[发明专利]用于产生电能的设备

说明书

本发明涉及用于产生电能的设备，该设备包括通过摇动或振动彼此相对移动的至少一 个永磁体和至少一个感应线圈。诸如这样的设备已经公开过许多次，例如，在WO 97/30308 或US 5,347,186中，并且具体地用于为仅偶尔需要电能或不能被持续供电的可移动器具或 装置供电。所述设备包括线圈和永磁体，所述线圈包括位于在移动方向上的轴线，而所述 永磁体通过所述线圈前后移动。这些方案在相互作用的两个部分的尺寸方面受限制，因为 线圈内径控制永磁体的横截面，其中管(tube)一方面作为用于线圈舌片的安装件，并且 另一方面作为用于永磁体的滑动轴承，进一步减少线圈横截面。

和相对于旋转轴线的振荡轴承相比，用于直线地前后振荡的部分的滑动轴承更有问 题，因为需要更大的轴承面积，导致更大的摩擦面积，使得任何润滑都更困难，等等。然 而，这些条件与线圈和永磁体之间的相互作用对于产能率来说同样地是控制因素。这是因 为对移动的限制和差的关联等不是造成产能率的几个百分点的小损失，而是造成产能率的 大大减少，换句话说，该设备仅在最佳条件下产生可用量的能量。

这包括，永磁体的线圈被这样设计，既使得它们尽可能地彼此匹配，通常可能在非常 长的时间的振荡在共振范围内，并且，如有可能，如果摇动或振动的激发频率显著改变， 则还包括匹配该改变的能力，以尽可能长地维持在共振范围内，以及变更所产生能量的发 出(emission)的能力，因为当能量输出增加时，振荡被制动。

为了克服该问题，本发明现在提出在至少一对互相相对的永磁体的磁极面之间设置至 少一个线圈并且提供旋转轴，线圈或永磁体对可以相对于所述旋转轴相对另一个旋转。连 同线圈在两个永磁体的磁极面之间的设置、其中南极和北极互相相对并且围绕旋转轴线支 撑，很大程度上满足了前面提到的条件。如果必要，可以使摩擦面积最小化并且可以更容 易地润滑轴承。此外，可以将线圈磁极面之间的气隙保持得尽可能小，因为不需要剩余空 隙(clearance)，而这对于直线滑动轴承来说是关键的。在磁极面之间振荡的线圈和在线 圈的两侧振荡的永磁体还确保线圈的旋转可以以可能的最高速度移动通过磁场，并且确保 在反转区域中保持小的损失。

为了实现紧凑的设计，一个优选实施方案提供了使线圈具有以与磁极面成直角的方式 延伸的线圈轴线。

在更优选实施方案中，借助于铁磁部件，尤其是铁帽，可以实现基本上封闭的磁通路 径，在所述铁磁部件上以一个在另一个之后的方式提供两个不同极性的永磁体对。

在一个实施方案中，各个永磁体和的线圈可以具有大致相同的尺寸，这样，当移动这 两个部件中的一个时，磁场持续改变。

在其中具体地可以通过用手摇动产生电压的一个优选实施方案中，永磁体对相对于旋 转轴在回弹的终点挡板之间前后振荡，其中该旋转轴以与线圈轴线平行的方式延伸，并且 在这种情况下，还可以以一个在另一个之后的方式提供两个或更多线圈，取决于弧的长度。

因为相对于轴线振荡的线圈的电连接是无困难的，线圈也可以在回弹的终点挡板之间 前后振荡。

另一个优选实施方案允许线圈相对于以与线圈轴线成直角的方式延伸的旋转轴振荡， 该优选实施方案可以有益地被用来通过摇动产生能量，其中该摇动是通过装配到所述设备 的主体(body)的向前移动产生的。当然，通过移动永磁体对和通过将线圈安装到壳体上， 反向(reversal)也是可能的。

线圈优选地被保持在具有侧旋转臂的旋转体上，并且在两个永磁体对之间振荡，所述 永磁体对在弧上被设置为一个在另一个之后，从而导致紧凑设计。然而，在诸如这样的实 施方案中也可以提供两个线圈，该实施方案通过重复该设置并且在每种情况下提供一个单 元而呈简单方式，其中两个单元关于旋转轴在直径方向上相对并且每个单元包括振荡线圈 和两个永磁体。