專利名稱：旋渦誘導(dǎo)發(fā)電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)電設(shè)備領(lǐng)域。具體是一種交流電流發(fā)生裝置。這種裝置將流體流動 過程中產(chǎn)生的動能轉(zhuǎn)化成電能。
2.
背景技術(shù)：
當(dāng)流體(如空氣、水，等)繞過非流線形物體時，物體尾流左右兩側(cè)會產(chǎn)生的成對 的、交替排列的、旋轉(zhuǎn)方向相反的渦旋。這種渦旋被稱作卡門渦街。圖1是卡門渦街形成示 意圖。卡門渦街中的旋渦的結(jié)構(gòu)可以用環(huán)量守恒的原理來解釋。即當(dāng)一個渦從非流線型物 體(或稱旋渦發(fā)生體)的邊界層脫落時，必然有與之環(huán)量相反的渦的存在。在現(xiàn)實中，當(dāng)流 體流過建筑物、電線、橋墩時都會產(chǎn)生卡門渦街。在旋渦發(fā)生體后方，旋渦會沿來流方向向 后運動。同時由于單個旋渦的環(huán)量的存在，這個渦會受到一個與來流垂直方向上的作用力， 即升力。因而在卡門渦街中，流體會在與來流方向垂直的方向上受到周期性交變的作用力。 理論和實驗都已經(jīng)表明，在一定條件下(可以用流體的雷諾數(shù)表示)，卡門渦街中的旋渦的 結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定的，因而旋渦產(chǎn)生頻率和流體流速的關(guān)系是確定的。廣泛使用的卡門渦街流量 計就是根據(jù)這個原理制成的。如果在磁場中安置一個金屬線圈，通過線圈與磁場的相對運動，可以使穿過線圈 的磁通量產(chǎn)生變化。根據(jù)電磁感應(yīng)定律，磁通量的變化會使線圈中產(chǎn)生電流?？ㄩT渦街中 的周期性的、交替方向的力可以誘導(dǎo)一個放置在固定的磁場中的金屬線圈產(chǎn)生振蕩。如果 這種周期性的振蕩改變了穿過金屬線圈的磁通量，則在線圈中產(chǎn)生了交流電。圖2是利用 旋渦誘導(dǎo)產(chǎn)生電流的原理圖。由于線圈的振蕩是由卡門渦街中交替出現(xiàn)的的旋渦誘導(dǎo)產(chǎn)生的，所以這種裝置被 成為《旋渦誘導(dǎo)發(fā)電機》。利用這種裝置產(chǎn)生交流電的前提是必須有流體的流動，因而該裝 置也可以被視為風(fēng)能發(fā)電設(shè)備的一種。
3.發(fā)明內(nèi)容該發(fā)明利用上述背景技術(shù)，設(shè)計一個裝置，它將流體流動時產(chǎn)生的動能轉(zhuǎn)化成電 能。在這個裝置中，有一個旋渦發(fā)生體，其橫截面是梯形的。旋渦發(fā)生體固定在一個殼 體內(nèi)。這個殼體呈管狀，兩端分別為流體的入口端和出口端。一個矩形金屬線圈通過轉(zhuǎn)動 軸安裝在殼體內(nèi)。將兩塊永磁鐵的N極和S極分別安裝在殼體內(nèi)，并且在金屬線圈的兩側(cè)。 圖3和圖4分別是旋渦誘導(dǎo)發(fā)電機正視示意圖和俯視示意圖。流體流過旋渦發(fā)生體時產(chǎn)生 的卡門渦街引起流場的振蕩，從而帶動金屬線圈擺動，于是金屬線圈中的磁通量會成周期 性變化，所以金屬線圈中產(chǎn)生了交流電。這種裝置結(jié)構(gòu)簡單、體積小，重量輕，可以被視為一個發(fā)電機組的單元。使用時，讓 多個這樣的發(fā)電機一起工作，以產(chǎn)生足夠的電能。4.
圖1卡門渦街形成示意圖圖2利用旋渦誘導(dǎo)產(chǎn)生電流的原理圖圖3旋渦誘導(dǎo)發(fā)電機正視示意圖圖4旋渦誘導(dǎo)發(fā)電機俯視示意圖
5.具體實施方式
以下結(jié)合說明書附圖和實施例子對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。實施例子該裝置在組裝后的工作狀態(tài)如圖3和圖4所示。呈梯形截面的旋渦發(fā) 生體置于殼體中心。梯形底邊邊長較寬的一側(cè)朝向殼體的流體入口端，即圖3和圖4中的 左側(cè)一端。殼體的總長度應(yīng)不小于十倍的旋渦發(fā)生體的梯形底邊邊長。其作用是對進(jìn)入殼 體的流體起到的導(dǎo)流作用，并且讓旋渦發(fā)生體后面的渦街有一個發(fā)展空間。可轉(zhuǎn)動的金屬 線圈被安裝在旋渦發(fā)生體下游五倍梯形底邊邊長遠(yuǎn)處。兩塊永磁鐵在的殼體內(nèi)腔、金屬線 圈兩側(cè)。將該裝置置于一定方向的來流中，例如風(fēng)場中，或者將該裝置以一定速度運動，則 流體會通過殼體的入口端，進(jìn)入殼體。流體繞過旋渦發(fā)生體，在其后部會產(chǎn)生卡門渦街?？?門渦街中的旋渦成對、反向流經(jīng)金屬線圈，金屬線圈繞轉(zhuǎn)動軸產(chǎn)生振蕩。無振蕩情況下，穿 過金屬線圈的磁通量是固定的。在金屬線圈振蕩時，磁通量隨之發(fā)生周期性變化，于是金屬 線圈中產(chǎn)生了交流電。金屬線圈的兩個端子通過殼體上的小孔引出。
權(quán)利要求一種旋渦誘導(dǎo)發(fā)電機，其中，旋渦發(fā)生體被固定在殼體內(nèi)部，安裝在轉(zhuǎn)動軸上的金屬線圈被安置在一對永磁鐵之間，永磁鐵被安裝在殼體內(nèi)部的兩側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋渦誘導(dǎo)發(fā)電機，包括一個非金屬材料制成的殼體，其 特征在于所述的殼體是柱狀的、中空的、兩端敞口的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋渦誘導(dǎo)發(fā)電機，包括一對永磁鐵，分別為N極和S極， 其特征是永磁鐵的兩極分別安裝在權(quán)利要求1所述的殼體內(nèi)部壁面的兩側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋渦誘導(dǎo)發(fā)電機，包括一種非金屬材料制成的旋渦發(fā)生 體，其特征在于外形是柱狀的、橫截面是梯形的，被安置在權(quán)利要求1所述的殼體內(nèi)部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋渦誘導(dǎo)發(fā)電機，包括一種由金屬制成的細(xì)絲，被稱作 金屬線圈，它通過轉(zhuǎn)動軸被安置在權(quán)利要求1所述的殼體內(nèi)部。
專利摘要旋渦誘導(dǎo)發(fā)電機涉及一種新的發(fā)電設(shè)備，是一種交流電流發(fā)生裝置，是通過將流體流動過程中產(chǎn)生的動能轉(zhuǎn)化成電能來實現(xiàn)的。流體流過非流線型物體時會在其后產(chǎn)生成對的、交替排列的、旋轉(zhuǎn)方向相反的旋渦，即卡門渦街?？ㄩT渦街中沿流體流動的方向的壓力也是交替變化的。交替變化的壓力場會誘導(dǎo)放置在其中的物體產(chǎn)生周期性振蕩。如果卡門渦街發(fā)生在磁場中，利用旋渦誘導(dǎo)金屬線圈產(chǎn)生振蕩，引起穿過金屬線圈的磁通量周期性的變化，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，即可在金屬線圈中產(chǎn)生交流電。旋渦誘導(dǎo)發(fā)電機主要用在有風(fēng)場的地方進(jìn)行發(fā)電，或者安置在運動的載體上，也可以進(jìn)行發(fā)電。
文檔編號H02K35/04GK201667600SQ20092009821
公開日2010年12月8日 申請日期2009年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月4日
發(fā)明者路明 申請人:天津空中代碼工程應(yīng)用軟件開發(fā)有限公司