用于从机械能收集电力的装置制造方法及图纸

描述了用于从机械能收集电力的装置。该装置包括：磁通路径。该磁通路径包括：具有应变于磁性材料上的应力的磁性质的磁性材料；邻近该磁性材料的第一导磁材料；该磁通路径中的磁铁，其中该磁铁的磁通势引起磁通量；和组件，被设置为将由外部源引起的负载中的变化传递至该磁性材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于从机械能收集电力的装置美国联邦政府资助研究的声明本专利技术在国家海洋与大气管理局获得的美国合同号WC133R10CN0220下的政府支持而做出。政府享有本专利技术的某些权利。相关申请的交叉引用本申请要求2010年4月27 日提交的名为“Mechanical Energy Harvester Method and Device(机械能收集方法与设备)”的美国临时申请号No. 61/328，396的优先权，该专利申请通过引用整体结合于此。这个申请还要求2011年I月28日提交的、名为“Apparatus for Harvesting Electrical Power from Mechanical Energy (用于从机械能收集电力的装置)”的美国申请号No. 13/016, 895的优先权的权益。这个申请还要求2011年I月28日提交的、名为 “Wave Energy Harvester with Improved Performance (具有改进的性能的波动能量收集器)”的美国申请号No. 13/016，828的优先权的权益。
技术介绍
广泛采用上业可获得且对于环境良好的可再生能源毋庸置疑地成为当今全球的重大挑战之一。这样的技术可助力经济增长并有益于全球环境忍受能力、还减少了在未来数十年内我们对于可耗尽的矿物燃料的依赖。海洋能和其他可再生能源具有极高潜力，但依然是能完成这些目标的清洁能源的欠加利用的资源。能源信息管理局估计，全球电力消耗将在2006到2030之间从18增长至32万亿 kWh,反映了 2. 4%的年度增长率。煤电被预见为带来42%的这个全球增长、接着是可再生能源24%和天然气23%，其余的是核电。美国电力消耗将以较为缓慢的速率增加，在这个时间按 段从4.1攀升至5. 2万亿kWh。煤电被预见为带来39%的这个国内增长，接着是可再生能源32%、和天然气18%。来自可再生能源的大部分贡献预计是来自新的水电而非较少环境损害的可再生能源。新的具有成本效益比的、高能效且环境友好的发电技术的标识与发展将导致对于美国和全球人口的经济、健康和安全的益处。由于清洁能源发电一般基于本地资源，通过给本地燃料企业创建工作机会和获得廉价能源，这些技术可帮助促进沿海区的本地经济。清洁能源领域中的市场份额增长的较高比例可以是使得资本效率、成本效益、和资源可获得性在接下来二十年快速规模化的能源资源。收集海洋能的常规方法，例如，均不符合所有这三个标准——它们太过于资本密集、不具有竞争力的能量成本、且要求非常特定的海洋环境，这限制了潜在地点的数量以及因此的影响规模。如此，当谈到影响潜力 (impact potential)时,常规的海洋能系统并不被认为是与风能、太阳能光伏、和地热属于同一类别的。来自常规设备的电力成本被估算为煤电的3-5倍。在不极大偏离迄今为止的常规方法的情况下，似乎可能的是海洋能永不可成为全球能量混合的重要部分。
技术实现思路
描述了装置的实施例。在一个实施例中，该装置是用于从机械能收集电力的装置。 该能量收集装置包括磁通路径。该磁通路径包括具有应变于磁性材料上的应力的磁性质的磁性材料；邻近该磁性材料的第一导磁材料；该磁通路径中的磁铁,其中该磁铁的磁通势引起磁通量；和组件，被设置为将由外部源引起的负载中的变化转移至该磁性材料。描述了该装置的另一个实施例。在一个实施例中，该装置是用于从机械能收集电力的装置。该装置包括一个基本封闭的磁通路径。该磁通路径包括具有磁性质的磁性材料，其中该磁性应变于应力；导磁材料；和磁通路径中的永磁体。该装置还包括被设置为将由外部源引起的负载中的变化转移至该磁性材料的组件、和至少一个其他组件，被用于在该磁性材料上施加预应力。还描述了该装置的其他实施例。还描述了一种方法的实施例。在一个实施例中，该方法是用于从机械能收集电力的方法。该方法包括用被设置为将由外部源引起的负载中的变化转移至磁性材料的组件改变该磁性材料的磁性质，其中该磁性质应变于该磁性材料上的应力；由于在没有空气隙的基本封闭的磁通路径中的至少一个永磁体施加的磁通势引起改变磁通量；并响应于该磁性材料中磁通量的变化，在相对于磁通路径设置的导电线圈中感应出电压。本专利技术的诸实施例的其他方面和优 点将在结合作为本专利技术原理的示例示出的附图考虑以下详细描述中变得显而易见。附图说明图1示出磁致伸缩的铁-铝合金材料的电源密度应变于施加在该材料上的负载和施加与释放该机械负载的频率的关系的一个实施例的图示。图2示出能量收集装置的一个实施例的示意图。图3示出在负载施加设备中的磁性材料的磁通路径的一个实施例的计算机建模的示意图。图4示出在负载施加设备中的磁性材料的磁通路径的一个实施例的计算机建模的示意图。图5示出图3的磁通路径的磁通密度大小的图示。图6示出图4的磁通路径的磁通密度大小的图示。图7示出能量收集装置的一个实施例的示意图。图8示出能量收集装置的一个实施例的示意图。图9示出能量收集装置的一个实施例的示意图。图10示出用于从机械能收集电力的一个实施例的流程图。贯穿该描述，类似的附图标记被用于标识类似要素。具体实施方式容易理解的是，在这里一般地描述和在附图中示出的诸实施例的组件可按照多种不同的配置来设置和设计。因此，如在诸附图中所表示的以下对各种实施例的更具体描述无意限制本公开的范围，而只是代表各种实施例。尽管在附图中呈现了诸实施例的各个方面，但除非特别指出否则这些附图不一定是按比例绘制的。本专利技术也可以其他具体形式体现而不背离其精神实质或基本特性。所描述的诸实施例在各方面将仅被视为说明性的而不是限制性的。本专利技术的范围因此由所附的权利要求而不是由该具体描述来指示。落入权利要求的等价物的含义和范围的所有改变都包含在权利要求的范围内。贯穿本说明书对特征、优点、或类似语言的参引并不意味着可用本专利技术实现的所有特征和优点应该或者是在本专利技术的任何单个实施例中。提到该些特征和优点的语言应被理解为表示结合一实施例描述的具体特征、优点、或特性被包括在本专利技术的至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书对该些特征和优点的讨论以及类似语言可以、但不一定指代同一实施例。而且，本专利技术的所描述特 征、优点、和特性可按照任何合适的方式在一个或多个实施例中组合。相关领域的技术人员将认识到，根据本文的描述，本专利技术可以在没有一特定实施例的该些具体特征或优点中的一个或多个的情况下实践。在其它实例中，可以在某些实施例中实现可能不是存在于本专利技术的所有实施例中的附加特征和优点。贯穿本说明书，对“一个实施例”、“一实施例”、或类似语言的参引意味着结合该所指示的实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本专利技术的至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书的短语“在一个实施例中”、“在一实施例中”及类似语言可以、但不一定全部指代同一实施例。尽管此处描述了很多实施例，所描述的实施例中的至少一些呈现了用于从机械能收集电力的方法与设备。更特定地，实施例描述了具有应变于磁性材料上的应力的磁性质的磁性材料，可使用将由外部源引起的负载中的变化转移至该材料的组件来操纵该应力， 从而改变该材料的该磁性质。然后可使用磁性质的这个变化来产生电流或电压。在一些实施例中，磁铁被放置在邻近于该磁性材料或邻近于该负载转移组件来改变该磁性材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.04.27 US 61/328,396;2011.01.28 US 13/016,828;1.一种用于从机械能收集电力的装置，所述装置包括磁通路径，包括磁性材料，其具有应变于该磁性材料上的应力的磁性质；邻近所述磁性材料的第一导磁材料；所述磁通路径中的磁铁，其中所述磁铁的磁通势引起磁通量；和组件，被设置为将由外部源引起的负载中的变化传递至所述磁性材料。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括被用于施加预应力到所述磁性材料上的至少一个其他组件。3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述导磁材料提供在所述磁铁的北极和南极之间基本没有空气隙的磁通路径。4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一导磁材料包括低碳钢。5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一导磁材料包括电工硅钢。6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述磁铁包括永磁体。7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述磁铁包括电磁石。8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述磁性材料包括磁致伸缩的材料。9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述磁性材料包括压磁材料。10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述磁性质包括随所述磁性材料上的机械应力变化的所述磁性材料的导磁率。11.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述磁性质包括随所述磁性材料上的机械应力变化的所述磁性材料的饱和磁化。12.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·奈尔，J·A·纳赫拉斯，
申请(专利权)人：奥斯拉电力有限公司，
类型：
国别省市：