發(fā)電設備的制造方法
【專利摘要】一種發(fā)電設備(300)，包括至少一個磁體，所述一個或多個磁體被設置以形成繞著輪軸（304）的大致圓柱體轉(zhuǎn)子（300）；至少一個導電性拾取器（312），所述拾取器在使用中被設置為使得所述一個或多個磁體繞著輪軸（304）的轉(zhuǎn)動在拾取器（312）中感應出電流；引導或驅(qū)動裝置（12），所述輪軸（304）在使用中沿著該引導或驅(qū)動裝置滾動，以轉(zhuǎn)動磁體；以及用于移動引導裝置（12）的裝置，以使得輪軸（304）沿引導裝置滾動；且其中所述至少一個導電性拾取器（312）相對于定子（302）為固定的，該定子（302）至少部分地圍繞著所述轉(zhuǎn)子（330），且可轉(zhuǎn)動地與輪軸（304）連接，使得轉(zhuǎn)子（330）和定子（302）相對于引導裝置（12）一致地運動。
【專利說明】
發(fā)電設備
技術領域
[0001]
本發(fā)明涉及一種發(fā)電設備，尤其地，但非限制性地涉及一種適于將往復式機械輸入轉(zhuǎn)化為電力的發(fā)電設備。
【背景技術】
[0002]
機械電力發(fā)電機是已知的，并在多年來一直可用，最普遍的種類是發(fā)電機(dynamo)，該發(fā)電機將可轉(zhuǎn)動的機械輸入轉(zhuǎn)化成電力。發(fā)電機包括轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子設有電線圈，所述電線圈被設置為在磁性定子之內(nèi)轉(zhuǎn)動，以此，線圈和磁鐵的相對運動產(chǎn)生了線圈內(nèi)的電流，可通過與線圈在一定轉(zhuǎn)動位置上接觸的電刷，從發(fā)電機中汲取該電流。近年來，發(fā)電機-類型的發(fā)電設備的效率得到提高，以此提供了相對有效的裝置來利用轉(zhuǎn)動機械輸入以產(chǎn)生電力。在許多情況下，可通過渦輪機來提供可轉(zhuǎn)動的機械輸入，其可通過流體的運動，例如電力站的蒸汽，或者風力渦輪機發(fā)電設備下的風力的運動來被驅(qū)動。
[0003]不幸地，發(fā)電機類型的發(fā)電系統(tǒng)的整體效率，也就是說，渦輪機和發(fā)電設備的組合，可因為渦輪機、或渦輪機-發(fā)電設備的耦合的效率而顯著降低。例如，風力渦輪機發(fā)電設備的效率嚴重地受到渦輪機葉片的效率的限制，這些葉片將風力的大致線性運動轉(zhuǎn)化成可轉(zhuǎn)動的輸出。此外，風力渦輪機一般以對于發(fā)電設備來說太低的速率來轉(zhuǎn)動，在這種情況下，需提供一種齒輪箱，其將渦輪機的輸出速率遞升至發(fā)電設備輸入的可接收的高輸入速率。齒輪箱中的機械損耗會導致系統(tǒng)總體的顯著效率損失。
[0004]在這些方面，已在研制線性發(fā)電裝置之前嘗試了一些工作，該線性發(fā)電裝置通過傾斜軌道來進行操作，磁性轉(zhuǎn)子適于在該傾斜軌道上轉(zhuǎn)動。在這些裝置中，隨著轉(zhuǎn)子沿著軌道轉(zhuǎn)動，其經(jīng)過數(shù)個拾取器線圈，在該拾取器線圈中的電流是通過轉(zhuǎn)子磁體相對于線圈的運動而產(chǎn)生。該轉(zhuǎn)子可被設置為在幾條道上運動，但在所有的情況下，該轉(zhuǎn)子由于傾斜軌道而引起的沿著軌道的轉(zhuǎn)動。
[0005]在第一實施例中，該轉(zhuǎn)子在停止之前滾到軌道的一端，并換向以相反的方向沿著軌道滾回。通過這種配置，在需要隨后以相反方向來重新加速之前，轉(zhuǎn)子的動量隨著其慢下來直至停止而消散。這導致了不理想的損失以及效率的對應減少。
[0006]另一種配置，在例如英國公開的專利申請GB2438901中所描述的，涉及避免轉(zhuǎn)子在軌道的每一端停下并反向移動的需要。在該實施例中，轉(zhuǎn)子繼續(xù)以恒定方向轉(zhuǎn)動，但軌道被配置為以垂直環(huán)配置，使得當轉(zhuǎn)子靠近軌道末端時，該轉(zhuǎn)子能在隨后以相反方向繼續(xù)之前滾上一個斜面，盡管在軌道下方為懸掛的，合適地利用磁性吸引來保持轉(zhuǎn)子輪軸與軌道的恒定接觸。在軌道的另一端，該轉(zhuǎn)子往回滾落在環(huán)的底部腿上，在該環(huán)的底部腿上重復該過程。不幸地，該轉(zhuǎn)子具有可轉(zhuǎn)動和線性的慣量，并甚至盡管轉(zhuǎn)子的可轉(zhuǎn)動慣量可在從以一個方向到另一個方向滾到的轉(zhuǎn)變期間得到保存，其線性慣量必須在軌道的末端消散。此外，該轉(zhuǎn)子需要升起到軌道的上腿部上，且抬升轉(zhuǎn)子消耗了能量，這也減少了系統(tǒng)的效率。此外，需要將轉(zhuǎn)子保持在環(huán)狀軌道的上部腿之上的懸掛配置的磁性作用力可引起不理想的制動效果，這種效果減少系統(tǒng)的整體效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此，需要一種能夠從相對較低速的輸入直接進行操作的發(fā)電設備，以此避免了對齒輪箱組件的需要。同樣需要一種并非要求直接轉(zhuǎn)動機械輸入的發(fā)電設備，以此促進其直接從往復式機械輸入中進行操作。本發(fā)明的目的在于提供一種改善的/或替代的發(fā)電設備，其可解決上述的一個或多個問題，并/或設置有產(chǎn)生電力的替代裝置。
[0008]本方的不同方面在所附的權利要求中闡明。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種發(fā)電設備，其包括:安裝在輪軸上的至少一個磁體;至少一個設置的導電性拾取器，所述導電性拾取器在使用中設置為使得磁體所繞著輪軸的轉(zhuǎn)動引起了拾取器中的電流；引導裝置，該引導裝置在使用時使得該輪軸沿著該引導裝置滾動，以轉(zhuǎn)動磁體；以及用于傾斜引導裝置的裝置，以引起輪軸沿其滾動;其中所述引導裝置包括無端環(huán)。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種發(fā)電設備，其包括:至少一個磁體，所述磁體被設置為形成繞著輪軸的大致圓柱形轉(zhuǎn)子;至少一個導電性拾取器，所述導電性拾取器在使用中設置為使得磁鐵繞著輪軸的轉(zhuǎn)動引起拾取器中的電流；引導裝置，在使用中，該輪軸沿著該引導裝置滾動以轉(zhuǎn)動該磁體；用于傾斜引導裝置的裝置，以引起輪軸沿引導裝置滾動；其中該引導裝置包括形成如軌道的無端環(huán)，其包括一對軌，輪軸沿著該軌滾動，這些軌道沿著軌道的整個長度為大致等距間隔。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了多個剛性相互連接的發(fā)電設備，每個所述發(fā)電設備包括:至少一個磁體，所述磁鐵被設置為形成繞著輪軸的大致圓柱狀轉(zhuǎn)子;至少一個導電性拾取器，所述導電性拾取器在使用時設置使得磁體繞著輪軸的轉(zhuǎn)動在拾取器中感應出電流；引導或驅(qū)動裝置，在使用中，該輪軸沿著該引導或驅(qū)動裝置滾動以轉(zhuǎn)動該磁體；用于移動該引導裝置以引起輪軸沿其滾動的裝置;以及其中所述引導裝置包括無端環(huán)。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種發(fā)電設備，其包括至少一個磁體，該磁鐵設置以形成繞著輪軸的大致圓柱體轉(zhuǎn)子;至少一個導電性拾取器，所述導電性拾取器在使用中設置使得該磁體繞著輪軸的轉(zhuǎn)動在拾取器中感應出電流；引導或驅(qū)動裝置，在使用中，該輪軸沿著該引導或驅(qū)動裝置滾動以轉(zhuǎn)動該磁體;用于移動該引導裝置以引起輪軸沿其滾動的裝置，且其中至少一種導電性拾取器相對于定子固定，該定子至少部分地環(huán)繞著轉(zhuǎn)子，并可轉(zhuǎn)動地與輪軸連接，使得該轉(zhuǎn)子和定子一致地沿著引導裝置運動。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種發(fā)電設備，其包括至少一個定子，所述定子包括多個圍繞著兩個或多個轉(zhuǎn)子的導電性拾取器，每個轉(zhuǎn)子包括至少一個磁體，所述磁體與輪軸為剛性連接，使得磁體繞著輪軸的軸的轉(zhuǎn)動在拾取器中感應出電流；引導或驅(qū)動裝置，在使用中，輪軸沿著該引導或驅(qū)動裝置滾動以轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子；以及用于移動引導裝置，以引起輪軸與定子一起沿其轉(zhuǎn)動的裝置。
[0014]合適地，該無端環(huán)為平坦的無端環(huán)，也就是說，當環(huán)以水平配置來設置時，該轉(zhuǎn)子的重力中心保持在大致恒定的水平面上。這避免了在轉(zhuǎn)子沿引導裝置移動時的不必要抬起或降低。然而，該引導裝置合適地設置為傾斜，以引起轉(zhuǎn)子在重力的作用下沿其滾動。
[0015]合適地，該發(fā)電設備由多個安裝在輪軸上的磁體組成，該磁體合適地包括永磁體。該永久性磁鐵可為任何的合適類型，包括:磁性金屬磁體，復合磁體;稀土磁體;和/或納米結構磁體。
[0016]合適地，該磁鐵圍繞著輪軸均勻地設置以使其平衡，并合適地設置以形成繞著輪軸的大致圓柱形轉(zhuǎn)子。
[0017]可設置有安裝在各自多個輪軸上的多個磁體。所述安裝在多個輪軸上的多個磁體可獨立地沿著引導裝置滾動，或它們可相互連接，例如，以形成在使用時沿著引導裝置滾動的手推車或火車。
[0018]在本發(fā)明的一個實施例中，該多個拾取器合適地沿著由于磁體行進的路徑成排設置。該導電性拾取器或每個導電性拾取器合適地包括線圈，或一對位于輪軸之處相反側(cè)的線圈。
[0019]在本發(fā)明的上述實施例中，然而，只有上部和底部的磁體能在任何給定的時刻被使用，這意味著一些磁體，以及幾乎所有的拾取器在任何給定的瞬間都未使用。這被認為會導致較差的溶劑效率。
[0020]—種更有效，并可能實用的配置預見到安裝在與輪樞轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子上的磁體，以及相對于定子固定的至少一個導電性拾取器，該定子至少部分地圍繞著轉(zhuǎn)子，并可轉(zhuǎn)動地與輪軸連接，使得轉(zhuǎn)子和定子沿著弓I導裝置一致地移動。
[0021 ]合適地，該轉(zhuǎn)子操作性地例如通過拖動連接器臂與引導裝置連接，使其保持相對于連接處的大致恒定的方位，該拖動連接器臂滑動地與引導裝置滑動接合。
[0022]可替代地，該定子可轉(zhuǎn)動地與輪軸連接，使其以與轉(zhuǎn)子相反的方向來繞著輪樞轉(zhuǎn)動，例如，這通過夾在輪軸和定子之間的換向齒輪裝置來實現(xiàn)。該換向齒輪裝置在一些實施例中包括:行星齒輪箱，該行星齒輪箱包括附加到輪軸的太陽齒輪，與附加在定子處的環(huán)狀齒輪，以及夾在太陽齒輪和環(huán)狀齒輪之間的無輪行星齒輪。
[0023]電力可利用合適的伸長以及柔性架空引線配置來從系統(tǒng)中獲得，該架空引線在一端與定子連接，并在另一端與例如轉(zhuǎn)換器或其它電力調(diào)節(jié)器的電力輸出裝置連接。在本發(fā)明一個更復雜的實施例中，該輪軸包括分離輪軸，所述分離輪軸由相互電絕緣的第一和第二導電性輪軸部分所組成，使得電力的輸出可通過與形成引導裝置的各自導電性軌的連接而獲得。
[0024]合適地，該拾取器操作性地與輸出電力調(diào)節(jié)電路連接，該輸出電力調(diào)節(jié)電路例如為:整流器，反相器以及/或電力平滑回路。
[0025]在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，該引導裝置和輪軸為相互磁性吸引。這種配置有用地保持輪軸與引導裝置恒定接觸，以此有助于使用中的輪軸相對于引導裝置的合適接合和滾動。
[0026]合適地，該引導裝置包括由一對軌組成的軌道，該輪軸或輪軸沿該軌滾動。優(yōu)選地，該軌沿著軌道的整個長度平均間距。該軌道可包括大致直形的部分，這些直形的部分通過傾斜彎曲部分來相互連接。在一個實施例中，該軌道包含兩條由兩個傾斜彎曲部分所相互連接的大致直形，平行的軌道部分。該聯(lián)合部分的使用促進了軌的相等長度，這避免了以補償從各自軌上的輪軸或每個輪軸的接觸點所行進的距離的差別化的需要。
[0027]用于將引導裝置傾斜的裝置可包括支撐結構，該引導裝置附加在該支撐結構處。在一個實施例中，該支撐結構可被配置為繞支點轉(zhuǎn)動，以及提供操縱支撐結構以使其繞著支點轉(zhuǎn)動的裝置。該支點可為單一的軸支點，在該情況下，引導裝置朝著軸傾斜?？商娲?，該支點可包括多軸支點，在這種情況下，引導裝置可通過一系列的角度來樞轉(zhuǎn)。
[0028]用于操縱支撐結構的裝置為任一組或多組，包括:曲柄，杠桿，氣動活塞，以及液壓活塞。在本發(fā)明的一些實施例中，用于操作支撐結構的裝置通過可更新的能量源來啟動。
【附圖說明】
[0029]本發(fā)明的優(yōu)選實施例在此僅通過實例，并結合附圖來進行描述:
圖1為根據(jù)本發(fā)明的發(fā)電設備的第一實施例的側(cè)視圖；
圖2為圖1中發(fā)電設備的俯視圖；
圖3為根據(jù)本發(fā)明的發(fā)電設備的第二實施例的側(cè)視圖；
圖4為圖3中發(fā)電設備的俯視圖；
圖5為根據(jù)本發(fā)明的雙軌道發(fā)電設備的第一質(zhì)量平衡的簡要透視圖；
圖6為根據(jù)本發(fā)明的四軌道發(fā)電設備的第二質(zhì)量平衡的簡要透視圖；
圖7為本發(fā)明的第三實施例的包括追蹤轉(zhuǎn)子的定子的簡要截面圖；
圖8為本發(fā)明第四實施例包括追蹤轉(zhuǎn)子的反向轉(zhuǎn)動定子的簡要截面圖；
圖9為本發(fā)明另一個實施例的簡要視圖，其包括手具有兩個轉(zhuǎn)子的手推車類型定子；
圖10簡要地展示了包括如圖9所示的手推車類型發(fā)電設備的船用發(fā)電設備；
圖11簡要地展示了本發(fā)明的另一個實施例，其適于用在多軸可更新能量源上，例如:浮標。
【具體實施方式】
[0030]在圖1中，發(fā)電設備10包括以軌道12形式的引導裝置，該軌道12由相同長度的內(nèi)軌14和外軌16組成。該軌道12包括一對直形，平行部段18，其通過一對彎曲，聯(lián)合的部段20相互連接，以形成無端環(huán)。該軌道的聯(lián)合在端部段20處確保了相等長度的兩條軌12，14，內(nèi)軌14在聯(lián)合部段處較小直徑的縮短效應適應于被形成容納相對外軌16形成突出物22的稍微橫向延伸部所容納。
[0031 ]在輪軸32上安裝有一對轉(zhuǎn)子30，其與軌道12磁性吸引。如圖1所示，該軌道12在使用中為傾斜的，使得該轉(zhuǎn)子36隨著它們橫向前進34的時候，沿著軌道12的頂部滾動。該轉(zhuǎn)子30通過剛性的連接38而相互連接，使得它們一致地圍繞著軌道12行進。
[0032]位于軌道上方和下方的為一系列成對設置的線圈40。每個轉(zhuǎn)子30包括一組永久性的，稀土磁體，隨著它們沿著軌道12滾動24,36，產(chǎn)生一個轉(zhuǎn)動和橫向移動的磁場(未圖不)。該移動磁場因此引起線圈對40中的電流，該線圈與電力調(diào)節(jié)回路連接，該電力調(diào)節(jié)回路將所引起的電流轉(zhuǎn)化成有用的電流輸出。
[0033]從圖1和2中可以理解到，軌道12可在第一方向上傾斜，以引起附圖中轉(zhuǎn)子30從左到右的滾動。當轉(zhuǎn)子30到達軌道12的直形部段18的末端時，它們聯(lián)合圍繞著彎曲部段20 (朝著圖2的左側(cè)簡要展示)，在該彎曲部段上，該軌道12可以相反方向(未圖示)傾斜，以引起轉(zhuǎn)子30沿著相反的直形部段18(例如，附圖中從右到左)滾動。只要軌道12的傾斜正確地與轉(zhuǎn)子30的瞬時位置同步時，轉(zhuǎn)子30可因此沿著軌道連續(xù)滾動。
[0034]因為轉(zhuǎn)子不需要“攀爬”或換向，該轉(zhuǎn)動慣量可隨著它們圍繞著軌道12的聯(lián)合部段18前進時而被保存。此外，可選擇聯(lián)合部段18的形狀，也就是說它們的曲率半徑，以允許滾輪的線性慣量可用于將它們圍繞著彎曲18進行“彈弓”，使得它們在使用中從未停止。闡述的示例結構被認為是與之前已知的類似系統(tǒng)相比顯著地更有效。
[0035]圖3和4展示了本發(fā)明發(fā)電設備100的替代實施例。在該實施例中，可應用圓形軌道120，以此軌道112的內(nèi)軌114短于外軌116。這樣，部分-圓錐或錐形輪軸132必須用于補償從軌114，116上輪軸132的接觸點處所行進的距離。在圖3和4中所展示的實施例中，軌道112為圓形，且線圈對140被設置在軌道112之上和之下，如前所述。轉(zhuǎn)子130沿著軌114，116滾動，且這樣滾動時繞著軌道112前進134。安裝在轉(zhuǎn)子130內(nèi)的磁體的轉(zhuǎn)動和運動設置了移動磁場(未圖示)，這引起了線圈140內(nèi)的電流，該電流可通過合適的調(diào)節(jié)回路來提取(未圖示)，以提供電力的有用輸出。
[0036]在圖3中，其可看到軌道112可通過杠桿162來繞著多軸支點160而樞轉(zhuǎn)，將可轉(zhuǎn)動輸入164應用于杠桿162的一個末端，使得軌道112繞著輪軸傾斜，該輪軸恒切該支點160。通過合適地將可轉(zhuǎn)動的輸入164相對于軌道112上的轉(zhuǎn)子130的瞬時位置而同步，可確保轉(zhuǎn)子130總是在軌道112上而向下行進，以此在至少一些線圈140中連續(xù)地引起電流。
[0037]在此所述的兩個示例中，用于引起軌道12傾斜的機械輸入164的幅度可隨著軌道12的不同傾斜角度效應而改變:更陡的傾斜導致轉(zhuǎn)子30，130更快速的橫向34，134和可轉(zhuǎn)動36，136運動，其反過來增加發(fā)電，反之亦可。明顯地，機械輸出的頻率需要被調(diào)節(jié)以匹配轉(zhuǎn)子30，130的速率，以確保它們總是位于軌道12，120的傾斜部段之上。
[0038]應當明白的是，本發(fā)明可與往復式機械輸入(如圖1和2所示)或可轉(zhuǎn)動機械輸入164(如圖3和4所示)的機械輸入結合。然而，可在機械輸入和系統(tǒng)10，100之間夾在機構，例如曲柄機構，以將輸入形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。
[0039]因為本發(fā)明被配置為利用相對低頻率的往復式輸入來進行操作，其在特定的實施例中，直接與可更新的能量源連接，例如:波驅(qū)動浮標，或風力渦輪機，不需要(不必要)具有齒輪箱或其它夾在可更新能量源和系統(tǒng)10，100之間的機構。然而，可有用地利用中間機構，但是當機構輸入的頻率和幅度變化時，在這種情況下，軌道12，112傾斜的角度和頻率需要與輸入的角度和頻率匹配，以確保系統(tǒng)10，100的正確操作(S卩:同步化)。
[0040]從上述可理解為轉(zhuǎn)子30的質(zhì)量的運動會引起系統(tǒng)的非平衡性。圖5和6展示了本發(fā)明的實施例，以此，質(zhì)量以不同結構的配對軌道12以達到平衡來獲取。
[0041]在圖5中，例如以肩并肩形式來放置一對軌道12，每個軌道12承載著其自己的轉(zhuǎn)子30(或一組相互連接的轉(zhuǎn)子，盡管為了清晰而未在附圖中展示)。每個轉(zhuǎn)子/軌道的配置大致如上所述，盡管為了清晰而省略了附圖中的某些裝置，例如線圈。在圖5中，第一軌道(附圖中左側(cè)的一個)承載著轉(zhuǎn)子30，該轉(zhuǎn)子30沿著軌道12的外側(cè)腿(附圖中的上腿)從右到左行進，如箭頭34所示。同時，在右邊軌道12上的轉(zhuǎn)子30也從右到左(如箭頭34所示)行進，也是位于其軌道12的外側(cè)腿上，其為附圖中所示的軌道12的底部腿。這樣一來，轉(zhuǎn)子34的重量一致地移動，且在所有運動點上的重量都是平衡的。也就是說，系統(tǒng)重力的橫向中心并非隨著轉(zhuǎn)子30沿著它們各自軌道的運動而移動。
[0042]本發(fā)明的另一個修改如圖6所示，其中的四條軌道以2X 2系列設置(S卩:一對肩并肩軌道直接位于另一對肩并肩軌道之上)，以及四個轉(zhuǎn)子30。該所有的轉(zhuǎn)子以相同的方向(也就是說，從附圖中的右到左，或從左到右)運動，這樣一來，軌道12利用共同的機械輸出，可都剛性相互連接并傾斜。在如圖6所示的實施例中，然而，由轉(zhuǎn)子30沿著上部軌道的外側(cè)腿運動引起的系統(tǒng)總重力中心的向外移動通過與其一致的在底部軌道對上的轉(zhuǎn)子沿著它們內(nèi)部腿的運動來抵消。
[0043]再看圖7，發(fā)電設備200包括軌道202，其由每個形成連續(xù)環(huán)的一對間隔軌組成，如上所述。該軌道202為傾斜的，使得輪軸204可在重力的影響下沿其滾動(圖7中的從右到左)。該輪軸204與轉(zhuǎn)子206剛性連接，其包括數(shù)個稀土永磁體208，該稀土永磁體隨著其沿軌道202滾動與該輪軸204—致地轉(zhuǎn)動。管狀定子210環(huán)繞轉(zhuǎn)子206，并與轉(zhuǎn)子206同心設置，該轉(zhuǎn)子206包括多個拾取器線圈212。轉(zhuǎn)子206的轉(zhuǎn)動因此引起了線圈的電流。
[0044]轉(zhuǎn)子206和定子210的電感耦合將趨于促使定子來“跟隨”，也就是說，與轉(zhuǎn)子206—起轉(zhuǎn)動。這種效應可通過在定子210上提供重量(未圖示)來抵消，這將定子在重力的作用下偏向于特定的方位。然而，這種結構增加了系統(tǒng)200運動質(zhì)量的整體重量，這對于如圖7所示的停留系統(tǒng)并非太優(yōu)選。
[0045]在圖7中，定子210包括一對拖動臂214，它們在一端與定子210連接，并在另一端以可滑動的方式(例如:通過鉤或環(huán)216)與軌道202的每個軌連接。該拖動臂214防止定子210來“跟隨”轉(zhuǎn)子，并還在拾取器線圈212的終端之間提供了與每個軌道的便捷電力連接。只要輪軸204包括軌道202的軌之間的電中斷，或只要輪軸由電絕緣材料制成時，軌道202的軌可因此在使用中提取由裝置產(chǎn)生的電力。
[0046]在圖8中展示了與圖7所示的類似配置，除非利用齒輪組件240，而不是將定子210固定至軌道202處。在圖8中，轉(zhuǎn)子206與輪軸一致地轉(zhuǎn)動(未圖示)，其還轉(zhuǎn)動了行星齒輪箱240的太陽齒輪242。該太陽齒輪242與一組行星齒輪244嗤合，該行星齒輪組與行星載體環(huán)246連接，該行星載體環(huán)246可選擇地通過拖動臂214固定在軌道202處。該行星齒輪244還與外部環(huán)齒輪248嚙合，該外部環(huán)齒輪248形成管狀定子210的內(nèi)部，或類似于上述地與該管狀定子210—致地轉(zhuǎn)動。
[0047]通過合適地選擇在太陽齒輪242、行星齒輪244以及環(huán)狀齒輪248上的齒的數(shù)量，轉(zhuǎn)子206(太陽齒輪242)和定子210(環(huán)狀齒輪248)的轉(zhuǎn)動之間的關系可任意選擇。例如，如圖8所示，行星載體環(huán)246可固定至軌道202處，在這種情況下，定子210的轉(zhuǎn)動可與轉(zhuǎn)子206的轉(zhuǎn)動方向相反?？商娲?，可允許行星載體246為無輪的，在這種情況下，定子201相對于轉(zhuǎn)子206的方向和速率可通過齒輪比例以及系統(tǒng)的動力來確定。在特定的實施例中，該定子210可以任意理想的速率，按轉(zhuǎn)子相同的方向來轉(zhuǎn)動；可以任意理想的速率，按相反的方向轉(zhuǎn)動；或以等同于轉(zhuǎn)子的速率按相反方向來轉(zhuǎn)動，以此使其保持了相對于軌道202的恒定關系O
[0048]圖7和8中所描述的轉(zhuǎn)子-定子結構被認為可用于替代或排除圖1-6中所涉及的轉(zhuǎn)子和拾取器。軌道的任何數(shù)量應該被理解為可以安排以使系統(tǒng)平衡起效。
[0049]圖9展示了結合了如上述的圖1和7設備10和200中的某些特征的混合發(fā)電設備300。在圖9中，可看到該發(fā)電設備300包括以主體302形式存在的手推車，其容納了圍繞著一對轉(zhuǎn)子330設置的一組導電性線圈312，該對轉(zhuǎn)子在磁性輪軸304上轉(zhuǎn)動。該轉(zhuǎn)子330包括永磁體(未圖示)，該永磁體隨著輪軸304沿著傾斜軌道12滾動的同時在線圈312內(nèi)轉(zhuǎn)動。該轉(zhuǎn)子330相對于線圈312的磁場的轉(zhuǎn)動引發(fā)了電流，其提供了設備300的電力輸出。應當注意的是，手推車的主體302代替了圖1所示實施例中的連接38，且線圈312和轉(zhuǎn)子330的配置類似于圖7所示的配置。因此，圖7中所示的配置簡化了發(fā)電設備300的結構，因為可省略例如拖動臂214。
[0050]在一些應用中，如圖7所示的手推車類型的發(fā)電設備300特別有用。例如，從圖10中所示的發(fā)電設備配置400中看到安裝與圓形軌道402接合的手推車-類型發(fā)電設備300。該圓形軌道402的外部周邊可以為，例如風力或水力渦輪機(未圖示)，其可安裝在海潮汐或河流處。該渦輪機可浸到水位404處，而發(fā)電設備300位于該水位404之上。這種特定的設置是有利的，這是因為與小直徑的輪軸304相比的大驅(qū)動環(huán)402的固有齒輪效應。因此，即使驅(qū)動環(huán)的相對慢轉(zhuǎn)動406將導致輪軸304的快速轉(zhuǎn)動(以及因此的未在圖10中可見的轉(zhuǎn)子)ο此外，因為發(fā)電機300位于水位404之上，并由于其作用于驅(qū)動環(huán)404的外側(cè)邊緣，不需要淹沒的齒輪，或與渦輪機輪軸的任何安裝。當應用于船用的水力渦輪機時，這種配置的優(yōu)點將非常明顯，并包括發(fā)電設備改善的較長壽命，以及使用/保養(yǎng)的簡易性(因為沒有齒輪箱-發(fā)電機從驅(qū)動環(huán)處直接被驅(qū)動)，等等。
[0051]如圖11所示的本發(fā)明的實施例類似于上述的圖4和5中所述的，S卩:其以多軸傾斜原理操作，該多軸傾斜原理例如可適用于在波浪形海水中“擺動”浮標。在圖11中，該發(fā)電設備500包括引導裝置512，該引導裝置以與樞轉(zhuǎn)輪軸514同心設置的金屬圓形軌道的形式存在。束516被安裝用于繞著樞轉(zhuǎn)輪軸514轉(zhuǎn)動，并通過發(fā)電機518在其自由端為下沉的，如上所述。由箭頭520表示的發(fā)電設備500的傾側(cè)引起了束516繞著樞轉(zhuǎn)輪軸514擺動，如箭頭522所示。
[0052]發(fā)電機518包括定子(未圖示)，該定子剛性地與束516的末端連接，以及轉(zhuǎn)子(未圖示)。該定子包括一組線圈，且轉(zhuǎn)子包括一組永磁體，該永磁體設置為繞著沿軌道512滾動的輪軸524而轉(zhuǎn)動。因此，隨著發(fā)電設備500傾側(cè)520，束516擺動522且輪軸524轉(zhuǎn)動526，以轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子，并因此產(chǎn)生電力。本發(fā)明該實施例的優(yōu)點很明顯，與圖10所闡述的實施例類似，即:固有齒輪(即:沒有齒輪)，具有減少的復雜性以及便利的通道。
[0053]當如圖11所示的簡化的實施例展示了只有一條輪軸524，應當明白，該發(fā)電機可為任何的如圖9所述的“手推車類型”，其當然會增加發(fā)電設備500的發(fā)電容量。
[0054]本發(fā)明限于上述的實施例，其僅為本發(fā)明的示例。例如，軌道的形狀和結構，轉(zhuǎn)子和線圈可被改變;將機械輸入轉(zhuǎn)化成軌道傾斜的裝置;輸出/調(diào)節(jié)回路；以及機械輸入的類型，這些都可在不偏離本發(fā)明范圍的情況下進行變化。
[0055]以下聲明并非權利要求，但涉及本發(fā)明的不同方面或?qū)嵤├?
聲明1:發(fā)電設備，包括:安裝在輪軸上的至少一個磁體;至少一個導電性拾取器，該在使用中的設置使得磁體繞著輪軸轉(zhuǎn)動，在拾取器中感生出電流；引導裝置，在使用中，輪軸沿著所述引導裝置滾動，以轉(zhuǎn)動磁體;用于傾斜引導裝置的裝置，以引起輪軸沿引導裝置滾動;其中該引導裝置包括無端環(huán)。
[0056]聲明2:根據(jù)聲明I所述的發(fā)電設備，包括多個安裝在輪軸上的磁體。
[0057 ]聲明3:根據(jù)聲明I或2所述的發(fā)電設備，其中所述一個或多個磁體包括永磁體。
[0058]聲明4:根據(jù)前述任一項聲明所述的發(fā)電設備，其中所述一個或多個磁體包含下組中的一個或多個:磁性金屬磁體、復合磁體、稀土磁體以及納米結構的磁體。
[0059]聲明5:根據(jù)前述任任一項聲明所述的發(fā)電設備，其中所述一個或多個磁體被設置為形成繞著輪軸的大致圓柱形轉(zhuǎn)子。
[0060]聲明6:根據(jù)之前述任一項聲明所述的發(fā)電設備，其中所述發(fā)電設備包括安裝于各自多個輪軸上的多個磁體。
[0061]聲明7:根據(jù)聲明6所述的發(fā)電設備，其中所述多個輪軸相互連接，以在使用中形成沿著引導裝置滾動的手推車或火車。
[0062]聲明8:根據(jù)前述任一項聲明所述的發(fā)電設備，其中該至少一個導電性拾取器包括線圈。
[0063]聲明9:根據(jù)前述任一項聲明所述的發(fā)電設備，其中包括:包括多個拾取器，所述拾取器沿著由磁體行進的路徑成排設置。
[0064]聲明10:根據(jù)前述任一項聲明所述的發(fā)電設備，其中每個拾取器包括一對線圈，所述線圈位于輪軸位置的相反側(cè)處。
[0065]聲明11:根據(jù)聲明1-8中任一項所述的發(fā)電設備，其中所述一個或多個磁體安裝在于繞著輪軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子上，且該至少一個導電性拾取器相對于定子固定，該定子至少部分地環(huán)繞著轉(zhuǎn)子，并可轉(zhuǎn)動地與輪軸連接，使得轉(zhuǎn)子和定子沿著引導裝置一致地運動。
[0066]聲明12:根據(jù)聲明11所述的發(fā)電設備，其中所述定子操作性地與引導裝置連接，使得其相對于連接處保持了大致恒定的方位。
[0067]聲明13:根據(jù)聲明12所述的發(fā)電設備，其特征在于，所述發(fā)電設備還包括將定子和引導裝置相互連接的連接件。
[0068]聲明14:根據(jù)聲明11所述的發(fā)電設備，其特征在于，其中所述定子可轉(zhuǎn)動地與輪軸連接。
[0069]聲明15:根據(jù)聲明14所述的發(fā)電設備，其特征在于，所述定子以相對于轉(zhuǎn)子的相反方向繞著輪軸轉(zhuǎn)動。
[0070]聲明16:根據(jù)聲明15所述的發(fā)電設備，其特征在于，所述發(fā)電設備包括夾在輪軸和定子之間的換向齒輪裝置。
[0071]聲明17:根據(jù)聲明16所述的發(fā)電設備，其中該換向齒輪裝置包括行星齒輪箱，所述行星齒輪箱包括:附著在輪軸處的太陽齒輪，附著在定子處的環(huán)狀齒輪，以及夾在太陽齒輪和環(huán)狀齒輪之間的一組行星齒輪。
[0072]聲明18:根據(jù)聲明17所述的發(fā)電設備，其中該行星齒輪包括無輪行星齒輪。
[0073]聲明19:根據(jù)聲明17所述的發(fā)電設備，其中該行星齒輪操作性地與行星載體環(huán)連接，該行星載體環(huán)操作性地與引導裝置連接，使得其相對于連接處保持了大致恒定的方位。
[0074]聲明20:根據(jù)聲明19所述的發(fā)電設備，其還包括連接件，該連接件將行星載體環(huán)與引導裝置相互連接起來。
[0075]聲明21:根據(jù)聲明11-20中任一項所述的發(fā)電設備，其還包括長形柔性架空引線配置，其在一端與定子連接，而在另一端與電力輸出裝置連接。
[0076]聲明22:根據(jù)前述任一項聲明所述的發(fā)電設備，其中該拾取器操作性地與輸出電力調(diào)節(jié)電路連接。
[0077]聲明23:根據(jù)前述任一項聲明所述的發(fā)電設備，其中該引導裝置和輪軸相互磁性吸引。
[0078]聲明24:根據(jù)前述任一項聲明所述的發(fā)電設備，其中該引導裝置包括由一對軌組成的軌道，該輪軸沿著所述軌滾動，該軌沿著軌道的整個長度為大致等距間隔的。
[0079]聲明25:根據(jù)前述任一項聲明所述的發(fā)電設備，其中該引導裝置包括由傾斜彎曲部分所相互連接而成的大致直形部分。
[0080]聲明26:根據(jù)聲明25所述的發(fā)電設備，其包括兩個大致直形，平行的軌道部分，所述軌道部分由傾斜彎曲部分所相互連接。
[0081]聲明27:根據(jù)前述任一項聲明所述的發(fā)電設備，其中用于傾斜引導裝置的裝置包括支撐結構，該引導裝置附著在支撐結構處，該支撐結構被設置為繞著支點樞轉(zhuǎn)，以及用于操作支撐結構的裝置，以使其繞著支點轉(zhuǎn)動。
[0082]聲明28:根據(jù)聲明27所述的發(fā)電設備，其中該支點包括單一輪軸支點。
[0083]聲明29:根據(jù)聲明27所述的發(fā)電設備，其中該支點包括多軸支點。
[0084]聲明30:根據(jù)聲明27-29中任一項所述的發(fā)電設備，其中用于操作支撐結構的裝置包括下組中一個或多個:曲柄、杠桿、氣動活塞以及液壓活塞。
[0085]聲明31:根據(jù)前述任一項聲明所述的發(fā)電設備，其中該用于操作支撐結構的裝置被可更新能量源促動。
[0086]聲明32:發(fā)電系統(tǒng)，包括多個如前述任何聲明所述的相互連接的發(fā)電設備。
[0087]聲明33:根據(jù)聲明32所述的發(fā)電設備，其包括多個剛性相互連接的引導裝置。
[0088]聲明34:根據(jù)聲明32所述的發(fā)電設備，其包括一對剛性的、相互連接的以肩并肩形式設置的引導裝置。
[0089]聲明35:根據(jù)聲明32所述的發(fā)電設備，其包括一對設置在相互之上的剛性相互連接的引導裝置。
[0090]聲明36:根據(jù)聲明32或33中任一項所述的發(fā)電設備，其包括第一對以肩并肩形式設置的，相互剛性連接的引導裝置；以及第二對位于所述第一對之上的相互剛性連接的以肩并肩形式設置的引導裝置。
【主權項】
1.發(fā)電設備，包括:至少一個磁體，所述一個或多個磁體被設置為形成繞著輪樞轉(zhuǎn)動的大致圓柱體轉(zhuǎn)子;至少一個導電性拾取器，所述導電性拾取器在使用中設置為使得所述一個或多個磁體繞著輪軸的轉(zhuǎn)動在拾取器中感應出電流；引導或驅(qū)動裝置，在使用中，所述輪軸沿著所述引導或驅(qū)動裝置滾動以轉(zhuǎn)動磁體；以及用于移動所述引導裝置、以使得輪軸沿所述引導裝置滾動的裝置;且其中該至少一個導電性拾取器相對于定子被固定，該定子至少部分地圍繞著轉(zhuǎn)子，并可轉(zhuǎn)動地與輪軸連接，使得所述轉(zhuǎn)子和定子相對于所述引導裝置一致地運動。2.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)電設備，其特征在于，包括如權利要求1中的多個剛性的、相互連接的發(fā)電設備。3.根據(jù)權利要求2所述的發(fā)電設備，其特征在于，所述多個剛性的、相互連接的發(fā)電設備通過定子剛性地相互連接，該定子包括圍繞著多個轉(zhuǎn)子設置的多個導電性拾取器。4.根據(jù)前述任一項權利要求所述的發(fā)電設備，其特征在于，所述引導或驅(qū)動裝置包括無端環(huán)。5.根據(jù)前述任一項權利要求所述的發(fā)電設備，其特征在于，所述磁體包括永磁體。6.根據(jù)前述任一項權利要求所述的發(fā)電設備，其特征在于，所述一個或多個磁體包括下組中的一個或多個:磁性金屬磁體、復合磁體、稀土磁體以及納米結構磁體。7.根據(jù)權利要求2-6中任一項所述的發(fā)電設備，其特征在于，所述多個輪軸相互連接，以形成手推車或火車，該手推車或火車在使用中沿著所述引導或驅(qū)動裝置滾動。8.根據(jù)前述任一項權利要求所述的發(fā)電設備，其特征在于，其中至少一個導電性拾取器包括線圈。9.根據(jù)前述任一項權利要求所述的發(fā)電設備，其特征在于，包括多個拾取器，所述拾取器沿著所述一個或多個磁體所行進的路徑成排設置。10.根據(jù)權利要求9所述的發(fā)電設備，其特征在于，所述拾取器包括位于輪軸位置的相反側(cè)上的一對線圈。11.根據(jù)權利要求1-8中任一項所述的發(fā)電設備，其特征在于，所述一個或多個磁體安裝在與輪樞轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子上，且該至少一個導電性拾取器相對于定子是固定的，該定子至少部分地環(huán)繞著轉(zhuǎn)子，并與輪軸可轉(zhuǎn)動地連接，使得該轉(zhuǎn)子和定子沿著引導裝置一致地運動。12.根據(jù)權利要求11所述的發(fā)電設備，其特征在于，所述定子操作性地與引導裝置連接，使其相對于連接處保持了大致恒定的方位。13.根據(jù)權利要求12所述的發(fā)電設備，其特征在于，還包括將定子和引導裝置相互連接的連接件。14.根據(jù)權利要求11所述的發(fā)電設備，其特征在于，所述定子與輪軸可轉(zhuǎn)動地連接，且其中所述定子被驅(qū)動，以借助夾在輪軸和定子之間的換向齒輪裝置以與轉(zhuǎn)子相反的方向繞輪軸轉(zhuǎn)動。15.根據(jù)權利要求14所述的發(fā)電設備，其特征在于，其中該換向齒輪裝置包括行星齒輪箱，該行星齒輪箱包括附著于輪軸的太陽齒輪，附著于定子的環(huán)狀齒輪，以及夾在太陽齒輪和環(huán)狀齒輪之間的一組行星齒輪。16.根據(jù)權利要求15所述的發(fā)電設備，其特征在于，所述行星齒輪包括無輪的行星齒輪，且其中該行星齒輪操作性地與行星載體環(huán)連接，該行星載體環(huán)通過連接件操作性地與引導裝置連接，從而保持了相對于連接處的大致恒定的方位。17.根據(jù)權利要求11-16中任一項所述的發(fā)電設備，其特征在于，還包括長形柔性架空引線，所述架空引線在一端與定子連接，并在另一端與電力輸出裝置連接。18.根據(jù)前述任一項權利要求所述的發(fā)電設備，其特征在于，該拾取器操作性地與輸出電力調(diào)節(jié)電路連接。19.根據(jù)前述任一項權利要求所述的發(fā)電設備，其特征在于，所述引導裝置和輪軸磁性相吸。20.根據(jù)前述任一項權利要求所述的發(fā)電設備，其特征在于，所述引導裝置包括軌道，所述軌道包括一對軌，所述一個或多個輪軸沿著該軌滾動，該軌沿著軌道的整個長度大致等距間隔。21.根據(jù)前述任一項所述的發(fā)電設備，其特征在于，該引導裝置包括通過傾斜彎曲部分相互連接的大致直形部分。22.根據(jù)權利要求25所述的發(fā)電設備，其特征在于，包括兩個大致直形、平行的軌道部分，該軌道部分通過兩個傾斜彎曲部分相互連接。23.根據(jù)前述任一項權利要求所述的發(fā)電設備，其特征在于，用于移動或傾斜引導裝置的裝置包括支撐結構，該引導裝置附著于該支撐結構處，該支撐結構被配置為繞著支點樞轉(zhuǎn)；以及用于操縱支撐結構以使其繞著支點樞轉(zhuǎn)的裝置。24.根據(jù)權利要求23所述的發(fā)電設備，其特征在于，所述支點包括單一軸支點。25.根據(jù)權利要求23所述的發(fā)電設備，其特征在于，該支點包括多軸支點。26.根據(jù)權利要求1-22中任一項所述的發(fā)電設備，其特征在于，所述用于移動或傾斜引導裝置的裝置包括浮動支撐結構，該引導裝置附著于所述支撐結構處。27.根據(jù)權利要求1-22中任一項所述的發(fā)電設備，其特征在于，所述引導裝置包括驅(qū)動環(huán)，該驅(qū)動環(huán)形成渦輪機組件，且其中驅(qū)動環(huán)直接地被渦輪機組件所驅(qū)動，且其中該一個或多個輪軸被設置為隨著渦輪機組件的轉(zhuǎn)動而與驅(qū)動環(huán)接合，并沿著該驅(qū)動環(huán)滾動。28.根據(jù)前述任一項權利要求所述的發(fā)電設備，其特征在于，還包括用于操縱引導或驅(qū)動裝置的裝置，該裝置包含下組中的一個或多個:曲柄、杠桿、氣動活塞以及液壓活塞。29.根據(jù)權利要求28所述的發(fā)電設備，其特征在于，所述用于操縱引導或驅(qū)動裝置的裝置通過可更新的能量源來促動。30.發(fā)電系統(tǒng)，其包括如前述任一項權利要求所述的多個相互連接的發(fā)電設備。31.根據(jù)權利要求30所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括多個剛性的相互連接的引導裝置。32.根據(jù)權利要求31所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括一對以肩并肩形式設置的相互剛性連接的引導裝置。33.根據(jù)權利要求31所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括一對設置在彼此之上的相互剛性連接的引導裝置。34.根據(jù)權利要求31或32所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括以肩并肩形式設置的第一對相互剛性連接的引導裝置；以及位于所述第一對引導裝置之上的、以肩并肩形式設置的相互剛性連接的第二對引導裝置。35.結合附圖以及如附圖所示的、大致如上所述的發(fā)電設備。
【文檔編號】H02K35/02GK105917557SQ201480060754
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2014年9月4日
【發(fā)明人】拉塞爾·多爾曼
【申請人】拉塞爾·多爾曼