[发明专利]水流振动发电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种水流振动发电机，属于振动发电技术领域。

背景技术

在现有的水力发电技术中，需要建立水库并使用带有水轮机的发电机。在现有的潮汐发电技术中，潮汐水坝(Tidal Barrage)技术需建立水库并使用带有水轮机的发电机；而潮汐流(Tidal streams)技术则使用水下的带有水轮机的发电机。在波浪发电技术中，需要建立蓄水池(TAPCHAN梯度渠道波动能力转换法)或密闭的腔体(OWC震荡空气柱法)并使用带有水轮机或汽轮机的发电机。由于需要建立蓄水单元和使用旋转部件，这些技术不适用于获取江河、沟渠和浅海中水流的能量。另外，蓄水单元的建立和旋转部件的使用会对环境和水生生物带来负面影响。为了能有效地利用江河、沟渠和浅海中水流及其波动的能量来发电，并减少发电机系统对景观和水生生物的不良影响以及其维护费用，需要提出和研究新颖的发电方法和发电机结构【参考文献1：Godfrey Boyle，Renewable Energy---Power for a sustainable future，OxfordUniversity Press，UK，2004.】。

发明内容

本发明目的是为了克服现有的发电方法不能充分利用江河、沟渠和浅海中水流能量的不足，提供一种水流振动发电机。

一种水流振动发电机，其特征在于：包括箱体、置于箱体内的密封线圈盒和密封永久磁铁盒，密封线圈盒内安装有线圈组、密封永久磁铁盒内安装有永久磁铁组，密封线圈盒和密封永久磁铁盒其中一个盒体安装于箱体底部呈固定状态作为定子、另一个盒体通过并联弹簧与箱体顶部相连呈悬吊状态作为振动子；上述振动子与箱体四周、与定子之间留有活动间隙；上述线圈组与永久磁铁组正对，即永久磁铁组中每个永久磁铁与线圈组中相应的线圈相对，穿过线圈的磁力线数目为最大；上述箱体还设有进水口和出水口，进水口和出水口分别位于箱体的两个相对侧面上部。

上述密封线圈盒位于背离密封永久磁铁盒一侧还可以设有增加通过线圈磁通量的软铁片。

上述进进水口或和出水口为喇叭形结构，可以增加发电机中水的流速及其波动速度，进而增加作用在发电机振子(线圈盒或永久磁铁盒)的励振力，增加发电机的输出电压，并使得发电机在水流方向反转时也能使用。

上述进水口或和出水口中设置有过滤网，可以防止泥砂、水声生物和其它固体物质的进入。

上述箱体的底部设有细泥砂排出孔，可以方便排除泥沙。

上述振动发电机的发电方法的特征是：当水流经振动子上方的腔体时，由于腔体中的水流速度要大于线圈盒和永久磁铁盒之间缝隙中的水流速度，根据伯努力定律(BERNOULLI’S LAW)，缝隙中的静压力要大于腔体中的静压力，因而振子受到一向上的力F_m。由于腔体中水流速度随时间的波动，作用在振子上的力F_m也随时间波动，这会引起弹簧系统的振动。弹簧系统的振动会引起永久磁铁的磁场和相应线圈之间的相对运动，进一步导致线圈中感应电势的产生。

本发明专利的有益效果是：发电机无旋转部件，并且可以被做成扁平状。因而它可以利用各种浅水中的水流进行发电，能充分利用江河、沟渠和浅海中的水流及其波动能量；通过将其置于水底，能消除发电机对航道、海滨旅游地的景观等的不良环境影响；本发明中发电机的使用能减少水下发电装置的维护费用。

附图说明

图1：实施例1的压电发电机结构图

图2：实施例2的压电发电机结构图

图中，1.箱体，2.密封永久磁铁盒，3.永久磁铁，4.细泥砂排出孔，5.密封线圈盒，6.出水口，7.并联弹簧，8.线圈组，9.软铁片，10.振动子和箱体顶面之间的腔，11.出水口。

具体实施方式

下面结合附图对发明的技术方案进行详细说明：

实施例1的振动发电机如图1所示。