发电机”中的运动部件为振子，也即专业上所说的动子，只不过用“振子”一词更能体现其本专利发电机运动特征。推动振子波力发电机运转的能量为波浪能，即波浪波力驱动发电机运转。本专利振子发电机基本特征(见图1)是①发电机由振子、定子、弹性元件及配重系统、导轨及引导系统、气压平衡及减压系统等关键部件和其它部件组成②发电机垂直安装于浮体或使其垂直浮在水中，跟随浮体在波浪中上下起伏运动，吸收波浪能并将其转化成电能。其中 (1)振子——发电机工作重要运动部件，也是波浪动能吸收和电磁能量转换关键部件。按在发电机装配所在位置区分有“内振子”和“外振子”两种方式；按主要组成元件和材料区分有由永磁体-导磁极靴元件组成的“磁振子”和由导磁盘-线圈绕组元件组成的“圈振子”，按成形后的基本形体区分有“筒形”，“柱形”、“锯齿形”和“板块形”等振子。其基本工作特征如下 ①与弹性元件及配重有固定的连接，并接受弹性元件和导轨及引导系统的控制； ②受重力、弹性元件形变力、磁回路作用和与导轨触点间滚动或滑动摩擦作用，其运动为往复直线运动； ③与定子之间有气隙，两者运动不同步，也即与发电机本体运动周相不一致； ④与定子之间轴向上相对位移是造成发电机线圈绕组通过的磁通量变化的原因。 (2)定子——发电机工作重要部件，也是电磁能量转换关键部件。按在发电机装配所在位置区分有“内定子”和“外定子”两种方式；按主要组成元件和材料区分有由永磁体-导磁极靴元件组成的“磁定子”和由导磁盘-线圈绕组元件组成的“圈定子”；按成形后的基本形体区分有“筒形”、“柱形”、“锯齿形”和“板纹形”等定子。其基本工作特征如下 ①固定于发电机壳体或内部支撑构架，相对发电机本体(和发电机所固定的浮体)无运动； ②受浮体(和发电机本体)影响，浮体随波浪运动，定子(和发电机本体)电作相同运动； ③与振子之间轴向上相对位移是造成发电机线圈绕组通过的磁通量变化的原因。 (3)弹性元件及配重系统——发电机工作重要运动部件，也是发电机机械能吸收、平衡和振子运动周相控制关键部件。弹性元件及配重系统包括弹簧、配重、调节装置、连接件等原器件。其中弹簧工作特征如下 ①振子与发电机本体保持相互连接的“桥梁”； ②通过拉伸、回复、压缩、膨胀等方式平衡振子吸收的能量； ③改变振子与发电机本体(即发电机承载浮体随波浪上下起伏)运动周相。 (4)导轨及引导系统——发电机工作重要辅助部件，也是振子直线运动控制关键部件。导轨及引导系统包括轨道、滚珠或滚轮等原器件。其中导轨可以只赋予单一作用，即仅作控制振子直线运动作用；也可以赋予多功能作用，即除作控制运动状态外，还附带起连接、内部支撑、结构强化等作用。 (5)气压平衡及减压系统——发电机工作重要辅助部件，也是减少振子运动气阻的关键部件。根据具体情况选择设置。其选择方式有 ①在振子运动的两端设置连接气道，气道可以是独立的管道，也可以是发电机构造间隙等，作用是能够快速平衡振子运动时造成两端的气压差； ②在完全密闭的发电机上安装气阀，对发电机抽真空，使其内部处于负压或真空环境，作用是减轻或消除振子运动时造成两端的气压差。 (6)其它基本部件。包括支撑构架、紧固件、壳体、连接件、导线接口、润滑系统等机械部件和整流、稳压、指示等电子部件。其中电子部件可以根据具体情况和要求设在发电机内部，或另外设立。 根据上述振子波力发电机基本特征，可以衍生出如下各种形式的振子发电机 a)振子插在定子内或被夹在定子之间，这种结构简称为“内振子”；也可以套在定子外或将定子夹在中间，这种结构简称为“外振子”； b)振子可以由永磁体-导磁极靴和其它组合件构成，这种方式简称为“动磁式”；也可以由导磁盘-线圈绕组和其它组合件构成，这种方式简称为“动圈式”； c)定子-振子基本结构形状可以是筒柱形和夹心形。例如振子为柱状，定子为筒状，振子柱插在定子筒内；或者振子为筒状，定子为柱状，振子筒套在定子柱外，这种形状简称为“筒柱形”。筒柱可以是圆筒柱，也可以是方筒柱和其它多边形或异形筒柱。又例如夹心条形，其中夹心外侧为定子，中间为振子；或者夹心外侧为振子，中间为定子；还可以一侧振子一侧定子，以及相互交替组合，这种形状简称“夹心形”。夹心可以是“齿条夹心”，也可以是“板纹夹心”或其它形状夹心。 附图说明 (图1)振子波力发电机示意简图筒柱形内振子动磁式波力发电机，(以圆筒-圆柱形为例) (图2)筒柱形外振子动磁式波力发电机，(以圆筒-圆柱形为例)示意简图 (图3)筒柱形内振子动圈式波力发电机，(以圆筒-圆柱形为例)示意简图 (图4)筒柱形外振子动圈式波力发电机，(以圆筒-圆柱形为例)示意简图 (图5)夹心式内振子动磁式波力发电机，(以BAB夹心矩齿形为例)示意简图 (图6)夹心式外振子动磁式波力发电机，(以ABA夹心矩齿形为例)示意简图 (图7)夹心式内振子动圈式波力发电机，(以BAB夹心矩齿形为例)示意简图 (图8)夹心式外振子动圈式波力发电机，(以ABA夹心矩齿形为例)示意简图 (图9)波力发电机碟碗形导磁盘(以圆碟碗形为例)示意简图 实心碟碗形导磁盘基本结构形式 方式一碗内向上突出(图9-1) 方式二碗底向下突出(图9-2) 方式三碗底上下突出(图9-3) 空心碟碗形导磁盘基本结构形式 方式一碗内向上翻扣(图9-4) 方式二碗底向下翻扣(图9-5) 方式三碗底上下翻扣(图9-6) (图10)波力发电机齿形导磁条组合形式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种振子波力发电机。推动振子波力发电机运转的能量为波浪能，即波浪波力驱动发电机运转。本专利振子发电机基本特征是：①发电机基本组成单元：由振子、定子、弹性元件及配重系统、导轨及引导系统、气压平衡及减压系统等关键部件和其它部件组成；②发电机基本工作原理：弹性振子吸收波浪机械能，振子与定子产生相对位移，线圈绕组内通过磁通量发生变化并产生感应电势；③发电机基本运行方式：垂直安装于浮体或使其垂直浮在水中，跟随浮体和波浪上下起伏运动，一次性将波浪机械能转换成电能。其中：（１）振子－发电机工作重要运动部件，也是波浪机械能吸收和电磁能量转换关键部件。按在发电机装配所在位置区分有“内振子”和“外振子”两种方式；按主要组成元件和材料区分有由永磁体－导磁极靴元件组成的“磁振子”和由导磁盘或导磁条块－线圈绕组元件组成的“圈振子”，按成形后的基本形体区分有“筒形”、“柱形”、“条形”、“锯齿形”和“板块形”等振子。其基本工作特征如下：①与弹性元件及配重有固定的连接，并接受弹性元件和导轨及引导系统的控制；②受重力、弹性元件形变力、磁回路作用和与导轨触点间滚动或滑动摩擦作用，其运动为往复直线运动；③与定子之间有气隙，两者运动不同步，也即与发电机本体运动周相不一致；④与定子之间轴向上相对位移是造成发电机线圈绕组通过的磁通量变化的原因。（２）定子－发电机工作重要部件，也是电磁能量转换关键部件，按在发电机装配所在位置区分有“内定子”和“外定子”两种方式；按主要组成元件和材料区分有由永磁体－导磁极靴元件组成的“磁定子”和由导磁盘或导磁条块－线圈绕组元件组成的“圈定子”；按成形后的基本形体区分有“筒形”、“柱形”、“条形”、“锯齿形”和“板块形”等定子。其基本工作特征如下：①固定于发电机壳体或内部支撑构架，相对发电机本体（和发电机所固定的浮体）无运动；②受浮体（和发电机本体）影响，浮体随波浪运动，定子（和发电机本体）也作相同运动；③与振子之间轴向上相对位移是造成发电机线圈绕组通过的磁通量变化的原因。（３）弹性元件及配重系统－发电机工作重要运动部件，也是发电机机械能吸收、平衡和振子运动周相控制关键部件。弹性元件及其系统包括弹簧、配重、调节装置、连接件等原器件。其中弹簧工作特征如下：①振子与发电机本体保持相互连接的“桥梁”；②通过拉伸、回复或压缩、膨胀等方式平衡振子吸收的能量；③改变振子与发电机本体（即发电机承载浮体随波浪上下起伏）运动周相。（４）导轨及...

【技术特征摘要】
1.一种振子波力发电机。推动振子波力发电机运转的能量为波浪能，即波浪波力驱动发电机运转。本专利振子发电机基本特征是①发电机基本组成单元由振子、定子、弹性元件及配重系统、导轨及引导系统、气压平衡及减压系统等关键部件和其它部件组成；②发电机基本工作原理弹性振子吸收波浪机械能，振子与定子产生相对位移，线圈绕组内通过磁通量发生变化并产生感应电势；③发电机基本运行方式垂直安装于浮体或使其垂直浮在水中，跟随浮体和波浪上下起伏运动，一次性将波浪机械能转换成电能。其中(1)振子——发电机工作重要运动部件，也是波浪机械能吸收和电磁能量转换关键部件。按在发电机装配所在位置区分有“内振子”和“外振子”两种方式；按主要组成元件和材料区分有由永磁体-导磁极靴元件组成的“磁振子”和由导磁盘或导磁条块-线圈绕组元件组成的“圈振子”，按成形后的基本形体区分有“筒形”、“柱形”、“条形”、“锯齿形”和“板块形”等振子。其基本工作特征如下①与弹性元件及配重有固定的连接，并接受弹性元件和导轨及引导系统的控制；②受重力、弹性元件形变力、磁回路作用和与导轨触点间滚动或滑动摩擦作用，其运动为往复直线运动；③与定子之间有气隙，两者运动不同步，也即与发电机本体运动周相不一致；④与定子之间轴向上相对位移是造成发电机线圈绕组通过的磁通量变化的原因。(2)定子——发电机工作重要部件，也是电磁能量转换关键部件，按在发电机装配所在位置区分有“内定子”和“外定子”两种方式；按主要组成元件和材料区分有由永磁体-导磁极靴元件组成的“磁定子”和由导磁盘或导磁条块-线圈绕组元件组成的“圈定子”；按成形后的基本形体区分有“筒形”、“柱形”、“条形”、“锯齿形”和“板块形”等定子。其基本工作特征如下①固定于发电机壳体或内部支撑构架，相对发电机本体(和发电机所固定的浮体)无运动；②受浮体(和发电机本体)影响，浮体随波浪运动，定子(和发电机本体)也作相同运动；③与振子之间轴向上相对位移是造成发电机线圈绕组通过的磁通量变化的原因。(3)弹性元件及配重系统——发电机工作重要运动部件，也是发电机机械能吸收、平衡和振子运动周相控制关键部件。弹性元件及其系统包括弹簧、配重、调节装置、连接件等原器件。其中弹簧工作特征如下①振子与发电机本体保持相互连接的“桥梁”；②通过拉伸、回复或压缩、膨胀等方式平衡振子吸收的能量；③改变振子与发电机本体(即发电机承载浮体随波浪上下起伏)运动周相。(4)导轨及引导系统——发电机工作重要辅助部件，也是振子直线运动控制关键部件。导轨及引导系统包括轨道、滚珠或滚轮等原器件。其中导轨可以只赋予单一作用，即仅作控制振子直线运动作用；也可以赋予多功能作用，即除作控制运动状态外，还附带连接、内部支撑、结构强化等作用。(5)气压平衡及减压系统——发电机工作重要辅助部件，也是减少振子运动气阻的关键部件。根据具体情况选择设置。其选择方式有①在振子运动的两端设置连接气道，气道可以是独立的管道或通道，也可以是发电机内部构造间隙等，作用是能够快速平衡振子运动时造成两端的气压差；②在完全密闭的发电机上安装气阀，对发电机抽真空，使其内部处于负压或真空环境，作用是减轻或消除振子运动时造成两端的气压差。(6)其它基本部件。包括支撑构架、紧固件、壳体、连接件、导线接口、润滑系统等机械部件和整流、稳压、指示等电子部件。其中电子部件可以根据具体情况和要求设在发电机内部，电可另外设立。根据上述振子波力发电机基本特征，可以衍生出如下各种形式的振子发电机a)振子插在定子内或被夹在定子之间，这种结构简称为“内振子”；也可以套在定子外或将定子夹在中间，这种结构简称为“外振子”；b)振子可以由永磁体-导磁极靴和其它组合件构成，这种方式简称为“动磁式”；也可以由导磁盘或导磁条块-线圈绕组和其它组合件构成，这种方式简称为“动圈式”；c)定子-振子基本结构形状可以是筒柱形和夹心形。例如振子为柱状，定子为筒状，振子柱插在定子筒内；或者振子为筒状，定子为柱状，振子筒套在定子柱外，这种形状简称为“筒柱形”。筒柱可以是圆筒柱，也可以是方筒柱和多边形筒柱或异形筒柱。又例如夹心形，其中夹心外侧为定子，中间为振子；或者夹心外侧为振子，中间为定子；还可以一侧振子一侧定子相互交替组合，这种形状简称“夹心形”。夹心可以是条齿夹心，也可以是板纹夹心或其它形状夹心。2.根据权利要求1，一种筒柱形内振子动磁式波力发电机(以圆筒-圆柱形为例)(1)发电机基本结构圆柱形振子插在圆筒形定子内，筒柱共轴线，两者之间留有气隙。(2)振子基本结构①由若干节永磁体-导磁极靴按…N-S-导磁极靴-S-N…或…S-N-导磁极靴-N-S…一层一层沿轴线方向叠合而成。永磁体提供轴向磁场，导磁极靴使得磁路转向径向；②永磁体-导磁极靴节可以由整块的圆环或圆形永磁体和整块的圆环或圆形导磁极靴叠合制作；也可以是由数块扇形或其它形状拼接而成；③每节或每块永磁体内外周可以加隔磁环或填充隔磁材料，以引导磁场方向和减少漏磁发生；④组合后的振子为圆柱形，柱外径小于定子筒内径，能插在定子筒内，并与弹性元件及配重相连接。(3)定子基本结构①由若干组空心碟碗形导磁盘-环形线圈绕组按一层导磁盘内平嵌放一层环形线圈绕组，沿轴线方向叠合而成。相邻两个导磁盘可以构成一个定子磁路，环形线圈绕组产生感应电势；②碟碗形导磁盘可以整体加工制作，也可以是由数块扇形或其它形状拼接组合而成，还可以整体或分段加工成同轴不同径，即筒内带平槽或斜槽，其筒(槽)内嵌放环形线圈绕组；③每个环形线圈绕组与导磁盘之间可以加绝缘线架、绝缘层或浸漆，以防止漏电；④组合后的定子为圆筒形，筒内径大于振子柱外径，能套在振子柱外，并固定于壳体或支架。方筒柱、多边形筒柱和异形筒柱形内振子动磁式发电机，以及永磁体-导磁极靴-隔磁件或材料其它排列组合方式其原理一致，结构基本相似。3.根据权利要求1，一种筒柱形外振子动磁式波力发电机(以圆筒-圆柱形为例)(1)发电机基本结构圆筒形振子套在圆柱形定子外，筒柱共轴线，两者之间留有气隙。(2)振子基本结构①由若干节永磁体-导磁极靴按…N-S-导磁极靴-S-N…或…S-N-导磁极靴-N-S…一层一层沿轴线方向叠合而成。永磁体提供轴向磁场，导磁极靴使得磁路转向径向；②永磁体-导磁极靴节可以由整块的圆环或弧形永磁体和整块的圆环或弧形导磁极靴叠合制作；也可以是由数块扇形或其它形状拼接而成；③每节或每块永磁体内外周可以加隔磁环或填充隔磁材料，以引导磁场方向和减少漏磁发生；④组合后的振子为圆筒形，筒内径大于定子柱外径，能套在定子柱外，并与弹性元件及配重相连接。(3)定子基本结构①由若干组碟碗形导磁盘-环形线圈绕组按一层导磁盘内平嵌放一层环形线圈绕组，沿轴线方向叠合而成。相邻两个导磁盘可以构成一个定子磁路，环形线圈绕组产生感应电势；②碟碗形导磁盘可以整体加工制作，也可以是由数块扇形或其它形状拼接组合而成，还可以整体或分段加工成同轴不同径，即柱表带平槽或斜槽，其柱(槽)内嵌放环形线圈绕组；③每个环形线圈绕组与导磁盘之间可以加绝缘线架、绝缘层或浸漆，以防止漏电；④组合后的定子为圆柱形，柱外径小于振子筒内径，能插在振子筒内，并固定于壳体或支架。方筒柱、多边形筒柱和异形筒柱形外振子动磁式发电机，以及永磁体-导磁极靴-隔磁件或材料其它排列组合方式其原理一致，结构基本相似。4.根据权利要求1，一种筒柱形内振子动圈式波力发电机(以圆筒-圆柱形为例)(1)发电机基本结构圆柱形振子插在圆筒形定子内，筒柱共轴线，两者之间留有气隙。(2)振子基本结构①由若干组碟碗形导磁盘-环形线圈绕组按一层导磁盘内平嵌放一层环形线圈绕组，沿轴线方向叠合而成。相邻两个导磁盘可以构成一个振子磁路，环形线圈绕组产生感应电势；②碟碗形导磁盘可以整体加工制作，也可以是由数块扇形或其它形状拼接组合而成，还可以整体或分段加工成同轴不同径，即柱表带平槽或斜槽，其柱(槽)内嵌放环形线圈绕组；③每个环形线圈绕组与导磁盘之间可以加绝缘线架、绝缘层或浸漆，以防止漏电；④组合后的振子为圆柱形，柱外径小于定子筒内径，能插在定子筒内，并与弹性元件及配重相连接。(3)定子基本结构①由若干节永磁体-导磁极靴按…N-S-导磁极靴-S-N…或…S-N-导磁极靴-N-S…一层一层沿轴线方向叠合而成。永磁体提供轴向磁场，导磁极靴使得磁路转向径向；②永磁体-导磁极靴节可以由整块的圆环或弧形永磁体和整块的圆环或弧形导磁极靴叠合制作；也可以是由数块扇形或其它形状拼接而成；③每节或每块永磁体内外周可以加隔磁环或填充隔磁材料，以引导磁场方向和减少漏磁发生；④组合后的...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭晛，
申请(专利权)人：谭晛，
类型：发明
国别省市：43[]