專利名稱：在波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站中用于發(fā)電的帶有初級(jí)部分和次級(jí)部分的線性發(fā)電機(jī)以及波浪驅(qū)動(dòng) ...的制作方法
在波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站中用于發(fā)電的帶有初級(jí)部分和次級(jí)部分的 線性發(fā)電機(jī)以及波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站
本發(fā)明涉及在一個(gè)波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站中用于發(fā)電的一種線性機(jī)器， 該線性機(jī)器具有一個(gè)初級(jí)部分，該初級(jí)部分具有多個(gè)環(huán)形的初級(jí)線圏， 這些初級(jí)線圏優(yōu)選地相對(duì)于一條軸線被同心地安排并且被多個(gè)中間元
件彼此分離；并且具有一個(gè)次級(jí)部分，該次級(jí)部分具有多個(gè)次級(jí)線圈， 在這些次級(jí)線圈上可以施加直流電并且這些次級(jí)線圈在軸向上以交互 的極性彼此并列安排并且具有多個(gè)超導(dǎo)體繞組，其中一個(gè)部分能夠相 對(duì)于另一個(gè)部分平行于該軸線而前后移動(dòng)。本發(fā)明還涉及具有像這樣 的一臺(tái)線性發(fā)電機(jī)的一種波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站。
DE 195 42 551 Al披露了一種線性電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)具有一個(gè)空 心圓柱形的初級(jí)部分，該初級(jí)部分具有多個(gè)環(huán)形初級(jí)線圏，這些初級(jí) 線圏相對(duì)于一個(gè)次級(jí)部分的一條運(yùn)動(dòng)軸線同心地安排并且能夠通過多 相電流來運(yùn)作。由軟磁材料構(gòu)成的多個(gè)環(huán)形疊層板被安排在這些初級(jí) 線圏之間、被用作分離鄰近的初級(jí)線圏的中間元件、并且形成多個(gè)可 磁化的齒，以便放大磁性通量并且將其傳送給安排有該次級(jí)部分的接 受體。這些初級(jí)線圏和這些環(huán)形疊層板被容納在一個(gè)由可磁化的材料 構(gòu)成的空心圓柱形的軛中，該輒形成一個(gè)磁回路。該次級(jí)部分凈皮安排 為使它能夠在由該初級(jí)部分形成的接受體內(nèi)軸向地移動(dòng)。次級(jí)部分具 有由多個(gè)超導(dǎo)體繞組構(gòu)成的多個(gè)場(chǎng)磁鐵，這些場(chǎng)磁鐵在軸向方向上以 交替的極性彼此前后安排。在DE 195 42 551中，這些次級(jí)繞組的磁 場(chǎng)與次級(jí)部分的軸線成直角。為了利用纏繞的線圏產(chǎn)生這個(gè)場(chǎng)方向， 電流從中流過的每個(gè)單獨(dú)線圈的軸線必須與該線性電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)軸線 成直角。只有在使用永久磁鐵或超導(dǎo)實(shí)心體磁鐵時(shí)這些磁鐵才能夠以 它們的內(nèi)部圓周表面停留在由可磁化的材料構(gòu)成的一個(gè)圓柱形的軛 中。雖然它們于是具有一種環(huán)形的形狀，然而它們是徑向磁化的。相 比之下，在纏繞的次級(jí)線圏的情況下，必須選擇一種安排，其中多個(gè) 纏繞的線圏在該支撐體的殼體表面上、在圓周方向上并且在軸向方向上彼此并列地偏移。當(dāng)電流施加到這些初級(jí)和次級(jí)線團(tuán)上時(shí)產(chǎn)生的磁 性力在初級(jí)部分與次級(jí)部分之間產(chǎn)生一種相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
EP 1 465 328 Al披露了 一種線性電動(dòng)機(jī)，在該電動(dòng)機(jī)中初級(jí)部分 和次級(jí)部分被反向安排，這樣次級(jí)部分在外部并且環(huán)繞初級(jí)部分。
使這些軟磁的齒磁化的能力是受約束的，因?yàn)樵谠撥洿挪牧现邪l(fā)生 磁飽和。為了在初級(jí)部分與次級(jí)部分之間通過初級(jí)部分的這些線圏中 的高電流密度獲得更高的力密度，已經(jīng)提出增加這些初級(jí)線圏匝數(shù)或 者增加可磁化材料的數(shù)量。這些措施已允許在試驗(yàn)階段中對(duì)于圓形的 和多螺線管線性電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)了高達(dá)約8 N/cm2的力密度。然而，這些 線性電動(dòng)機(jī)的物理尺寸和重量必須顯著地增加以做到這一點(diǎn)。
本發(fā)明的目的是提供用于波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站發(fā)電的一個(gè)線性發(fā)電 機(jī)以及一種波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站，這使之有可能通過在初級(jí)部分和/或次 級(jí)部分中的設(shè)計(jì)手段連同波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站的物理設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)從海浪 的運(yùn)動(dòng)中高的電產(chǎn)出。
根據(jù)本發(fā)明，這一目的在線性發(fā)電機(jī)的情況下以及在使用這種線性 發(fā)電機(jī)的波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站的情況下，是通過分別如在權(quán)利要求1和 權(quán)利要求2中所限定的本發(fā)明來實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)本發(fā)明，在初級(jí)部分中 這些初級(jí)線圏的安排是由不可磁化的材料構(gòu)成的多個(gè)中間元件的一種 氣隙繞組的形式，并且這些次級(jí)線圏是包括一種高溫超導(dǎo)體繞組，其 結(jié)果是可以實(shí)現(xiàn)大于18N/cm2的力密度。這些次級(jí)線圏是環(huán)形的并且 圍繞支撐體彼此相對(duì)而同心地安排，其中多個(gè)間隔元件被優(yōu)選地安排 在這些次級(jí)線圏之間，這些次級(jí)線圈在該軸向方向上被支撐在這些間 隔元件上。為了實(shí)現(xiàn)在該初級(jí)部分與該次級(jí)部分之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，該 初級(jí)部分或該次級(jí)部分能夠以一種外部運(yùn)作的方式通過一個(gè)波浪驅(qū)動(dòng) 的發(fā)電站的一個(gè)浮標(biāo)平行于該軸線而被移動(dòng)，并且通過該初級(jí)部分與 該次級(jí)部分之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)在這些初級(jí)線圏中感應(yīng)出的電流能夠被引 出用于發(fā)電。在該初級(jí)部分與該次級(jí)部分之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)在這些初級(jí)線圏中感應(yīng)出一個(gè)電流，該電流-故轉(zhuǎn)換并且被用于發(fā)電。因?yàn)檫@些初 級(jí)線圏的安排以及優(yōu)選地同樣這些次級(jí)線圏的安排是一種氣隙繞組的 形式，就是說在這些初級(jí)線圈之間或者安排在這些次級(jí)線圏之間都沒 有安排用于通量引導(dǎo)的可磁化的材料，在根據(jù)本發(fā)明的線性發(fā)電機(jī)中 的力密度不受飽和磁化強(qiáng)度的限制。
該初級(jí)部分中的電流水平(即在該初級(jí)部分的每個(gè)軸向長(zhǎng)度的圓周 方向中的電流)與已知線性電動(dòng)機(jī)相比較可以被增大而無需放大線性 電動(dòng)機(jī)的物理尺寸，其結(jié)果是與該電流水平成比例的力密度上升了而 沒有飽和效應(yīng)。優(yōu)選地在這些初級(jí)線圏之間不安排用于集中磁通量的 鐵或可磁化的任何材料。在次級(jí)部分中使用由高溫超導(dǎo)材料(它具有
高于77K的臨界溫度)構(gòu)成的次級(jí)線圍允許將大的直流電流施加到這 些次級(jí)線圏上，以便使之有可能在該接受體中產(chǎn)生極強(qiáng)的磁場(chǎng)。根據(jù) 本發(fā)明的線性發(fā)電機(jī)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了在軸向方向上幾乎是平滑 的一種力分布特征，因?yàn)樵摎庀独@組意味著實(shí)際上大體上沒有磁阻力， 并且因此幾乎沒有發(fā)生齒槽力。此外，因?yàn)樵诔跫?jí)部分與次級(jí)部分中 不存在永磁鐵和可磁化的材料，因此當(dāng)所提供的電流被切斷時(shí)不發(fā)生 磁力，該線性發(fā)電機(jī)能夠相對(duì)容易地進(jìn)行維修和清理。
原則上，當(dāng)在波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站中使用根據(jù)本發(fā)明用于發(fā)電的線性 發(fā)電機(jī)時(shí)，該初級(jí)部分也能夠^皮移動(dòng)。在波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站中在用于 發(fā)電的特別優(yōu)選的改進(jìn)中，該次級(jí)部分能夠通過一個(gè)上升和下降的浮 標(biāo)而被機(jī)械地移動(dòng)。
根據(jù)相應(yīng)的線性發(fā)電機(jī)或波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站的一個(gè)有利的改進(jìn)，該 次級(jí)部分能夠被連接到一個(gè)優(yōu)選剛性的連接或傳輸元件(例如一根桿) 上，該元件被連接到該浮標(biāo)上，這樣使得它們一起移動(dòng)，以便將該浮 標(biāo)的移動(dòng)傳輸?shù)皆摯渭?jí)部分上。除其他之外，將直接地連接到或者可 能僅間接地連接到該浮標(biāo)上的一根桿或某些其他支撐型材用作運(yùn)動(dòng)傳 輸?shù)囊粋€(gè)連接元件還提供了在整個(gè)結(jié)構(gòu)(該結(jié)構(gòu)被用在海上區(qū)域中并 因此遭受極其嚴(yán)酷的環(huán)境影響)的密封中抵抗水汽進(jìn)入的優(yōu)點(diǎn)。該波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站的整個(gè)結(jié)構(gòu)能夠進(jìn)行設(shè)計(jì)的方式為使得對(duì)于運(yùn)作必需
的所有部件和供應(yīng)器具以一種受保護(hù)的方式被安排在一個(gè)閉合的和/ 或封閉的區(qū)域中，并且僅有該優(yōu)選剛性的連接元件(該連接元件適合 用于電力傳輸)從該區(qū)域中穿出。
根據(jù)線性發(fā)電機(jī)或波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站的一個(gè)實(shí)施方案的變體，該浮
標(biāo)具有多個(gè)漂浮體，這些漂浮體的浮力使該浮標(biāo)保持在水的表面上， 其中該初級(jí)部分被安排在一個(gè)水下本體中，該浮標(biāo)能夠相對(duì)于該水下 本體通過水波浪的運(yùn)動(dòng)而移動(dòng)。然后，該初級(jí)部分和該次級(jí)部分能夠 特別有利地被安排在該水下本體中的一個(gè)閉合容器中，在該水下本體 的上表面上具有用于該連接元件的一個(gè)開口，用于運(yùn)動(dòng)的機(jī)械傳遞。 然后，這些浮標(biāo)的漂浮體具體地被安排在一個(gè)中心開口的周圍，該中 心開口形成于該水下本體與該浮標(biāo)之間的移動(dòng)的一種軸向引導(dǎo)。此外， 優(yōu)選地，在本實(shí)施方案中的水下本體可替代地具有一個(gè)圓柱形的外殼 體部分，該外殼體部分在該開口和/或多個(gè)支承元件(具體的為滑動(dòng)軸 承環(huán)或滑動(dòng)墊)中被引導(dǎo)，通過這些支承元件能夠改善該浮標(biāo)與該水 下本體之間的滑動(dòng)引導(dǎo)，或者在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候，有可能防止由于該浮標(biāo) 與該水下本體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而引起的海水運(yùn)動(dòng)并且防止抵消這種帶有相
對(duì)大的阻力的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而因此防止減少波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站的效率。該 水下本體被有利地實(shí)質(zhì)地剛性地連接到該初級(jí)部分上。才艮據(jù)一個(gè)實(shí)施
方案，該水下本體能夠被連接到一個(gè)壓重體上，該壓重體確保在該水 下本體與海床之間有一個(gè)相對(duì)恒定的距離，其中該水下本體和/或該壓 重體優(yōu)選地通過一根系泊纜被錨定在海床上。該系泊纜還可以包括多 個(gè)附接纜，或者可以由其組成，這些附接纜同時(shí)被用作為電力傳輸纜 或者包含這樣的纜，以便將電力首先傳輸?shù)胶４踩缓蟮疥懙??？商娲?地或另外地，該壓重體可具有至少一個(gè)平臺(tái)，優(yōu)選地具有至少兩個(gè)平 臺(tái)，這些平臺(tái)彼此被垂直地分開，其中這些平臺(tái)之間的中間間隔是開 放的或者能夠被打開使海水進(jìn)入，以便通過這些平臺(tái)來支撐該水下本 體相對(duì)于海床的"固定位置"的漂浮狀態(tài)。當(dāng)波浪運(yùn)動(dòng)以一個(gè)相當(dāng)較 高的頻率以及通過一個(gè)相當(dāng)大的振幅振蕩時(shí)，配備有多個(gè)平臺(tái)并且是 相對(duì)惰性的水下本體能夠?qū)嶋H上被動(dòng)地保持它在海中的位置，并且當(dāng)
11帶有多個(gè)漂浮體的相當(dāng)?shù)偷亩栊砸约拜^輕的浮標(biāo)永久地漂浮在水面上 并且還能夠通過海波浪的運(yùn)動(dòng)而移動(dòng)時(shí)，并且在這個(gè)程度上暴露了該
水下本體的不同長(zhǎng)度。海波浪以及因此該浮標(biāo)能夠以(例如)12秒的 周期而移動(dòng)。
該壓重體可以具有一個(gè)儲(chǔ)罐，該儲(chǔ)罐至少部分地充有海水，其中該 儲(chǔ)罐的填充水位優(yōu)選是可變的，以便改變?cè)谝环矫娓?biāo)與另一方面水 下本體之間的頻率，并且以此程度間接地改變?cè)谠摼€性發(fā)電機(jī)的次級(jí) 部分與初級(jí)部分之間的運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)頻率，以4更接近一個(gè)諧振頻率。不 言而喻，該壓重體與該水下本體優(yōu)選地產(chǎn)生浮力，該浮力取決于波浪 運(yùn)動(dòng)使該水下本體保持接近水面或者貼近水面之下，這樣使得水下本 體伸出水面上的唯一的區(qū)域是帶有初級(jí)繞組的初級(jí)部分定位于其中的 區(qū)域。
此外優(yōu)選地，該浮標(biāo)可以配備有多個(gè)配件，這些配件上附接有該機(jī) 械連接元件的自由端，和/或這些配件被安排在用于該線性發(fā)電機(jī)的開 關(guān)和供應(yīng)裝置之內(nèi)。用于供應(yīng)所要求的所有裝置(例如)用于將這些 HTS超導(dǎo)體線圏冷卻到臨界溫度以下的低溫恒溫器以及如果適當(dāng)?shù)脑?還有用于處理并且輸出在這些初級(jí)線圏中所感應(yīng)出的電流的開關(guān)裝置 都能夠以一種保護(hù)性方式被安排在水面之上。對(duì)于用于運(yùn)動(dòng)傳遞的機(jī) 械連接元件特別有利的是包括一個(gè)空心桿或管或某些其他空心型材， 該空心型材使其空腔被用作為一個(gè)線性套管，用于在一方面安排在該 浮標(biāo)上的這些開關(guān)和供應(yīng)裝置與另一方面的該線性發(fā)電機(jī)的主要和次 級(jí)部分之間的供應(yīng)線路。
根據(jù)線性發(fā)電機(jī)或波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站的一個(gè)可替代的改進(jìn)，該水下 本體可以具有一個(gè)圓柱形的桅桿或者一個(gè)外殼體部分，該桅桿或外殼 體部分的下端被連接到一個(gè)壓重體上并且其外壁被用作為一個(gè)軸向引 導(dǎo)件，用于形成該浮標(biāo)的一個(gè)水下滑動(dòng)元件，該水下滑動(dòng)元件能夠相 對(duì)于該水下本體而移動(dòng)并且它配備有多個(gè)配件，這些配件上附接有該 連接元件的自由端。該初級(jí)部分和該次級(jí)部分然后能夠優(yōu)選地被安排
12在該水下本體中的一個(gè)閉合的容器中，并且該水下本體能夠被連接到 一個(gè)表面漂浮體上，該表面漂浮體優(yōu)選地具有一個(gè)開口，用于在它上 表面的連接元件，并且該表面漂浮體優(yōu)選地配備有作為 一個(gè)軸向引導(dǎo) 件的多個(gè)導(dǎo)向元件，用于這些配件或者用于連接到該表面漂浮體上的 多個(gè)導(dǎo)桿。在波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站的這個(gè)改進(jìn)中，被彼此同軸引導(dǎo)的兩 個(gè)元件一旦再次相互作用，然而，其中該次級(jí)部分相對(duì)于該初級(jí)部分 的這些線圏的移動(dòng)原則上完全發(fā)生在水面之下。這些配件越長(zhǎng)，在該 初級(jí)部分與該次級(jí)部分之間可能有更大的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，其中，該水下滑 動(dòng)元件在容納該初級(jí)部分的水下本體的桅桿或外殼體部分上能夠被良 好地引導(dǎo)。用于該線性發(fā)電機(jī)的開關(guān)和供應(yīng)裝置能夠優(yōu)選地被安排在 該表面漂浮體之中。
根據(jù)可替代的用于線性發(fā)電機(jī)或波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站的另一個(gè)實(shí)施 方案，該水下本體可被附接到海床上，并且可以優(yōu)選地通過一個(gè)底板 被錨定在海床上，其中從該水下本體中穿出的連接元件的一端是通過 一根粗纜或纜繩而連接到該浮標(biāo)上的，該浮標(biāo)漂浮在水面上并且通過
波浪運(yùn)動(dòng)而上下移動(dòng)。于是，特別有利的是通過該浮標(biāo)使該次級(jí)部分 對(duì)抗一個(gè)機(jī)械恢復(fù)裝置(例如一根彈簧)的恢復(fù)力是可移動(dòng)的。用于 該線性發(fā)電機(jī)的開關(guān)和供應(yīng)裝置能夠優(yōu)選地被安排在該水下本體中，
因?yàn)樵撍卤倔w是穩(wěn)定的并且不會(huì)漂浮。所有的供電路線都能被鋪ii 在海床上。
根據(jù)波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站的可替代的另 一個(gè)實(shí)施方案，該浮標(biāo)可以是 一種水下鐘蓋的形式，該水下鐘蓋能夠相對(duì)于一個(gè)水下本體通過波浪 動(dòng)力而移動(dòng)，該水下本體被錨定在海床上并且通過該水下鐘蓋而被閉 合以形成一個(gè)封閉的、充氣的諧振裝置。如果有要求的話，該諧振裝 置的頻率能夠受到氣體壓力、填充體積或者所使用的填充氣體的影響 以及調(diào)節(jié)或控制。空氣或者另外一種氣體(它能夠特別有利地與冷卻
劑一起用于這些HTS超導(dǎo)體線圏)能夠被用作該填充氣體。包括所有 這些開關(guān)和供應(yīng)裝置的初級(jí)部分和次級(jí)部分能夠優(yōu)選地被安排在該水 下本體與該水下鐘蓋之間的諧振裝置的容納區(qū)域中。此外，優(yōu)選地，該水下本體可以具有一個(gè)圓柱形的外壁，該外壁形成一個(gè)軸向引導(dǎo)件 用于在該水下鐘蓋上的一個(gè)圓柱形的殼體部分，或者該水下本體通過 多個(gè)軸向引導(dǎo)件與該水下鐘蓋相互作用。
在所有的這些改進(jìn)中，配備有多個(gè)初級(jí)線圏并且能夠被用于電流感 應(yīng)的該初級(jí)部分可以至少是配備有多個(gè)超導(dǎo)次級(jí)線圏的該次級(jí)部分的 截面的三倍。特別是通過為該初級(jí)部分選擇一個(gè)高的填充因數(shù)，在該 初級(jí)部分中能夠?qū)崿F(xiàn)一個(gè)高的電流水平。該填充因數(shù)被定義為電流所 流過的這些初級(jí)線圏的體積與這些中間元件以及存在于這些初級(jí)線圏 之間任何中間空間的體積的體積比。該初級(jí)部分的填充因數(shù)優(yōu)選地大
于70%并且特別是大于85%。在軸向方向上相鄰的初級(jí)線團(tuán)優(yōu)選地產(chǎn)生 一個(gè)相移120。的交流電，其結(jié)果是該線性發(fā)電機(jī)形成一個(gè)三相發(fā)電機(jī)。 在一個(gè)兩相發(fā)電機(jī)或者大于三相的一個(gè)多相發(fā)電機(jī)的情況下，對(duì)該相 位移動(dòng)可以進(jìn)行不同的適配或者選擇。
在這種優(yōu)選的改進(jìn)中，這些初級(jí)線圈可以具有由一個(gè)常規(guī)的導(dǎo)體 (特別是例如由鋁或銅構(gòu)成的一個(gè)導(dǎo)體)構(gòu)成的多個(gè)繞組，其結(jié)果是 這些初級(jí)線圏可能(例如)以一種有成本效益的方式進(jìn)行液體冷卻或 氣體冷卻。例如，用水或油冷卻是特別有利的。具體地，該常規(guī)導(dǎo)體 也可以由一個(gè)空心導(dǎo)體形成，其內(nèi)部管被用于冷卻。可替代地，這些 初級(jí)線圏的這些繞組能夠由一種超導(dǎo)性導(dǎo)體(特別是是一種高溫超導(dǎo) 性導(dǎo)體)所構(gòu)成或由其制造。于是所施加的電流應(yīng)該使用小于100Hz (特別是小于50Hz)頻率的交流電來施加，以便在這些超導(dǎo)電初級(jí)線 圈中保持低交流電損失，否則必須通過額外的冷卻劑來補(bǔ)償。然后能 夠選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)拇艠O距以便對(duì)于一個(gè)給定最大速度限制發(fā)電機(jī)模式 中的最高頻率。在根據(jù)本發(fā)明的線性發(fā)電機(jī)的情況下，能夠獲得大于 18N/cm2的力密度，并且當(dāng)在這些次級(jí)線圏以及在這些初級(jí)線圏中均 使用超導(dǎo)體時(shí)，甚至有可能獲得大于25 N/cm2的力密度。在這些線 圏之間也可以形成多條冷卻線路(冷卻劑可在其中流過)，或者可以 使氣隙在這些初級(jí)線圏之間(并且如果適當(dāng)在這些中間元件之間)開 放，以便冷卻這些初級(jí)線團(tuán)。這些中間元件可以是環(huán)形段的形式，因此允許冷卻劑被通過而到達(dá)這些初級(jí)線圏的端面，這些端面未^皮這些 環(huán)形段覆蓋。這些中間元件可以在整個(gè)區(qū)域上部分延伸或者在這些初 級(jí)線圏的徑向高度上帶有中間空間。這些中間元件還可以包括多個(gè)格 柵結(jié)構(gòu)、空心體或格柵體，它們?cè)跈C(jī)械上充分地堅(jiān)固耐用并且同時(shí)允 許冷卻劑穿過它們而流動(dòng)。
此外，這些初級(jí)線圏和這些中間元件優(yōu)選地被一個(gè)軛包覆，該軛優(yōu) 選地由不可磁化的材料(特別是是一種沒有任何鐵的輕型材料)構(gòu)成。 可替代地，該軛可以由不含鐵和/或能被磁化的材料構(gòu)成，用于磁場(chǎng)屏 蔽。特別地，該輒和這些中間元件可以形成用于這些初級(jí)線圏的一種 機(jī)械支持結(jié)構(gòu)。為了將這些中間元件固定在軸向方向上，該軛在其內(nèi) 部圓周上可以具有多個(gè)槽，在這些槽中這些中間元件以 一種互鎖方式 接合。將這些中間元件固定在該軛上允許這些初級(jí)線圏在軸向方向上 支撐在這些中間元件上，這意味著該軛在軸向方向上能夠吸收作用于 這些初級(jí)線圏上的這些磁場(chǎng)力。特別有利的是不用鐵來形成該初級(jí)部 分以便獲得用于該初級(jí)部分(并且由此用于該線性機(jī)器)的特別輕型 的設(shè)計(jì)，而同時(shí)避免飽和效應(yīng)?？商娲?，該軛可以具有一種可磁化 的材料，以^t形成用于該磁通量的一個(gè)回路。
這些初級(jí)線圈可以封裝在塑料中，優(yōu)選地在合成樹脂中，特別是在 環(huán)氧樹脂中。在本發(fā)明的一個(gè)有利改進(jìn)中的這些中間元件同樣是由塑 膠(優(yōu)選地由合成樹脂，特別是由環(huán)氧樹脂)制造并且可以用纖維增 強(qiáng)物來增強(qiáng)，例如，通過插入玻璃纖維材料。
這些超導(dǎo)電次級(jí)線圏能夠運(yùn)送高電流密度，優(yōu)選地大于50 A/mm2 的電流密度，另外優(yōu)選地大于70 A/mm2并且特別是大于100 A/mm2， 因此使之有可能通過這些次級(jí)線圏產(chǎn)生一個(gè)極強(qiáng)的磁場(chǎng)。能夠由該氣 隙中的這些次級(jí)部分產(chǎn)生的這些磁通密度可能達(dá)到大于0, 5泰斯拉， 優(yōu)選地大于1泰斯拉，并且可能等于2泰斯拉。該次級(jí)部分優(yōu)選地具 有一個(gè)圓柱形的支撐體，該支撐體被安排為鄰近或者處在其殼體表面 上。包括一種HTS導(dǎo)體的多個(gè)繞組并且在該實(shí)施方案中特別有利地形成為雙餅線圈的這些次級(jí)線圏被優(yōu)選地安排為使得這些次級(jí)線圏的磁 場(chǎng)被排列為平行于該軸線。
該次級(jí)部分的支撐體優(yōu)選地由一種非磁化材料生產(chǎn)，例如由纖維增 強(qiáng)的塑膠。該支撐體還可以由一種磁性材料(特別是鐵)生產(chǎn)或構(gòu)成。 在一個(gè)改進(jìn)中，這些次級(jí)線圈具有一種環(huán)形的形狀并且關(guān)于該軸線彼 此相對(duì)地同心地安排并安裝在該次級(jí)部分的相關(guān)聯(lián)的支撐體上。在軸 向方向上鄰近的次級(jí)線圏在運(yùn)行過程中通過相反的極性連接使直流電 以反相施加到其上。再一次，為了產(chǎn)生氣隙繞組，在這些次級(jí)線圏之 間可以安排多個(gè)環(huán)形的間隔元件。在這個(gè)改進(jìn)中，鄰近的次級(jí)線圏優(yōu) 選地彼此相距一定距離，該距離大于對(duì)應(yīng)的次級(jí)線圏在軸向方向上的 寬度的至少兩倍，并且優(yōu)選地大于該倍數(shù)。還可以將多個(gè)線圈組合形 成一個(gè)組，全都具有相同的電流流動(dòng)方向(串聯(lián)或并聯(lián)連接)。于是， 在每一情況下僅有一個(gè)相反的電流方向被施加到鄰近的線圏組上。
本發(fā)明的進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)和特征將參考在附圖中示意性地展示的線 性發(fā)電機(jī)和波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站的示例性實(shí)施方案在下文中進(jìn)行說明，
在這些附圖中
圖1示出了根據(jù)一個(gè)第一示例性實(shí)施方案并且處于一個(gè)縱向截面的形 式的根據(jù)本發(fā)明的帶有個(gè)初級(jí)部分和次級(jí)部分的一臺(tái)線性發(fā)電機(jī)； 圖2示出了圖1的次級(jí)部分的一個(gè)透視圖3示出了根據(jù)第一示例性實(shí)施方案帶有一個(gè)線性發(fā)電機(jī)的波浪驅(qū)動(dòng) 的發(fā)電站，在該線性發(fā)電機(jī)中該次級(jí)部分是通過一個(gè)浮標(biāo)移動(dòng)的； 圖4示出了根據(jù)第二示例性實(shí)施方案帶有用于驅(qū)動(dòng)該次級(jí)部分的一個(gè) 浮標(biāo)的波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站；
圖5示出了根據(jù)第三示例性實(shí)施方案、帶有用于移動(dòng)該次級(jí)部分的一
個(gè)浮標(biāo)的波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站，該浮標(biāo)被安排在水面下；
圖6示出了根據(jù)第四示例性實(shí)施方案、帶有用于移動(dòng)該次級(jí)部分的一
個(gè)浮標(biāo)的波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站，該浮標(biāo)漂浮在水面上，并且
圖7示出了根據(jù)第五示例性實(shí)施方案、帶有用于移動(dòng)該次級(jí)部分的一
個(gè)浮標(biāo)的水下波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站。
16圖l展示了總體上標(biāo)注為IO的一臺(tái)線性發(fā)電機(jī)，它帶有一個(gè)初級(jí) 部分20和一個(gè)次級(jí)部分30。初級(jí)部分20圍繞一個(gè)圓柱形的接受體11, 次級(jí)部分30可以在該接受體中沿一條中心軸線A前后移動(dòng)。在所展示 的示例性實(shí)施方案中，初級(jí)部分20具有五個(gè)初級(jí)線圏21,這些初級(jí) 線圈相對(duì)于軸線A同心地安排。該圖僅示出一臺(tái)完整的發(fā)電機(jī)一個(gè)發(fā) 電機(jī)段，因?yàn)?例如)線圈或線圈組的數(shù)目必須被三整除(例如，用 于三相運(yùn)行)。這些初級(jí)線圈21包括多個(gè)環(huán)形盤式線圈，在每種情況 下，在這些盤式線圏上一個(gè)交變電流或三相電流(該三相電流例如經(jīng) 過120。相移)的一相通過在其外圓周上的多個(gè)觸點(diǎn)(圖中未示出)而 能夠引出。這些初級(jí)線圈21的這些繞組(它們由銅導(dǎo)體構(gòu)成)被環(huán)氧 樹脂封裝，以提供機(jī)械牢固性。在這些初級(jí)線圏21之間同樣安排了多 個(gè)環(huán)形的中間元件22,這些初級(jí)線圈21的端面在軸向方向上被支撐 在這些中間元件22上。這些中間元件22在徑向方向上從這些初級(jí)線 圏21的內(nèi)圓周延伸到這些初級(jí)線團(tuán)21的外圓周。 一個(gè)空心圃柱形的 軛23 (這些中間元件22被錨固在其上(未展示))?？吭谶@些中間 元件22和這些初級(jí)線圈21的外圓周上。扼23和這些中間元件22因 此形成一個(gè)機(jī)械支持結(jié)構(gòu)，用于在其中容納這些初級(jí)線圏21。
環(huán)繞初級(jí)部分20的扼23可以由不可磁化的材料構(gòu)成，或者為了屏 蔽的目的還可以由可磁化的材料構(gòu)成。在后者情況下，它甚至有可能 使力密度增加。如果軛23由導(dǎo)電的材料構(gòu)成，則它可以優(yōu)選地通過疊 層的或者有縫隙的材料形成，以便減少交流電損失，其中可以選擇開 縫或?qū)訅旱恼_方向以與這些要求相符。
通過舉例的方式，根據(jù)本發(fā)明，這些中間元件22可以由玻璃纖維 增強(qiáng)的塑料構(gòu)成，因此不能被磁化，其結(jié)果是，當(dāng)電流施加到這些初 級(jí)線圏21上時(shí)在接受體11中產(chǎn)生的磁場(chǎng)不受這些中間元件22的飽和 磁化強(qiáng)度的限制。實(shí)質(zhì)上在這些初級(jí)線圍21之間沒有用于通量引導(dǎo)的 可磁化的材料。這些初級(jí)線圏21在軸向方向上彼此并列定位的安排因 此是被稱為氣隙繞組的形式。在這些初級(jí)線圏21之間的這些"氣隙"被這些中間元件22填充，這些中間元件可能是部分空心的和/或被專 門用于絕緣。在初級(jí)部分20中因此能夠使用軸向長(zhǎng)度的每個(gè)單元帶有 大臣數(shù)的非常寬的初級(jí)線圈21。因?yàn)檫@些中間元件22的體積僅占這 些初級(jí)線團(tuán)21的體積的一小部分，帶有這些發(fā)電匝的初級(jí)部分的填充 因數(shù)遠(yuǎn)大于50%。
圖1和圖2中展示的次級(jí)部分30具有多個(gè)環(huán)形次級(jí)線圈31,這些 次級(jí)線圏相對(duì)于軸線A同心地安排并且由一種高溫超導(dǎo)體構(gòu)成。這些 次級(jí)線圈31 (它們?cè)诖笥?0 K的低溫下是超導(dǎo)的)上施加了直流電， 在軸向方向上鄰近的次級(jí)線圏31是反相連接的。次級(jí)部分30中的這 些高溫超導(dǎo)體繞組和多個(gè)次級(jí)線圈31可以是扁平線圈的形式、雙扁平 線圈的形式、由這些扁平線圈或者短的螺線管線圈構(gòu)成的組。多個(gè)環(huán) 形的間隔元件32同樣被安排在這些次級(jí)線圈31之間，并且相對(duì)于軸 線A被同心地安排。這些間隔元件32是由玻璃纖維增強(qiáng)的環(huán)氧樹脂構(gòu) 成并且與這些次級(jí)線團(tuán)31 —起安排在一個(gè)空心圓柱形的支撐管33上。 空心圓柱形支撐管3 3可以由軟磁的可磁化的材料(例如軟磁鐵)制造， 或者可以同樣地(例如)由玻璃纖維增強(qiáng)的塑膠構(gòu)成。為了允許(例 如)用液體氮冷卻這些次級(jí)線圏31，低溫恒溫器34配備有一個(gè)雙壁 管36。在管36的"溫暖的，，外部管壁與相對(duì)"寒冷的"內(nèi)部管壁之 間的中間空間(未展示)被抽空，以便防止熱從外部引入低溫恒溫器 34或者抑制它。如果有要求的話，圍繞該冷卻管壁還可以安裝由可商 購(gòu)的表面絕緣片構(gòu)成的一個(gè)絕緣層。力是通過示意表示的傳輸元件35a 和35b從次級(jí)部分30傳輸?shù)降蜏睾銣仄?4的。這些傳輸元件35a、 35b是由一種低熱傳導(dǎo)率以及高機(jī)械強(qiáng)度的材料構(gòu)成，例如，玻璃纖 維增強(qiáng)的塑膠。這些次級(jí)線圈31可以通過等于100 A/mi^的電流密度 來運(yùn)行。線性發(fā)電機(jī)10 (帶有根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)的一個(gè)初級(jí)部分20以 及帶有根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)的這些初級(jí)線圏的一種氣隙繞組和一個(gè)次級(jí)部
分30)允許在該初級(jí)部分與該次級(jí)部分之間的接受體11中獲得大于 18 N/cm2的力密度。
圖3至圖7示出了用于波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站的不同的設(shè)計(jì)原理，這些發(fā)電站使用多個(gè)浮標(biāo)并且在這些發(fā)電站中使用一種線性發(fā)電機(jī)，具體 如以上進(jìn)一步的說明所設(shè)計(jì)的線性發(fā)電機(jī)。在所有的圖中，而且該線
性發(fā)電機(jī)在每種情況下都用參考符號(hào)IO來標(biāo)注，該初級(jí)部分而且都用 參考符號(hào)20來標(biāo)注，并且另外該次級(jí)部分都用參考符號(hào)30來標(biāo)注。 圖3至圖7各自示出了在左手側(cè)一半的波峰處位置中以及在右手側(cè)一 半的海浪51的波谷處位置中相關(guān)聯(lián)的波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站。
圖3示出了一個(gè)波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站50的第一示例性實(shí)施方案，該 發(fā)電站漂浮在海水中并且在該發(fā)電站中線性發(fā)電機(jī)10被安排靠近于 水面，該水面通過波浪51來指明。帶有初級(jí)部分20和次級(jí)部分30的 整個(gè)線性發(fā)電機(jī)10被安排在一個(gè)水下本體55 (它漂浮在海水中)的 一個(gè)圓柱形的外殼體部分60中，該外殼體部分被設(shè)計(jì)并且被安排為關(guān) 于線性發(fā)電機(jī)10的運(yùn)動(dòng)軸線A是同軸的。圓柱形的外殼體部分60的 內(nèi)部形成用于線性發(fā)電機(jī)10以及該水下本體的上部分的一個(gè)容器61， 在這種情況下該容器是圓柱形的，該水下本體總體上用參考符號(hào)55來 標(biāo)注并且在外殼體部分60之下配備有一個(gè)大體積的壓重儲(chǔ)罐65,總 體上是為了對(duì)水下本體55提供足夠的浮力，從而使它能夠在海水中上 升靠近水面51。同時(shí)，壓重儲(chǔ)罐65為水下本體55提供足夠的慣性， 這意味著水下本體55以小于水面51的波浪間距的振幅來移動(dòng)。壓重 體65 (在這種情況下它是一個(gè)儲(chǔ)罐的形式)至少部分充有海水并且應(yīng) 該具有一個(gè)足夠大的體積以確保水下本體55用于海上使用的近似固 定位置的定位。然而，為了精確的浮力調(diào)整，該壓重儲(chǔ)罐還可額外包 含石頭、混凝土、鋼或者具有高于水密度的其他材料。在大風(fēng)浪的狀 態(tài)下以及如果海中電流強(qiáng)時(shí)為了防止波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站50被驅(qū)逐離 開，該發(fā)電站能夠通過一根系泊纜52被錨定在海床上(在此未示出)。 水下本體55的相當(dāng)窄的圓柱形外殼體部分60通過一個(gè)堅(jiān)固的底板62 被連接到壓重體65上。該線性發(fā)電機(jī)的初級(jí)部分20被附接在底板62 上，并且次級(jí)部分20是關(guān)于在外殼體部分60的容納區(qū)域61中的初級(jí) 部分的軸線A同心地安排。軸線A實(shí)質(zhì)上是垂直的，并且整個(gè)波浪驅(qū) 動(dòng)的發(fā)電站50關(guān)于軸線A實(shí)質(zhì)上是對(duì)稱的。初級(jí)部分20的長(zhǎng)度超過 次級(jí)部分30的長(zhǎng)度的兩倍，并且優(yōu)選地超過三倍的長(zhǎng)度，該次級(jí)部分裝配有多個(gè)超導(dǎo)的HTS線圏并且能夠在初級(jí)部分20內(nèi)平行于軸線A上 下移動(dòng)。專門通過水面51的運(yùn)動(dòng)以及通過波浪振幅的變化率在波浪驅(qū) 動(dòng)的發(fā)電站50中實(shí)現(xiàn)次級(jí)部分30相對(duì)于初級(jí)部分20的往復(fù)移動(dòng)，其 中波浪的運(yùn)動(dòng)在圖3中由箭頭W來指明。為了產(chǎn)生在線性發(fā)電機(jī)10中 的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，次級(jí)部分30被連接到一個(gè)傳輸或連接元件上使得它們一 起移動(dòng)，該傳輸或連接元件被安排在軸線A上并且在每個(gè)圖中由一根 桿75或帶有優(yōu)選圓形的外徑的管形成，并且桿75或管在其自由的上 部桿端76處被連接到多個(gè)配件71上，這些配件被連接到一個(gè)浮標(biāo)的 這些漂浮體72上，該浮標(biāo)全部用參考符號(hào)70來標(biāo)注。將浮標(biāo)70的這 些漂浮體72的浮力選擇為它以相同的平均浸入深度實(shí)質(zhì)上永久地漂 浮在水面51上，如從圖3的波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站50的左手與右手的展 示的比較中能夠很好地看出。如箭頭B所指示的，該浮標(biāo)也實(shí)質(zhì)上以 水面51的波浪運(yùn)動(dòng)的頻率和振輻相對(duì)于水下本體55進(jìn)行線性運(yùn)動(dòng)， 因?yàn)槿邕@些箭頭U所指示的，水下本體55進(jìn)行顯著地小于浮標(biāo)70的 貫穿波浪的垂直運(yùn)動(dòng)。因?yàn)榇渭?jí)部分30通過桿75連接到浮標(biāo)70上， 這樣它們一起移動(dòng)，所以浮標(biāo)70相對(duì)于水下本體55的軸向運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致 了線性發(fā)電機(jī)10的次級(jí)部分30與初級(jí)部分20相對(duì)于彼此的外運(yùn)作的 運(yùn)動(dòng)，其結(jié)果是(如對(duì)于一個(gè)線性發(fā)動(dòng)機(jī)本身是已知的)，當(dāng)磁場(chǎng)存 在于次級(jí)部分30中時(shí)在初級(jí)部分20的這些初級(jí)線圏中能夠感應(yīng)出一 個(gè)電流，該電流能夠被轉(zhuǎn)換并且用于發(fā)電。在次級(jí)部分30中的磁場(chǎng)是 通過流經(jīng)這些超導(dǎo)線圏的直流電產(chǎn)生的(未示出)，這些超導(dǎo)線圏在 其臨界溫度以下被冷卻。雖然初級(jí)部分20和次級(jí)部分30被安排在水 下本體55的上端區(qū)域中并且在此程度上取決于波浪高度可以被定位 在水面之下，但是用于波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站50中的線性發(fā)電機(jī)10的容 納區(qū)域61是以一種相對(duì)簡(jiǎn)單的方式被密封為防水的，因?yàn)閷?shí)質(zhì)上從線 性發(fā)電機(jī)10中穿出并且與周圍區(qū)域相接觸的單個(gè)的連接元件包括桿 75。為了密封以抵抗水汽的進(jìn)入，桿75能夠通過一個(gè)適當(dāng)?shù)妮S密封(未 被更詳細(xì)地展示出)來貫穿水下本體55的外壁殼體60的上部分64中 的一個(gè)開口 63。
初級(jí)部分20與次級(jí)部分30在波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站50中相對(duì)于彼此的同軸引導(dǎo)得到以下設(shè)計(jì)的協(xié)助，在該設(shè)計(jì)中桿75的縱向軸線與線性 發(fā)電機(jī)10的運(yùn)動(dòng)軸線A重合，并且因?yàn)檫@些漂浮體72在中心具有一 個(gè)中心開口 74，該中心開口如同一個(gè)軸向引導(dǎo)件與水下本體55的外 壁殼體60的外壁相互作用。為了改善波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站50的運(yùn)動(dòng)體 72、 60之間的引導(dǎo)，在多個(gè)引導(dǎo)件或類似物中被引導(dǎo)的滑動(dòng)或滾柱軸 承元件80 (這些元件是滑動(dòng)墊、帶有相反支承的滾柱、滾柱軸承的形 式)能夠被安排在漂浮體72的開口 74的內(nèi)部，使之有可能避免海水 阻止在水下本體60與浮標(biāo)70的這些漂浮體72之間的移動(dòng)。
用于線性發(fā)電機(jī)10的運(yùn)作、用于在線性發(fā)電機(jī)10的初級(jí)部分20 中產(chǎn)生的功率轉(zhuǎn)換和輸出所要求的所有供應(yīng)裝置和開關(guān)器件(未示出) 能夠優(yōu)選地被安排在浮標(biāo)70的漂浮體72中的適當(dāng)?shù)氖抑谢虮话才旁?配件71之內(nèi)，以便所有的電源和開關(guān)器件永久地在水面51之上。當(dāng) 將一個(gè)剛性的桿75 (同時(shí)它是空心的)用作一個(gè)連接元件時(shí)，例如對(duì) 于用于次級(jí)部分30的低溫恒溫器的這電力纜和供應(yīng)纜能夠特別有利 地通過該內(nèi)部腔室來確定到水下本體60的容納區(qū)域61中的路線。壓 重體65的所展示的儲(chǔ)罐形狀(它是一個(gè)雙錐形的形式)僅呈現(xiàn)了儲(chǔ)罐 形式的壓重體的眾多示例性實(shí)施方案之一的一個(gè)實(shí)例。此外，圖中未 示出多個(gè)器件，通過這些器件能夠改變壓重體65中的水位，以便取決 于波浪狀態(tài)(在此狀態(tài)下能夠特別有效地生成諧振頻率功率)將浮標(biāo) 70與波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站50的水下本體55調(diào)整到一個(gè)諧振頻率。能夠 (例如)通過可被關(guān)閉和打開的多個(gè)閥來改變?cè)趬褐伢w65中的填充體 積。
在圖4所展示的波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站150中，除了漂浮體172和水下 本體155的外殼體部分160 (該外殼體部分容納帶有初級(jí)部分20與次 級(jí)部分30的線性發(fā)電機(jī)10)外，浮標(biāo)170具有如圖3所示的示例性 實(shí)施方案的相同設(shè)計(jì)，出于這個(gè)原因可參考那里已有的陳述以避免重 復(fù)。波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站150在壓重體165的構(gòu)形上不同于波浪驅(qū)動(dòng)的 發(fā)電站50，在這種情況下，該壓重體不包括一個(gè)儲(chǔ)罐而是具有一個(gè)長(zhǎng) 桅桿166,該長(zhǎng)桅桿平行于軸線A延伸并且靠近該長(zhǎng)桅桿的下端附接有兩個(gè)平坦的大面積平臺(tái)167、 168，這兩個(gè)平臺(tái)關(guān)于軸線A橫向地延 伸。平臺(tái)167、 168的外部尺寸(具體而言它們的直徑)優(yōu)選地是相當(dāng) 大的，至少是浮標(biāo)170的漂浮體172的外部直徑的兩倍。壓重體165 形成一個(gè)被動(dòng)元件，與在波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站50的情況下相比，通過該 被動(dòng)元件在更大程度上防止水下本體155相對(duì)海床的相對(duì)運(yùn)動(dòng)(未展 示)?？梢酝ㄟ^至少兩個(gè)平臺(tái)167、 168(海水能夠從該兩個(gè)平臺(tái)進(jìn)入) 的安排來改善水下本體155的被動(dòng)性以及在此程度下其穩(wěn)定性的位 置。事實(shí)上，在某些海上區(qū)域，僅帶有適當(dāng)尺寸的一個(gè)平臺(tái)的壓重體 也是足夠的。該水下本體通過纜繩52被錨定在海床上。可替代地，該 浮標(biāo)漂浮體也可被附接到海床上。
圖5示出了一個(gè)波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站250的第三示例性實(shí)施方案，在 該實(shí)施方案中次級(jí)部分30被連接到一個(gè)浮標(biāo)270上，該浮標(biāo)永久地在 水面51之下并且在此程度上形成一個(gè)水下滑動(dòng)元件。在次級(jí)部分30 (它主要形成用于線性發(fā)電機(jī)10的一個(gè)致動(dòng)器)與初級(jí)部分20 (它 形成用于發(fā)電的定子)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是通過浮標(biāo)270與水下本體255 的疊加運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。水下本體255具有在水下滑動(dòng)元件270之上的 一個(gè)表面漂浮體280,該水下滑動(dòng)元件形成來回移動(dòng)的浮標(biāo)，表面漂 浮體280的浮力被適配為使得表面漂浮體280永久地保持水面51上。 表面漂浮體280通過一個(gè)狹長(zhǎng)的桅桿260 (它關(guān)于軸線A被同心地對(duì) 齊)與一個(gè)壓重體265相連接，該壓重體被定位在水下滑動(dòng)元件270 之下并且包括一個(gè)相對(duì)重型的儲(chǔ)罐或類似的容器，并且除其他之外這 個(gè)壓重體265還具有使波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站250的運(yùn)動(dòng)軸線A保持基本 垂直的功能。壓重體265通過一根系泊纜52被連接到海床上。連接壓 重體265與表面漂浮體280的桅桿260是空心的，并且線性發(fā)電機(jī)10 的初級(jí)部分20和次級(jí)部分30被安排在這個(gè)空心室261中。初級(jí)部分 20大于次級(jí)部分30的長(zhǎng)度的三倍。桅桿260被連接到表面漂浮體280 上，以便創(chuàng)建一個(gè)密封的并且優(yōu)選地用空氣等填充的腔。表面漂浮體 280配備有多個(gè)軸向引導(dǎo)件281，這些軸向引導(dǎo)件在此被示意性地表示 并且在這些軸向引導(dǎo)件中多個(gè)導(dǎo)向桿277被引導(dǎo)，這些導(dǎo)向桿平行于 軸線A運(yùn)行并且被連接到形成該浮標(biāo)的水下滑動(dòng)元件270上。導(dǎo)向桿277通過一個(gè)支柱273被連接到一根桿275上，該桿平行于該軸線安 排并且次級(jí)部分30被連接到該桿上，使得它們一起移動(dòng)。為了保護(hù)在 桅桿260之內(nèi)的腔261 (在該腔中安排線性發(fā)電機(jī)10)以抵抗水汽的 進(jìn)入，桿275 (在這種情況下，該桿在表面漂浮體280的上端)貫穿 一個(gè)開口 263，該開口通過軸密封件或類似物以一種適當(dāng)?shù)姆绞奖幻?封。桅桿260的外殼體部分或外壁優(yōu)選地被用作一個(gè)軸向引導(dǎo)件用于 水下滑動(dòng)元件270，為此目的，該水下滑動(dòng)元件可具有一個(gè)相對(duì)狹長(zhǎng) 的導(dǎo)向切口 278。在波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站250的情況下，因?yàn)楦?biāo)270 (如圖5平分的左手以及右手中的箭頭B所指示)以及表面漂浮體280 (如箭頭U所指示)在相反的方向上各自移動(dòng)，所以不同的振幅和相 對(duì)運(yùn)動(dòng)能夠取決于波浪運(yùn)動(dòng)而發(fā)生，并且這些運(yùn)動(dòng)能夠被用于發(fā)電。 這些開關(guān)和供應(yīng)裝置能夠優(yōu)選地被安排在表面漂浮體280中，這意味 著它們被永久地定位于水面上或其上方。
圖6示出了一個(gè)波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站350的第四示例性實(shí)施方案，該 發(fā)電站具有附接在海床53上的一個(gè)水下本體355，使得該水下本體是 穩(wěn)定的。水下本體355可以具有一個(gè)堅(jiān)固的底板362，該底板被直接 錨定在海床350上。水下本體355的殼體壁395原則上具有任何所希 望的形狀，在這種情況下被近似為一個(gè)鐘蓋的形式，并且它可以假定 一個(gè)尺寸，具體而言，使得用于線性發(fā)電機(jī)10的開關(guān)和供應(yīng)裝置390 也能被安排在由殼體壁395所包圍的容納區(qū)域361之內(nèi)。線性發(fā)電機(jī) 10的次級(jí)部分30與初級(jí)部分20之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是通過一個(gè)浮標(biāo)370 產(chǎn)生的，該浮標(biāo)漂浮在水面51上并且在這種情況下通過一根柔性的纜 繩396被連接到一根桿375的上端。桿375的下端被連接到波浪驅(qū)動(dòng) 的發(fā)電站350的次級(jí)部分30上，使得它們一起移動(dòng)。因?yàn)橹挥袕埩κ?能夠通過連接到浮標(biāo)370上的柔性纜繩396傳輸?shù)模簿褪钦f在箭頭 H的方向上能夠?qū)崿F(xiàn)次級(jí)部分30的垂直運(yùn)動(dòng)，所以次級(jí)部分30具有 一個(gè)相關(guān)聯(lián)的恢復(fù)裝置(它在這種情況下是示意性地表示的彈簧399 的形式)，該恢復(fù)裝置在底板362的方向上對(duì)次級(jí)部分30預(yù)加應(yīng)力并 且當(dāng)由于波峰的結(jié)果通過纜繩396和推動(dòng)桿375沒有張力施加到次級(jí) 部分30上時(shí)使其在該方向上返回。桿375進(jìn)而形成僅有的傳輸元件，
23該傳輸元件從水下本體355的其他方式密封的室361中穿出。.桿375 在一個(gè)開口 363中從水下殼體中穿出，該開口在該水下殼體的殼體壁 395的一個(gè)彎曲的頂中，并且用于密封以抵抗水汽的進(jìn)入，適當(dāng)?shù)妮S 密封件或類似物能夠?？吭陂_口 363中的桿375上。
圖7示出了一個(gè)波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站450的第五示例性實(shí)施方案，該 發(fā)電站完全被安排在水面51之下。用于次級(jí)部分30相對(duì)于線性發(fā)電 機(jī)10的初級(jí)部分20的運(yùn)動(dòng)的線性運(yùn)動(dòng)主要通過水下波浪和密度差異 來傳遞，這些密度差異是通過在水面51處的波浪運(yùn)動(dòng)甚至在更深層中 造成的。為此目的，次級(jí)部分30通過一根桿475被連接到一個(gè)水下鐘 蓋470上，該水下鐘蓋形成該上升與下降的浮標(biāo)并且能夠關(guān)于一個(gè)水 下本體455 (例如，它是一個(gè)杯的形式)平行于該軸線而移動(dòng)。水下 本體455和水下鐘蓋470覆蓋一個(gè)容納區(qū)域485，該容納區(qū)域的體積 能夠通過水下鐘蓋470相對(duì)于水下本體455的不同延伸狀態(tài)來改變， 并且該容納區(qū)域是用一種適當(dāng)?shù)臍怏w(具體地用空氣)所填充，以便 波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站450以其整體在水下本體455與水下鐘蓋470之間 形成一個(gè)諧振裝置。在水下鐘蓋470與水下本體455之間的運(yùn)動(dòng)優(yōu)選 地通過多個(gè)適當(dāng)?shù)妮S向引導(dǎo)件在水下本體455的圓柱形外壁459上被 引導(dǎo)，這些軸向引導(dǎo)件在此未被展示并且可以配備有多個(gè)密封器件以 及一個(gè)空氣隙密封件，以便防止水滴由于相對(duì)運(yùn)動(dòng)的結(jié)果而能夠進(jìn)入 容納區(qū)域485中。在容納區(qū)域485中的氣體的內(nèi)部壓力能夠作用為一 個(gè)彈簧的形式，以產(chǎn)生水下鐘蓋470到其初始位置的恢復(fù)運(yùn)動(dòng)。波浪 驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站470不需要一個(gè)桿密封件或者類似物，因?yàn)樗胱疃?能發(fā)生到水下本體455的外壁459與水下鐘蓋470的內(nèi)壁之間的容納 區(qū)域485之中。波浪能量?jī)H移動(dòng)上面的水下鐘蓋470，同時(shí)水下本體 455通過一根系泊纜52被錨定在海床53上，這樣使得該水下本體基 本上不能移動(dòng)。
從以上說明和從屬權(quán)利要求中，許多改變對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 將是明顯的。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員特別是從這些示例性實(shí)施方案中 能夠容易地進(jìn)一步推導(dǎo)出多個(gè)變體以及其他組合。為了提供根據(jù)本發(fā)明用于具有大約1 MW (兆瓦)等級(jí)的波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站的一種線性發(fā) 電機(jī)，超導(dǎo)的次級(jí)部分30 (例如)可以具有大約600 mm的直徑以及 大約600 mm的長(zhǎng)度，其中初級(jí)部分20具有(例如)大約4 m的長(zhǎng)度。 初級(jí)和次級(jí)線圏在軸向方向上的數(shù)目?jī)H代表一個(gè)實(shí)例，并且特別是可 以隨這些線圈的寬度以及該線性發(fā)電機(jī)的總體長(zhǎng)度來改變。這些次級(jí) 線圈還能以螺旋形狀安排。該軛和用于次級(jí)部分的支撐管也可以由包 含鐵的材料構(gòu)成。如果這些次級(jí)線圏已經(jīng)與這些間隔件一起被堅(jiān)固地 彼此連接(例如，通過真空浸漬)，用于次級(jí)部分的支撐管也是可以 被省略?？商娲?，用于次級(jí)部分的支撐管可以由疊層的和有縫隙的 可磁化的材料構(gòu)成，或者同樣地(例如)由玻璃纖維增強(qiáng)的塑膠構(gòu)成。 在該次級(jí)部分中硬磁材料也可以;故用作流經(jīng)直流電的支撐管。特別地， 當(dāng)使用 一般的傳導(dǎo)性初級(jí)線圈時(shí)，這些線圏可以間接地或者優(yōu)選直接 地進(jìn)行冷卻，例如通過水、油、氣體或氮?dú)?N2)。可替代地，還能 夠使用適當(dāng)?shù)臍怏w或者干冷卻，它允許在77 K以下的一個(gè)工作溫度， 例如20 K或者30 K。為了進(jìn)一步減少該初級(jí)部分中的渦流損耗，這 些初級(jí)線圏可以配備有多個(gè)導(dǎo)線編織的繞組。如果需要， 一個(gè)第二初 級(jí)部分還可以安排在該次級(jí)部分內(nèi)，以便進(jìn)一步增加力密度。除了次 級(jí)部分，初級(jí)部分也可以通過波浪動(dòng)力而平行于該軸線移動(dòng)。該初級(jí) 部分可以安排在內(nèi)部而該次級(jí)部分可以安排在外部。然而，這些圖示 出了一臺(tái)線性發(fā)電機(jī)，其中的次級(jí)部分(其上施加直流電)通過波浪 驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站的一個(gè)上升和下降的浮標(biāo)被機(jī)械地移動(dòng)，以便通過該次 級(jí)部分的這種運(yùn)動(dòng)在初級(jí)部分的初級(jí)繞組中感應(yīng)出的電流而用于發(fā) 電。代替該次級(jí)部分，該初級(jí)部分也能夠進(jìn)行平行于軸線的一個(gè)往復(fù) 運(yùn)動(dòng)，使得次級(jí)部分是穩(wěn)定的，而不偏離附加的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。 在所有提及的示例性實(shí)施方案中，盡管是長(zhǎng)的運(yùn)動(dòng)，但是一個(gè)優(yōu)選在 外部圓形的桿或管在浮標(biāo)與次級(jí)部分之間形成機(jī)械傳輸元件，以便允 許通過軸密封環(huán)或類似物以一種相對(duì)筒單的方式在開口中的密封。然 而，該傳輸或連接元件還能夠具有一個(gè)不同的、適當(dāng)?shù)妮喞螤畈⑶?br>
(例如)可以包括一個(gè)T支架或雙T支架、 一個(gè)管、 一組桿或類似物， 或者可以具有用于加固的這些輪廓。在該開口上的這些密封件還可以
包括波紋管密封件，以便甚至通過長(zhǎng)的運(yùn)動(dòng)和大的壓 差值來確?？煽康拿芊?。
帶有一個(gè)浮標(biāo)的波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站的所有示例性實(shí)施方案就它們 本身來說均具有發(fā)明的重要性，并且這些波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站中的每個(gè) 設(shè)計(jì)原則也可與其中的初級(jí)部分和次級(jí)部分是以一種傳統(tǒng)的方式進(jìn)行 設(shè)計(jì)的線性發(fā)電機(jī)一起使用，例如，在這些線圏之間使用可飽和的材 料和/或不用超導(dǎo)體繞組。對(duì)于波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站的設(shè)計(jì)原則的本身提 出了保護(hù)的要求，這獨(dú)立于所使用的線性發(fā)電機(jī)。
2權(quán)利要求
1.在一個(gè)波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站中用于發(fā)電的一種線性發(fā)電機(jī)，該線性發(fā)電機(jī)具有一個(gè)初級(jí)部分(20)，該初級(jí)部分具有多個(gè)環(huán)形初級(jí)線圈(21)，這些線圈關(guān)于一條軸線(A)被同心地安排并且被多個(gè)中間元件(22)彼此分離開；并且具有一個(gè)次級(jí)部分(30)，該次級(jí)部分具有多個(gè)次級(jí)線圈(31)，其上能夠施加直流電并且這些次級(jí)線圈在軸向上彼此以交替的極性并列安排并且具有多個(gè)超導(dǎo)體繞組，其特征在于，在該初級(jí)部分(20)中這些初級(jí)線圈(21)的安排是由不可磁化的材料構(gòu)成的多個(gè)中間元件(22)的一個(gè)氣隙繞組的形式，并且這些次級(jí)線圈(31)包括一種高溫超導(dǎo)體的多個(gè)繞組，其結(jié)果是可以實(shí)現(xiàn)大于18N/cm2的力密度，其中這些次級(jí)線圈(31)是環(huán)形的并且環(huán)繞該支撐體(33)彼此相對(duì)地同心地安排，其中在這些次級(jí)線圈(31)之間安排多個(gè)間隔元件，而這些次級(jí)線圈(31)上在該軸向方向上被支撐在這些間隔元件上，其中該初級(jí)部分或該次級(jí)部分能夠以一種外部運(yùn)作的方式通過一個(gè)波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站(50；150；250；350；450)的一個(gè)浮標(biāo)(70；170；270；370；470)平行于該軸線而移動(dòng)，并且通過該初級(jí)部分與該次級(jí)部分之間的相對(duì)移動(dòng)在這些初級(jí)線圈中感應(yīng)出的電流能夠被引出用于發(fā)電。
2. —種波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站，具有用于發(fā)電的一個(gè)線性發(fā)電機(jī)，其 中該線性發(fā)電機(jī)具有一個(gè)初級(jí)部分(20)以及一個(gè)次級(jí)部分(30)， 該初級(jí)部分具有多個(gè)環(huán)形的初級(jí)線圏(21),這些初級(jí)線圏關(guān)于一個(gè) 軸線(A)被同心地安排并且被多個(gè)中間元件(22)相互分離，該次級(jí) 部分具有多個(gè)次級(jí)線圏(31)，能夠?qū)⒅绷麟娛┘拥竭@些次級(jí)線圏上 并且這些次級(jí)線圏以交替的極性被彼此并列地軸向地安排并且具有多 個(gè)超導(dǎo)體繞組，其特征在于，在該初級(jí)部分(20)中的這些初級(jí)線圏(21)的安排是帶有多個(gè)中間元件(22)的一個(gè)空氣隙繞組的形式， 這些中間元件由不可磁化的材料組成，并且這些次級(jí)線圏(31)包括 一個(gè)高溫超導(dǎo)體的多個(gè)繞組，其結(jié)果是能夠?qū)崿F(xiàn)超過18N/cm2的力密 度，其中這些次級(jí)線圏(31)是環(huán)形的并且圍繞支撐體(33)相對(duì)于 彼此被同心地安排，其中多個(gè)間隔元件被安排在這些次級(jí)線圏(31)之間，這些次級(jí)線圏(31)在軸向方向上被支撐在這些間隔元件上， 其中該初級(jí)部分或該次級(jí)部分能夠以一種外部運(yùn)作的方式通過一個(gè)浮 標(biāo)(70; 170; 270; 370; 470 )平行于該軸線(A)而移動(dòng)，并且其中 通過該初級(jí)部分與該次級(jí)部分之間的相對(duì)移動(dòng)在這些初級(jí)線圈中感應(yīng) 出的電、流食b 夠被接出用于發(fā)電。
3. 如權(quán)利要求1所述的線性發(fā)電機(jī)或者如權(quán)利要求2所述的波浪 驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站，其特征在于，該次級(jí)部分(30)能夠通過一個(gè)上升和 下降的浮標(biāo)(70; 170; 270; 370; 470 )而機(jī)械地移動(dòng)。
4. 如權(quán)利要求3所述的線性發(fā)電機(jī)或波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站，其特征 在于，該次級(jí)部分(30)被連接到一個(gè)優(yōu)選剛性的連接元件(75; 175; 275; 375; 475 )上，該連接元件被連接到該浮標(biāo)(70; 170; 270; 370; 470 )上，這樣使得它們一起移動(dòng)，以便將該浮標(biāo)的移動(dòng)傳送到該次級(jí) 部分上。
5. 如權(quán)利要求3或4所述的線性發(fā)電機(jī)或波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站，其 特征在于，該浮標(biāo)(70; 170; 370 )具有多個(gè)漂浮體(72; 172)，這 些漂浮體的浮力使該浮標(biāo)保持在水的表面，并且其特征在于該初級(jí)部 分被安排在一個(gè)水下本體(55; 155; 355 )中，相對(duì)于該水下本體該 浮標(biāo)能夠通過水的波浪運(yùn)動(dòng)而被移動(dòng)。
6. 如權(quán)利要求5所述的線性發(fā)電機(jī)或波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站，其特征 在于，該初級(jí)部分(20 )和該次級(jí)部分(30 )被安排在該水下本體(55; 355 )中的一個(gè)閉合的容器(61; 361)中，該水下本體的上表面具有 用于該連接元件(75; 375 )的一個(gè)開口 (63; 363 )，用于該移動(dòng)的 機(jī)械傳輸。
7. 如權(quán)利要求5或6所述的線性發(fā)電機(jī)或波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站，其 特征在于，這些浮標(biāo)(70; 170)的漂浮體(72; 172)被安排在一個(gè) 中心開口 (74)的周圍，該中心開口形成于該水下本體與該浮標(biāo)之間 的移動(dòng)的一種軸向引導(dǎo)，其中該水下本體(55; 155)優(yōu)選地具有一個(gè)圓柱形的外殼體部分(60; 160)，該外殼體部分被引導(dǎo)在該開口和/ 或多個(gè)滑動(dòng)元件(80)中，這些滑動(dòng)元件具體為滑動(dòng)件或滑動(dòng)墊，或 者支承元件，例如被安排在該開口與該外殼體部分之間的多個(gè)滾柱軸 承。
8. 如權(quán)利要求5、 6或7所述的線性發(fā)電機(jī)或者波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電 站，其特征在于，該水下本體(55; 155)被連接到一個(gè)壓重體(65; 165 )上，該壓重體確保在該水下本體與海床之間有一個(gè)相對(duì)恒定的距 離，其中該水下本體和/或該壓重體優(yōu)選地通過一根系泊纜(52)被錨 定在海床上。
9. 如權(quán)利要求8所述的線性發(fā)電機(jī)或波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站，其特征 在于，該壓重體(165)具有至少一個(gè)平臺(tái)，優(yōu)選地具有至少兩個(gè)平臺(tái)(167, 168 )，這些平臺(tái)被垂直地彼此分離，其中在這些平臺(tái)之間的 中間間距是開放的或者能夠被打開使海水進(jìn)入。
10. 如權(quán)利要求8或9所述的線性發(fā)電機(jī)或波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站，其 特征在于，該壓重體(65)具有一個(gè)儲(chǔ)罐，該儲(chǔ)罐至少部分地充有海 水，其中該儲(chǔ)罐的填充水位優(yōu)選地是可變化的。
11. 如權(quán)利要求5至10中的任一項(xiàng)所述的線性發(fā)電機(jī)或波浪驅(qū)動(dòng) 的發(fā)電站，其特征在于，該浮標(biāo)(70)配備有多個(gè)配件(71)，這些 配件是與該連接元件的自由端(76)相附接的，和/或這些配件被安排 在用于該線性發(fā)電機(jī)的開關(guān)與供應(yīng)裝置之內(nèi)，其中該連接元件優(yōu)選地 是空心的并且?guī)в幸粋€(gè)空腔，該空腔被用作到這些開關(guān)和供應(yīng)裝置的 多個(gè)供應(yīng)管線的一個(gè)管線套管。
12. 如權(quán)利要求4所述的線性發(fā)電機(jī)或波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站，其特征 在于，該水下本體(255 )具有一個(gè)圓柱形的外殼體部分(260 ),該 外殼體部分的下端被連接到一個(gè)壓重體(265 )上并且其外壁被用作為 一個(gè)引導(dǎo)件，用于形成該浮標(biāo)的一個(gè)水下滑動(dòng)元件(270 ),該水下滑動(dòng)元件能夠相對(duì)于該水下本體(255 )而移動(dòng)并且配備有多個(gè)配件 (273 )，該連接元件(275 )的自由端被附接到這些配件上。
13. 如權(quán)利要求12所述的線性發(fā)電機(jī)或波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站，其特 征在于，該初級(jí)部分和該次級(jí)部分被安排在該水下本體中的一個(gè)閉合 的容器(261)中，并且該水下本體被連接到一個(gè)表面漂浮體(280 ) 上，該表面漂浮體優(yōu)選地具有一個(gè)開口 ( 263 )，該開口用于在其上面 的該連接元件(275 )，并且該表面漂浮體優(yōu)選地配備有作為一個(gè)軸向 引導(dǎo)件的多個(gè)導(dǎo)向元件(281)，用于這些配件或者用于被連接到它們 之上的多個(gè)導(dǎo)桿。
14. 如權(quán)利要求13所述的線性發(fā)電機(jī)或波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站，其特 征在于，用于該線性發(fā)電機(jī)的多個(gè)開關(guān)和供應(yīng)裝置被安排在該表面漂 浮體(280 )中。
15. 如權(quán)利要求5或6所述的線性發(fā)電機(jī)或波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站，其 特征在于，該水下本體(355 )被附接到海床上，并且優(yōu)選地通過一個(gè) 底板(362 )被錨定在海床上，其中從該水下本體中穿出的一個(gè)桿端(375 )是通過一根拖纜(396 )被連接到在水面上的浮標(biāo)(370 )上的， 并且該次級(jí)部分(30)能夠優(yōu)選地通過該浮標(biāo)對(duì)抗一個(gè)機(jī)械的恢復(fù)裝 置(399 )的恢復(fù)力而被移動(dòng)，和/或用于該線性發(fā)電機(jī)的多個(gè)開關(guān)和 供應(yīng)裝置(390 )被安排在該水下本體(355 )中。
16. 如權(quán)利要求4所述的線性發(fā)電機(jī)或波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站，其特征 在于，該浮標(biāo)是一個(gè)水下鐘蓋(470 )的形式，該水下鐘蓋能夠通過波 浪力量來相對(duì)于一個(gè)水下本體(355 )而移動(dòng)，該水下本體被錨定在海 床上并且通過該水下鐘蓋(470 )被閉合以形成一個(gè)封閉的、充氣的諧 振裝置，其中該初級(jí)部分(20)與該次級(jí)部分(30)優(yōu)選地被安排在 該水下本體與該水下鐘蓋之間的諧振裝置的容納區(qū)域(485 )中。
17. 如權(quán)利要求16所述的線性發(fā)電機(jī)或波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站，其特 征在于，該水下本體(455 )具有一個(gè)圓柱形的外壁(459 )，該外壁 形成一個(gè)軸向的引導(dǎo)件用于在該水下鐘蓋(470 )上的一個(gè)圓柱形殼體 部分，或者通過多個(gè)軸向的引導(dǎo)件與之相互作用。
18. 如權(quán)利要求1至17中任一項(xiàng)所述的線性發(fā)電機(jī)或波浪驅(qū)動(dòng)的 發(fā)電站，其特征在于，在該次級(jí)部分(20)中的次級(jí)線圏(31)的安 排是一個(gè)空氣隙繞組的形式。
19. 如權(quán)利要求1至18中任一項(xiàng)所述的線性發(fā)電機(jī)或波浪驅(qū)動(dòng)的 發(fā)電站，其特征在于，沒有用于磁通集中的不可磁化的材料，尤其是 沒有鐵被安排在該初級(jí)部分(20)的初級(jí)線圏(21)之間以及該次級(jí) 部分(30)的次級(jí)線圈(31)之間。
20. 如權(quán)利要求1至19中任一項(xiàng)所述的線性發(fā)電機(jī)或波浪驅(qū)動(dòng)的 發(fā)電站，其特征在于，該初級(jí)部分(20)的填充因數(shù)超過70%,并且 特別是超過85%，該填充因數(shù)是由初級(jí)線圏(21)與多個(gè)中間元件(22 ) 和/或多個(gè)空氣中間間隔的體積比所定義的。
21. 如權(quán)利要求1至20中任一項(xiàng)所述的線性發(fā)電機(jī)或波浪驅(qū)動(dòng)的 發(fā)電站，其特征在于，這些初級(jí)線圏(21)包括一個(gè)常規(guī)導(dǎo)體的多個(gè) 繞組，具體地是由鋁或銅組成的一個(gè)導(dǎo)體或空心導(dǎo)體的多個(gè)繞組。
22. 如權(quán)利要求1至21中任一項(xiàng)所述的線性發(fā)電機(jī)或波浪驅(qū)動(dòng)的 發(fā)電站，其特征在于，這些初級(jí)線圈是由一個(gè)超導(dǎo)體的多個(gè)繞組中制 造的，該超導(dǎo)體優(yōu)選地是一種高溫超導(dǎo)體。
23. 如權(quán)利要求1至22中任一項(xiàng)所述的線性發(fā)電機(jī)，其特征為一 個(gè)輒架(23)，該輒架覆蓋這些初級(jí)線團(tuán)(21)和這些中間元件(22) 并且它優(yōu)選地由非磁性材料或不可磁化的材料、尤其是輕質(zhì)材料組成，其中，該軛架優(yōu)選地在其內(nèi)周邊上具有多個(gè)縫隙，在這些縫隙上這些中間元件(22)被錨定。
24. 如權(quán)利要求1至23中任一項(xiàng)所述的線性發(fā)電機(jī)或波浪驅(qū)動(dòng)的 發(fā)電站，其特征在于，超過50 A/mm2、優(yōu)選地超過70 A/mm2并且特 別是超過100 A/mm2的一個(gè)電流密度是能夠施加或者被施加到這些次 級(jí)線圏Ul)上，和/或其特征在于這些次級(jí)線圈的磁場(chǎng)被排列為平行 于該軸線。
25. 如權(quán)利要求1至24中任一項(xiàng)所述的線性發(fā)電機(jī)或波浪驅(qū)動(dòng)的 發(fā)電站，其特征在于，該次級(jí)部分具有一個(gè)圓柱形的支撐體(33)， 在該支撐體的殼體表面上安排這些次級(jí)線圈(32)，其中該支撐體(33) 優(yōu)選地不能被磁化或者由不可磁化的材料組成。
26. 如權(quán)利要求1至25中任一項(xiàng)所述的線性發(fā)電機(jī)或波浪驅(qū)動(dòng)的 發(fā)電站，其特征在于，這些間隔元件(32)不能被磁化或者由不可磁 化的材料組成。
27. 如權(quán)利要求1至26中任一項(xiàng)所述的線性發(fā)電機(jī)或波浪驅(qū)動(dòng)的 發(fā)電站，其特征在于，這些次級(jí)線圏具有一個(gè)寬度，并且在相鄰的次 級(jí)線圏(31)之間的距離相當(dāng)于這些次級(jí)線圏(31)的寬度的至少兩 倍，和/或其特征在于這些次級(jí)線圏是雙餅線圏的形式。
全文摘要
本發(fā)明涉及在一個(gè)波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站(50)中用于發(fā)電的一種線性發(fā)電機(jī)(10)，該線性發(fā)電機(jī)包括一個(gè)初級(jí)部分(20)以及一個(gè)次級(jí)部分(30)，該初級(jí)部分帶有多個(gè)環(huán)狀的初級(jí)線圈，這些初級(jí)線圈優(yōu)選被多個(gè)間隔件分開而與一條軸線同心，該次級(jí)部分帶有多個(gè)可用直流電進(jìn)行激勵(lì)的次級(jí)線圈，帶有多個(gè)HTS超導(dǎo)繞組、帶有交替的極性彼此相鄰被軸向地安排。本發(fā)明進(jìn)一步涉及帶有這樣一個(gè)線性發(fā)電機(jī)的波浪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電站。根據(jù)本發(fā)明，在該初級(jí)部分(20)中的初級(jí)線圈(21)的安排是作為帶有由不可磁化的材料組成的多個(gè)間隔件的多個(gè)空氣隙繞組。該初級(jí)部分或該次級(jí)部分通過平行于軸線A移動(dòng)的一個(gè)浮標(biāo)(70)而遠(yuǎn)程運(yùn)作并且通過該初級(jí)部分與該次級(jí)部分之間的相對(duì)移動(dòng)在這些初級(jí)線圈中感應(yīng)出的電流能夠被引出用于發(fā)電。
文檔編號(hào)H02K55/04GK101669270SQ200880010009
公開日2010年3月10日 申請(qǐng)日期2008年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月27日
發(fā)明者C·比赫爾, I·哈恩, J·威佐瑞克, J·穆勒 申請(qǐng)人:澤奈基電力公司