专利名称：电场能发电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及发电机，特别是能够利用电场力做功来减小机械能的消耗的电场能发电机，还能够作为教具、模型、玩具等。
背景技术：
目前，人类面临能源短缺问题，已知的电磁感应发电机、振动发电机、微型振动发电机、驻极体发电机等工作时机械能只能等量的转换出电能，其中中国专利200710078611 基于液体介质的振动式静电微型发电机及其阵列，采用液体为可变电容器介质，在振动环境中，液体介质移动，引起电容变化，使电荷在电容器极板之间的转移，从而实现机械能向电能的转换，保持守恒。比如中国专利CN200320116015静电直流发电机，机械能只能等量的转换出电能，不能利用电场力做功来减小机械能消耗。
发明内容
本发明能够提供利用电场力做功来减小机械能消耗的电场能发电机。长久以来，克服能量守恒定律，能够小输入大输出的发电机(或永动机)已被科学界否定，人们只能使用机械能把等量的电能转换出来使用；人们可以从化石燃料、风力、核能、太阳能中获取电能，却不能从保守的静电场中单一的获取有用功；依据楞次定律，发电机运转时一定会”来拒去留”的受到反作用的阻力，通过磁场把机械能转换为电能；依据电磁感应原理，比如一种驻极体交流发电机，只在旋转着的两个对称半圆的金属圆盘下面固定几块驻极体，圆盘受驻极体电场的作用产生电压，增加驻极体的数量，或者加块圆盘的转速，都可以提高交流电的频率，工作时旋转着的金属圆盘会受到“来拒去留”的反作用力， 机械能转换保持守恒；再比如，一种利用驻极体电场，固定一个电极作为定子，振动另一个电极形成的变容式驻极体发电机，依靠驻极体的电场把机械能转换为电能，这些发电方法仍然在受到能量守恒定律的限制，如果能够“来不拒去不留”，就能够克服能量守恒定律，使输入的机械能得到减小，创造了能量。怎样减小或避免机械能的消耗，是能够克服能量守恒定律，实现小输入大输出的发电机的关键。技术方案
总方案电场能发电机，利用电场力做功来减小机械能的消耗。可以使用静电场，或单向导电供电产生的电场。方案1 :电场能发电机，能够利用电场力做功来减小机械能的消耗。方案2 :如方案1所述的电场能发电机，包括电容器、电场电极，电容器由导电电极构成；电场电极用来产生静电场或电场电极能够由单向导电供电产生电场；特点是能够使所述的导电电极以断路状态与电场电极相对靠近来获取电势能从而减小机械能的消耗。 当导电电极以断路状态与电场电极相对靠近时不能对外电路做功，避免了机械阻力，能够使导电电极不需要克服电场力就能够进入电场电极的电场内获得电势能，以这样的方式获取电势能可以避免或减小机械能的消耗，可以克服能量守恒定律的限制。方案3 :如方案1或2所述的电场能发电机电场能发电机，包括电容器、电场电极， 电容器由导电电极构成；电场电极能够产生静电场或电场电极能够由单向导电供电产生电场；能够使导电电极以断路状态与电场电极相对靠近来获取电势能从而减小机械能的消耗，然后对外放电，放电后使导电电极以短路状态与电场电极相对远离。当导电电极处于短路状态与电场电极相对远离过程中，能够使导电电极的电荷复位，该过程不对外做功，没有机械阻力(只有导电电极的短路电阻消耗的微小的无用功)。方案4:如方案1或2或3所述的电场能发电机，还具有放电/短路开关，所述的放电/短路开关，能够在导电电极与电场电极相对靠近的运动过程中使导电电极处于断路来获取电势能，能够在导电电极与电场电极相对靠近后才使导电电极对外放电，能够在导电电极与电场电极相对远离的运动过程中使导电电极处于短路。方案5.如方案1或2或3或4所述的电场能发电机(如图1所示)，具有定子、转子、机座、左端盖、右端盖和所述的放电/短路开关，定子是半圆的板状，具有驻极体，定子能够产生两个平面的正、负电场，作为所述的电场电极，嵌入固定在机座内侧底部；机座内为圆筒形；转子具有转轴，转轴上分别绝缘的垂直固定有两个半圆的板状导电电极，这两个导电电极正对，相互之间具有缝隙，构成所述的电容器；转轴通过轴承部件固定在左端盖、 右端盖上，转轴两端伸出端盖，转轴带动导电电极能够自由旋转；左端盖、右端盖固定在机座两端；当转动转轴使导电电极与定子重叠时，定子能够处于两个导电电极的缝隙中，与两个导电电极平行但不接触，两个导电电极能够分别受到定子的正、负电场作用；两个导电电极分别接通两根绝缘导线，两根绝缘导线嵌入转轴与所述的放电/短路开关连接，
所述的放电/短路开关包括绝缘滚轮、外电路电刷、短路电刷、放电触片，其中绝缘滚轮为空心圆柱形，套在转轴上固定与转轴同轴心，位于右端盖的外侧，能够与转轴同步旋转，绝缘滚轮的轮面分别横向嵌入两个相邻的导电的放电触片，放电触片彼此绝缘，两个放电触片分别通过所述的两根绝缘导线分别与两个导电电极接通；短路电刷绝缘的通过支架连接固定在右端盖上，短路电刷与转轴垂直，短路电刷具有凹面，该凹面与绝缘滚轮配合滑动接触；外电路电刷有两个，位于绝缘滚轮下面与绝缘滚轮滑动接触，外电路电刷绝缘的通过支架连接固定在右端盖上，每个外电路电刷都接通一个绝缘导线用来向外放电供电，外电路电刷与短路电刷之间相邻有能够绝缘的缝隙；当单方向旋转转轴时，两个外电路电刷能够同时分别滑动接触两个放电触片；继续单方向旋转转轴时，短路电刷能够同时滑动接触两个放电触片；每时刻绝缘滚轮的一半周长的轮面能够同时与外电路电刷和短路电刷处于分离状态，每时刻绝缘滚轮的另外一半周长的轮面能够同时与外电路电刷和短路电刷处于分离状态；所述的放电/短路开关只能配合转轴单方向旋转工作；工作过程为
当单方向旋转转子的轴使导电电极与定子达到分离状态时，短路电刷和外电路电刷只能接触到绝缘滚轮的绝缘轮面，两个导电电极处于断路状态；当继续单方向旋转转轴使导电电极与定子靠近重叠过程中，短路电刷和外电路电刷持续接触到绝缘滚轮的绝缘轮面， 使两个导电电极持续处于断路状态(该过程不对外做功，没有机械阻力)，定子的正、负电场使两个导电电极获得电势能，这样可以避免产生机械阻力，减小机械能的消耗，结果相当于创造能量；当继续单方向旋转转轴使导电电极与定子重叠时，两个外电路电刷能够分别同时接触两个放电触片，使两个导电电极能够分别通过两根绝缘导线、两个放电触片、两个外电路电刷、两个绝缘导线向外放电供电；
当继续单方向旋转转轴使导电电极与定子分离时，两个放电触片能够同时分别与两个外电路电刷断开；
当继续单方向旋转转轴使导电电极与定子分离过程中，短路电刷能够同时接触两个放电触片使两个导电电极处于短路，使导电电极的电荷复位，该过程不对外做功，没有机械阻力(只有导电电极的短路电阻消耗的微小的无用功)；就这样的单方向旋转工作。这样可输出单向脉冲电流。如方案5所述的电场能发电机的导电电极可以使用如图9所示的导电电极结构。方案6.如方案5所述的电场能发电机，其中的导电电极的数量大于1对(如图4 所示)，定子的数量相应增加能够配合提供电场，定子相互垂直对应形成层叠结构，导电电极相互垂直对应形成层叠结构并且在旋转转轴时能够使每个导电电极的两个平面只能分别与定子的相同极性的电场靠近；使能够进入定子的正电场的所有导电电极通过绝缘导线共同接通一个放电触片，使能够进入定子的负电场的所有导电电极通过绝缘导线共同接通另一个放电触片。以上如方案5或6所述的电场能发电机还可以去掉短路电刷，并且两个放电触片在绝缘转轮轮面的长度分别为绝缘滚轮的一半周长，能够达到消耗机械能转换出2倍的电能(理想状态)，工作过程为
当单方向旋转转子的轴使导电电极与定子达到分离状态时，外电路电刷只能接触到绝缘滚轮的绝缘轮面，两个导电电极处于断路状态；当继续单方向旋转转轴使导电电极与定子重叠过程中，外电路电刷持续接触到绝缘滚轮的绝缘轮面，两个导电电极持续处于断路状态不能对外做功，定子的正、负电场使两个导电电极获得电势能，这样可以避免产生阻力，减小机械能的消耗，结果相当于创造能量；
当继续单方向旋转转轴使导电电极与定子重叠时，两个外电路电刷能够分别同时接触两个放电触片，使两个导电电极能够分别通过两根绝缘导线、两个放电触片、两个外电路电刷、两个绝缘导线向外放电供电；
当继续单方向旋转转轴使导电电极与定子分离过程中，两个放电触片能够同时分别与两个外电路电刷持续保持接触导通，此过程消耗机械能转换为电能输出；就这样的单方向旋转工作(只有半个周期才消耗机械能来转换电能)。方案7.如方案1或2或3或4所述的电场能发电机(如图5所示)，具有转轴、定子、所述的放电/短路开关、所述的电场电极、机座，转轴通过轴承部件和螺栓与机架配合固定连接实现支撑和旋转；定子由机座固定支撑并且相互绝缘，定子是两个对称的 1/4圆周扇形的片状相互绝缘的导电电极作为所述的导电电极构成电容器，定子的圆心处有开口用于通过转轴，其中的导电电极保持同一圆平面并且沿圆心对称的位于转轴的两侧并与转轴垂直；转轴上固定有两个轴对称的1/4圆周扇形的片状驻极体作为所述的电场电极，两个电场电极在同一平面形成正或负电场，转轴转动时电场电极能够与导电电极处于紧密的重叠和分离状态并且电场电极能够与导电电极相互不能碰触，当处于重叠状态时两个导电电极能够分别受到正、负电场的作用，电场电极和导电电极的平面与转子轴垂直；所述的放电/短路开关包括绝缘滚轮、放电电刷、外电路电刷，其中绝缘滚轮为空心圆柱形，被固定在转轴上并且与转轴同轴心同步旋转，位于定子和电场电极的外侧，绝缘滚轮的轮面分别对称的嵌入两个导电的放电触片和两个导电的短路触片，并且一个短路触片相邻一个放电触片共同占据绝缘滚轮的1/4圆周而且相互绝缘，另一个短路触片相邻另一个放电触片共同占据绝缘滚轮的1/4圆周而且相互绝缘，两个短路触片由绝缘导线接通， 导线嵌入绝缘滚轮内；放电触片能够在电场电极与导电电极处于重叠状态时用来控制接通向外电路放电；
所述的放电电刷、外电路电刷分别绝缘的设置在机座上，一个放电电刷靠近一个外电路电刷组成一组，共两组，分别对称的滑动接触绝缘滚轮轮面，两个放电电刷分别与一个导电电极的对称线垂直对应，两个放电电刷分别由绝缘导线与对应的导电电极接通，该导线与其它部件相互绝缘，两个外电路电刷分别接通一个接线柱，接线柱用来向外电路供电，接线柱被绝缘的设置在机座外侧；工作时，绝缘滚轮只能随着转轴单方向旋转工作，使放电电刷和外电路电刷能够同时顺序接触绝缘滚轮的绝缘轮面、放电触片、短路触片、硬塑绝缘轮面、放电触片、短路触片；
工作过程为当单方向旋转转轴使电场电极与导电电极靠近重叠过程中，两个放电电刷和两个外电路电刷能够持续接触绝缘滚轮的绝缘轮面使导电电极持续进入断路状态，能够使导电电极不需要克服电场力就能够进入电场电极的电场内获得电势能；当继续单方向旋转转轴使电场电极与导电电极重叠时，两个放电触片能够分别同时接通两个放电电刷和两个外电路电刷，使导电电极能够通过放电电刷、放电触片、外电路电刷、接线柱与外电路形成回路放电；
当继续单方向旋转转轴使电场电极与导电电极分离过程中，两个短路触片能够分别同时接通两个放电电刷，使导电电极的电荷复位，由于被短路，没有对外做功，可以避免消耗机械能；
当继续单方向旋转转轴使电场电极与导电电极达到分离状态时，放电/短路开关的短路触片分别同时与两个放电电刷断开使导电电极进入断路状态；这样的单方向旋转工作。其中机座还可以分为上下两部分，分别连接两个轴承部件，拆卸方便。方案8.如方案7所述的电场能发电机，其中定子数量大于1对(如图6所示)，电场电极的数量相应配合提供电场，每对定子相互垂直对应形成层叠结构，每对电场电极相互垂直对应形成层叠结构，并且在旋转转轴时能够使每个导电电极的两个平面只能分别同时与定子的相同极性的电场靠近；使能够同时受到电场电极的正电场作用的所有导电电极通过绝缘导线共同接通一个放电电刷，使能够同时受到电场电极的负电场的所有导电电极通过绝缘导线共同接通另一个放电电刷。方案9.如方案1或2或3或4或5所述的电场能发电机，能够实现自循环的维持运转并且向外电路放电。可以成为永动机。方案10.如方案5所述的电场能发电机，还具有直流电动机、启动电源装置(如图 7所示)，其中直流电动机通过联轴器与转轴左端同轴固定，直流电动机和启动电源装置设置在支架上；启动电源装置通过绝缘导线分别接通两个外电路电刷；启动电源装置具有蓄电池、开关和充自电装置，蓄电池通过开关、绝缘导线接通直流电动机提供供电，充电装置能够控制从两个外电路电刷输入给蓄电池的电压。其中的电场电极可以改为如图10的结构由使用单向导电供电的电场电极产生电场为导电电极提供静电场，实现自维持循环的电场能发电机。方案11 电场能发电机(如图9)，其中的导电电极al、a2、bl、l32的圆心处具有通轴孔，电场电极2固定在转轴上能够同步旋转，导电电极al、a2、bl、b2作为定子固定在机座上并且分别与机座绝缘，导电电极al、a2对称半圆结构，导电电极bl、1^2对称半圆结构； 转轴穿过导电电极al、a2、bl、b2的中心的通轴孔并且通过轴承部件、上、下端盖与机座连接，导电电极和电场电极与转轴垂直；两个绝缘滚轮分开同轴心的固定在转轴上，两个绝缘滚轮分别嵌入一个导电触片、一个短路触片并且分别沿转轴垂直对应，每个导电触片和短路触片共同占据每个绝缘滚轮的二分之一轮面，另外二分之一轮面为绝缘轮面；每个导电触片和短路触片相邻但有绝缘的缝隙，一个放电电刷和一个外电路电刷作为一组通过支架绝缘的固定在机座上，并且与导电电极al、bl的中心垂直；另一个放电电刷和另一个外电路电刷作为一组通过支架绝缘的固定在机座上，并且与导电电极a2、b2的中心垂直，两个短路触片通过绝缘导线接通；导电电极al、bl垂直对应，导电电极a2、l32垂直对应；以下是电场能发电机单方向旋转工作过程
电场电极随轴单方向旋转与导电电极a2、ID2完全重叠时，两个放电触片11分别与两个放电电刷6-2和两个外电路电刷7-2接触，导电电极a2、l32能够分别通过绝缘导线、两个放电电刷6-2、两个放电触片11、两个外电路电刷7-2、两个接线柱5-2向外放电；同时两个短路触片分别与两个放电电刷6-1和两个外电路电刷7-1持续接触，使al、bl持续短路；
当继续单方向旋转使电场电极与导电电极a2、1^2开始分离时，同时电场电极与al、 bl开始相对靠近重叠，两个放电触片11分别与两个放电电刷6-2和两个外电路电刷7-2断开，同时两个短路触片12分别与两个放电电刷6-1和两个外电路电刷7-1断开，使两个放电电刷6-1和两个外电路电刷7-1分别与两个绝缘转轮的绝缘轮面接触，使导电电极al、 bl断路(可以不对外做功的无机械阻力的进入电场获得电势能)，两个短路触片然后分别与两个放电电刷6-2和两个外电路电刷7-2接触，使导电电极a2、l32短路，使导电电极a2、b2 电荷复位；
当继续单方向旋转使电场电极与导电电极a2、1^2处于分离过程中，两个短路触片持续接通两个放电电刷6-2和两个外电路电刷7-2，使导电电极a2、b2持续短路，同时两个放电电刷6-1和两个外电路电刷7-1分别持续与两个绝缘转轮的绝缘轮面接触，使电场电极al、bl持续处于断路；
当继续单方向旋转使电场电极与导电电极a2、1^2完全分离时，两个短路触片分别与两个放电电刷6-2和两个外电路电刷6-2持续接触使a2 ,b2持续短路，同时两个放电触片分别接通两个放电电刷6-1和两个外电路电刷7-1，使导电电极al、b 1分别通过绝缘导线、 两个放电电刷6-1、两个放电触片和两个外电路电刷7-1、两个接线柱5-1向外放电；
当继续单方向旋转使电场电极与导电电极al、bl开始分离时，同时电场电极与a2、 b2开始相对靠近重叠，两个放电触片11分别与两个放电电刷6-1和两个外电路电刷7-1断开，同时两个短路触片12分别与两个放电电刷6-2和两个外电路电刷7-2断开，使两个放电电刷6-2和两个外电路电刷7-2分别与两个绝缘转轮的绝缘轮面接触，使导电电极a2、 b2断路(可以不对外做功的无机械阻力的进入电场获得电势能)，两个短路触片然后分别与两个放电电刷6-1和两个外电路电刷7-1接触，使导电电极al、bl短路，使导电电极al、bl 电荷复位，
当继续单方向旋转使电场电极与导电电极al、bl处于分离过程中，两个短路触片持续接通两个放电电刷6-1和两个外电路电刷7-1，使导电电极al、bl持续短路，同时两个放电电刷6-2和两个外电路电刷7-2分别持续与两个绝缘转轮的绝缘轮面接触，使a2 ,b2持续处于断路；
当继续单方向旋转使电场电极与导电电极al、bl完全分离时，两个短路触片分别与两个放电电刷6-和两个外电路电刷6-1持续接触使al、bl持续短路，同时两个放电触片分别接通两个放电电刷6-2和两个外电路电刷7-2，使导电电极a2 ,b2分别通过绝缘导线、 两个放电电刷6-2、两个放电触片12和两个外电路电刷7-2、两个接线柱5-2向外放电；这样的单方向旋转工作。以上各个方案可以考虑改进放电/短路开关，达到可以使用二分之一的机械能转换出100%的电能(理想状态下)。
本发明的电场能发电机的电场电极、导电电极可以分别作为定子配合适当的放电/ 短路开关使用；导电电极和电场电极也可以进行实验相互反方向同步旋转工作，但是需要的放电/短路开关比较复杂；
本发明的电场能发电机的电场电极、导电电极可以采用层叠结构，增加功率；也可以采用叉形等多种结构；导电电极的导电部分可以是板、片、膜状，厚度越薄无功损耗越小；导电电极与电场作用的导电部分可以象电解电容器一样的增加表面积来增大电容容量，比如表面有散热器的梳形结构，或者使用激光、纳米技术的刻蚀来增大与电场作用的表面积，微小结构高度可达10毫米，使放电量呈指数增大；电场电极的电场对导电电极作用距离越小越好，电场电极可以使用铁电体、可以是驻极体或由单向导电供电产生电场；导电电极可以与适当的放电/短路开关配合作为定子或动子使用；电阻越小无功损耗越小；各个方案中如果使用导电电极作为定子，其中的放电/短路开关可以由其它的控制接通方式来替换， 比如霍尔元件等传感器件控制的电子或机械开关；当把两个不同的工作旋转方向的绝缘滚轮结构或功能合二为一时，就可以配合其它部件使电场能发电机分别具有正、反方向的工作旋转方向；本发明的电场能发电机可以采用其它结构来实现利用电场力做功来减小机械能的消耗；或者能够使所述的导电电极以断路状态与电场电极相对靠近来获取电势能从而减小机械能的消耗。有益效果传统的发电机遵守能量守恒定律，本发明的电场能发电机由于能够利用电场力做功来减小机械能的消耗，可以突破能量守恒定律实现创造能量，其中的能够实现自循环的维持运转并且向外电路放电的电场能发电机，能够成为永动机，彻底解决能源问题。
附图中的1表示转轴；2表示电场电极；3表示导电电极；4表示绝缘导线；5表示接线柱；5-1表示接线柱5-1 ;5-2表示接线柱5-2 ;6表示放电电刷；6_1表示放电电刷6_1;
6-2表示放电电刷6-2；7表示外电路电刷；7-1表示外电路电刷7-1 ； 7-2表示外电路电刷
7-2；8表示绝缘滚轮；9表示轴承部件；10表示机座；11表示放电触片；12表示短路触片； 13表示短路电刷；14表示绝缘轮面；R表示外电路的负载；al、a2、a3、bl、b2、b3分别表示导电电极al、导电电极a2、导电电极a3、导电电极bl、导电电极b2、导电电极b3 ；M表示电动机；15表示启动电源装置；16表示左端盖；17表示右端盖；18表示支架；19表示绝缘填充板；+、一表示正、负电场
图1表示电场能发电机结构示意图-1 ；
图2表示几种不同结构的绝缘滚轮示意图，分别适当配合用于几种电场能发电机，其中的8-1表示绝缘滚轮8-1的截面示意图；8-2表示绝缘滚轮8-2的截面示意图；8_3表示绝缘滚轮8-3的截面示意图；8-4表示绝缘滚轮8-4的截面示意图；8-5表示绝缘滚轮8_5 的截面示意图；8-6表示绝缘滚轮8-6的截面示意图；8-7表示绝缘滚轮8-7的轮面展开示意图；8-8表示绝缘滚轮8-8的轮面展开示意图；8-9表示绝缘滚轮8-9的轮面展开示意图；8-10表示绝缘滚轮8-10的轮面展开示意图；8-11表示绝缘滚轮8-11的轮面展开示意图；8-12表示绝缘滚轮8-12的轮面展开示意图；8-13表示绝缘滚轮8_13的轮面展开示意图；8-14表示绝缘滚轮8-14的轮面展开示意图；8-15表示绝缘滚轮8_15的轮面展开示意图；8-16表示绝缘滚轮8-16的轮面展开示意图；8-17表示绝缘滚轮8_17的轮面展开示意图；8-18表示绝缘滚轮8-18的轮面展开示意图；其中8-1、8-2、8-3、8-4、8-5、 8-6如果作为空心的绝缘圆柱体的圆平面使用时，配合适当电刷也可以完成绝缘滚轮的功能；其中的8-15、8-16能够使外电路不接触短路触片；其中的8-1、8-9用于图1、图4、图7、 图10的电场能发电机；
图3表示电场能发电机结构示意图；使用电场电极作为定子，导电电极与转轴旋转；定子的电场可以是驻极体或由单向导电供电产生的电场，在同一平面形成+、一的电场；两个导电电极通过绝缘导线分别接通绝缘滚轮(如附图2的8-9所示)的两个放电触片，绝缘滚轮随着转轴同步旋转，通过放电电刷能够向外电路的负载R供电，短路电刷使两个导电电极电荷复位，图3中电场电极和导电电极的通轴的孔、转轴、机座、轴承部件等没有详细绘制出来；
图4表示电场能发电机结构示意图_2，其中的导电电极旋转； 图5表示电场能发电机结构示意图_3，其中的电场电极能够旋转； 图6表示电场能发电机结构示意图_4，其中的电场电极能够旋转； 图7表示电场能发电机结构示意图_5，其中的导电电极旋转； 图8表示电场能发电机结构示意图_6，其中的电场电极能够旋转； 图9表示电场能发电机结构示意图-7，其中的导电电极al、a2、bl、b2的圆心处具有通轴孔；
图10表示电场能发电机结构示意图-8，其中的电场电极2由外电源和单向导通器件供电产生正、负电场，其它工作过程与图1原理类似。图11电场能发电机的导电电极和电场电极形状示意图-1 ；其中可以有通轴的孔或开口。图12电场能发电机的导电电极和电场电极形状示意图-2 ；其中可以有通轴的孔或开口。
具体实施例方式
实例1 如图1所示的电场能发电机，具有定子、转子、机座10、左端盖16、右端盖17 和所述的放电/短路开关，定子是半圆的板状，具有驻极体，定子能够产生两个平面的(+、一)正、负电场，作为所述的电场电极2，嵌入固定在机座10内侧底部；机座10内为圆筒形；转子具有转轴1，转轴1上分别绝缘的垂直固定有两个半圆的板状导电电极3，这两个导电电极3正对，相互之间具有缝隙，构成所述的电容器；转轴1通过轴承部件9固定在左端盖16、右端盖17上，转轴1两端伸出端盖，转轴1带动导电电极3能够自由旋转；左端盖 16、右端盖17固定在机座10两端；当转动转轴1使导电电极3与定子重叠时，定子能够处于两个导电电极3的缝隙中，与两个导电电极3平行但不接触，两个导电电极3能够分别受到定子的正、负电场作用；两个导电电极3分别接通两根绝缘导线4，两根绝缘导线4嵌入转轴1与所述的放电/短路开关连接，
所述的放电/短路开关包括绝缘滚轮8 (如附图2的8-1、8-9所示)、外电路电刷7、 短路电刷13、放电触片11，其中绝缘滚轮8为空心圆柱形，套在转轴1上固定与转轴1同轴心，位于右端盖17的外侧，能够与转轴同步旋转，绝缘滚轮8的轮面分别横向嵌入两个相邻的导电的放电触片11，放电触片11彼此绝缘，两个放电触片11分别通过所述的两根绝缘导线4分别与两个导电电极3接通；短路电刷13绝缘的通过支架18连接固定在右端盖17 上，短路电刷13与转轴1垂直，短路电刷13具有凹面，该凹面与绝缘滚轮8配合滑动接触； 外电路电刷7有两个，位于绝缘滚轮8下面与绝缘滚轮8滑动接触，外电路电刷7绝缘的通过支架18连接固定在右端盖17上，每个外电路电刷7都接通一个绝缘导线4用来向外放电供电，外电路电刷7与短路电刷13之间相邻有能够绝缘的缝隙；当单方向旋转转轴1时， 两个外电路电刷7能够同时分别滑动接触两个放电触片11 ；继续单方向旋转转轴1时，短路电刷13能够同时滑动接触两个放电触片11 ；每时刻绝缘滚轮8的一半周长的轮面能够同时与外电路电刷7和短路电刷13处于分离状态，每时刻绝缘滚轮8的另外一半周长的轮面能够同时与外电路电刷7和短路电刷13处于分离状态；所述的放电/短路开关只能配合转轴1单方向旋转工作；工作过程为
当单方向旋转转子的轴使导电电极3与定子达到分离状态时，短路电刷13和外电路电刷7只能接触到绝缘滚轮8的绝缘轮面14，两个导电电极3处于断路状态；当继续单方向旋转转轴1使导电电极3与定子靠近重叠过程中，
短路电刷13和外电路电刷7持续接触到绝缘滚轮8的绝缘轮面14，使两个导电电极3 持续处于断路状态，定子的正、负电场使两个导电电极3获得电势能，这样可以避免产生阻力，减小机械能的消耗，结果相当于创造能量；
当继续单方向旋转转轴1使导电电极3与定子重叠时，两个外电路电刷7能够分别同时接触两个放电触片11，使两个导电电极3能够分别通过两根绝缘导线4、两个放电触片 11、两个外电路电刷7、两个绝缘导线4向外放电供电；
当继续单方向旋转转轴1使导电电极3与定子分离时，两个放电触片11能够同时分别与两个外电路电刷7断开；
当继续单方向旋转转轴1使导电电极3与定子分离过程中，短路电刷13能够同时接触两个放电触片11使两个导电电极3处于短路，使导电电极3的电荷复位，该过程不对外做功，没有机械阻力(只有导电电极3的短路电阻消耗的微小的无用功);就这样的单方向旋转工作。 实例2.如实例1所述的电场能发电机，其中的导电电极3的数量大于1对(如图 4所示)，定子的数量相应增加能够配合提供电场，定子相互垂直对应形成层叠结构，导电电极3相互垂直对应形成层叠结构并且在旋转转轴1时能够使每个导电电极3的两个平面只能分别与定子的相同极性的电场靠近；使能够进入定子的正电场的所有导电电极3通过绝缘导线4共同接通一个放电触片11，使能够进入定子的负电场的所有导电电极3通过绝缘导线4共同接通另一个放电触片11。工作过程与实例1 一样。其中如实例1或实例2所述的电场能发电机还可以去掉短路电刷13，并且两个放电触片11的长度分别为绝缘滚轮8的一半周长(如图2的8-10所示)，这样工作时能够消耗机械能转换出200%的电能(理想状态)，工作过程为
当单方向旋转转子的轴使导电电极3与定子达到分离状态时，外电路电刷7只能接触到绝缘滚轮8的绝缘轮面14，两个导电电极3处于断路状态；当继续单方向旋转转轴1使导电电极3与定子重叠过程中，外电路电刷7持续接触到绝缘滚轮8的绝缘轮面14，两个导电电极3持续处于断路状态不能对外做功，定子的正、负电场使两个导电电极3获得电势能，这样可以避免产生阻力，减小机械能的消耗，结果相当于创造能量；
当继续单方向旋转转轴1使导电电极3与定子重叠时，两个外电路电刷7能够分别同时接触两个放电触片11，使两个导电电极3能够分别通过两根绝缘导线4、两个放电触片 11、两个外电路电刷7、两个绝缘导线4向外放电供电；
当继续单方向旋转转轴1使导电电极3与定子分离过程中，两个放电触片11能够同时分别与两个外电路电刷7持续保持接触导通，此过程消耗机械能转换为电能输出；就这样的单方向旋转工作(只有半个周期才消耗机械能来转换电能)。实例3.如图5所示的电场能发电机，具有转轴1、定子、所述的放电/短路开关、 所述的电场电极2、机座10，转轴1通过轴承部件9和螺栓与机架配合固定连接实现支撑和旋转；定子绝缘的由机座10固定支撑并且相互绝缘，定子是两个对称的1/4圆周扇形的片状相互绝缘的导电电极3作为所述的导电电极3构成电容器，定子的圆心处有开口用于通过转轴1，其中的导电电极3保持同一圆平面并且沿圆心对称的位于转轴1的两侧并与转轴 1垂直；转轴1上固定有两个轴对称的1/4圆周扇形的片状驻极体作为所述的电场电极2， 两个电场电极2在同一平面形成正或负电场，转轴1转动时电场电极2能够与导电电极3 处于紧密的重叠和分离状态并且电场电极2能够与导电电极3相互不能碰触，当处于重叠状态时两个导电电极3能够分别受到正、负电场的作用，电场电极2和导电电极3的平面与转子轴垂直；
所述的放电/短路开关包括绝缘滚轮8 (如附图2的8-5或8-13所示)、放电电刷6、 外电路电刷7，其中绝缘滚轮8为空心圆柱形，被固定在转轴1上并且与转轴1同轴心同步旋转，位于定子和电场电极2的外侧，绝缘滚轮8的轮面分别对称的嵌入两个导电的放电触片11和两个导电的短路触片12，并且一个短路触片12相邻一个放电触片11共同占据绝缘滚轮8的1/4圆周而且相互绝缘，另一个短路触片12相邻另一个放电触片11共同占据绝缘滚轮8的1/4圆周而且相互绝缘，两个短路触片12由绝缘导线4接通，导线嵌入绝缘滚轮8内；放电触片11能够在电场电极2与导电电极3处于重叠状态时用来控制接通向外电路放电；
所述的放电电刷6、外电路电刷7分别绝缘的设置在机座10上，一个放电电刷6靠近一个外电路电刷7组成一组，共两组，分别对称的滑动接触绝缘滚轮8轮面，两个放电电刷6 分别与一个导电电极3的对称线垂直对应，两个放电电刷6分别由绝缘导线4与对应的导电电极3接通，该导线与其它部件相互绝缘，两个外电路电刷7分别接通一个接线柱5，接线柱5用来向外电路供电，接线柱5被绝缘的设置在机座10外侧；
工作时，绝缘滚轮8只能随着转轴1单方向旋转工作，使放电电刷6和外电路电刷7能够同时顺序接触绝缘滚轮8的绝缘轮面14、放电触片11、短路触片12、硬塑绝缘轮面14、放电触片11、短路触片12;
工作过程为当单方向旋转转轴1使电场电极2与导电电极3靠近重叠过程中，两个放电电刷6和两个外电路电刷7能够持续接触绝缘滚轮8的绝缘轮面14使导电电极3持续进入断路状态，能够使导电电极3不需要克服电场力就能够进入电场电极2的电场内获得电势能；当继续单方向旋转转轴1使电场电极2与导电电极3重叠时，两个放电触片11能够分别同时接通两个放电电刷6和两个外电路电刷7，使导电电极3能够通过放电电刷6、 放电触片11、外电路电刷7、接线柱5与外电路形成回路放电；
当继续单方向旋转转轴1使电场电极2与导电电极3分离过程中，两个短路触片12能够分别同时接通两个放电电刷6，使导电电极3的电荷复位，由于被短路，没有对外做功，可以避免消耗机械能；
当继续单方向旋转转轴1使电场电极2与导电电极3达到分离状态时，放电/短路开关的短路触片12分别同时与两个放电电刷6断开使导电电极3进入断路状态；这样的单方向旋转工作。其中机座10还可以分为上下两部分，分别连接两个轴承部件9，拆卸方便。实例4 如实例3的所述电场能发电机，并且其中定子数量大于1对(如图6所示)， 电场电极2的数量相应配合提供电场，每对定子相互垂直对应形成层叠结构，每对电场电极2相互垂直对应形成层叠结构，并且在旋转转轴1时能够使每个导电电极3的两个平面只能分别同时与定子的相同极性的电场靠近；使能够同时受到电场电极2的正电场作用的所有导电电极3通过绝缘导线4共同接通一个放电电刷6，使能够同时受到电场电极2的负电场的所有导电电极3通过绝缘导线4共同接通另一个放电电刷6。工作过程与实例3 — 样。实例5 电场能发电机，具有如实例1或2所述的电场能发电机(如图7所示)，还具有直流电动机M、启动电源装置15，其中直流电动机M通过联轴器与转轴1左端同轴固定，直流电动机M和启动电源装置15设置在支架18上；启动电源装置15通过绝缘导线4 分别接通两个外电路电刷7 ；启动电源装置15具有蓄电池、开关和充电装置，蓄电池通过开关、绝缘导线4接通直流电动机M提供供电，充电装置能够控制从两个外电路电刷7输入给蓄电池和直流电动机M的电压、电流，当启动开关给直流电动机M供电，就带动电场能发电机工作，通过两个外电路电刷7和两个绝缘导线4向外供电，同时给蓄电池和直流电动机M 供电，形成自循环的发电。实例6 电场能发电机(如图8所示)，具有如实例3所述的电场能发电机(如图5 所示)，还具有直流电动机M、启动电源装置15，其中直流电动机M通过联轴器与转轴1上端同轴固定，直流电动机M和启动电源装置15设置在支架18上；启动电源装置15通过绝缘导线4分别接通两个外电路电刷7 ；启动电源装置15具有蓄电池、开关和充电装置，蓄电池通过开关、绝缘导线4接通直流电动机M提供供电，充电装置能够控制从两个外电路电刷7 输入给蓄电池的电压，当启动开关给直流电动机M供电，就带动电场能发电机工作，通过两
14个外电路电刷7和两个绝缘导线4向外供电，同时给蓄电池供电，形成自循环的对外发电。在实例6中，可以将实例3所述的电场能发电机由实例4所述的电场能发电机替换来配合直流电动机M、启动电源装置15，实现形成自循环的对外发电。实例7.电场能发电机的发电方法是能够利用电场力做功发电来减小机械能的消
^^ ο实例8.如实例7所述的电场能发电机，包括电容器、电场电极，电容器由导电电极构成；电场电极用来产生静电场，其中的发电方法是能够使所述的导电电极以断路状态与电场电极相对靠近来获取电势能从而减小机械能的消耗。实例9.实例7或8所述的电场能发电机，其中的发电方法是能够使导电电极以断路状态与电场电极相对靠近来获取电势能从而减小机械能的消耗，然后对外放电，放电后使导电电极以短路状态与电场电极相对远离，如此顺序运转。实例10.如实例7或8或9所述的电场能发电机，还具有放电/短路开关，其中的发电方法是使用所述的放电/短路开关，在导电电极与电场电极相对靠近的运动过程中使导电电极处于断路来获取电势能，然后在导电电极与电场电极相对靠近后才使导电电极对外放电，然后在导电电极与电场电极相对远离的运动过程中使导电电极处于短路，如此顺序运转。实例11.如实例7或8或9或10所述的电场能发电机，能够实现自循环的维持运转并且向外电路放电。上述各种实例只是本发明的一部分，不代表本发明的全部，只要符合本发明方案的原理或结构都受到本发明的保护。
权利要求
1.电场能发电机，特征是能够利用电场力做功来减小机械能的消耗。
2.如权利要求1所述的电场能发电机，包括电容器、电场电极，电容器由导电电极构成；电场电极用来产生静电场，特征是能够使所述的导电电极以断路状态与电场电极相对靠近来获取电势能从而减小机械能的消耗。
3.如权利要求1或2所述的电场能发电机，特征是能够使导电电极以断路状态与电场电极相对靠近来获取电势能从而减小机械能的消耗，然后对外放电，放电后使导电电极以短路状态与电场电极相对远离。
4.如权利要求2或3所述的电场能发电机，还具有放电/短路开关，特征是所述的放电/短路开关，能够在导电电极与电场电极相对靠近的运动过程中使导电电极处于断路来获取电势能，能够在导电电极与电场电极相对靠近后才使导电电极对外放电，能够在导电电极与电场电极相对远离的运动过程中使导电电极处于短路。
5.如权利要求1或2或3或4所述的电场能发电机，具有定子、转子、机座、左端盖、右端盖和所述的放电/短路开关，定子是半圆的板状，具有驻极体，定子能够产生两个平面的正、负电场，作为所述的电场电极，嵌入固定在机座内侧底部；机座内为圆筒形；转子具有转轴，转轴上分别绝缘的垂直固定有两个半圆的板状导电电极，这两个导电电极正对，相互之间具有缝隙，构成所述的电容器；转轴通过轴承部件固定在左端盖、右端盖上，转轴两端伸出端盖，转轴带动导电电极能够自由旋转；左端盖、右端盖固定在机座两端；当转动转轴使导电电极与定子重叠时，定子能够处于两个导电电极的缝隙中，与两个导电电极平行但不接触，两个导电电极能够分别受到定子的正、负电场作用；两个导电电极分别接通两根绝缘导线，两根绝缘导线嵌入转轴与所述的放电/短路开关连接，特征是所述的放电/短路开关包括绝缘滚轮、外电路电刷、短路电刷、放电触片，其中绝缘滚轮为空心圆柱形，套在转轴上固定与转轴同轴心，位于右端盖的外侧，能够与转轴同步旋转，绝缘滚轮的轮面分别横向嵌入两个相邻的导电的放电触片，放电触片彼此绝缘，两个放电触片分别通过所述的两根绝缘导线分别与两个导电电极接通；短路电刷绝缘的通过支架连接固定在右端盖上，短路电刷与转轴垂直，短路电刷具有凹面，该凹面与绝缘滚轮配合滑动接触；外电路电刷有两个，位于绝缘滚轮下面与绝缘滚轮滑动接触，外电路电刷绝缘的通过支架连接固定在右端盖上，每个外电路电刷都接通一个绝缘导线用来向外放电供电，外电路电刷与短路电刷之间相邻有能够绝缘的缝隙；当单方向旋转转轴时，两个外电路电刷能够同时分别滑动接触两个放电触片；继续单方向旋转转轴时，短路电刷能够同时滑动接触两个放电触片；每时刻绝缘滚轮的一半周长的轮面能够同时与外电路电刷和短路电刷处于分离状态，每时刻绝缘滚轮的另外一半周长的轮面能够同时与外电路电刷和短路电刷处于分离状态；所述的放电/短路开关只能配合转轴单方向旋转工作；当单方向旋转转子的轴使导电电极与定子达到分离状态时，短路电刷和外电路电刷只能接触到绝缘滚轮的绝缘轮面，两个导电电极处于断路状态；当继续单方向旋转转轴使导电电极与定子靠近重叠过程中，短路电刷和外电路电刷持续接触到绝缘滚轮的绝缘轮面， 使两个导电电极持续处于断路状态，定子的正、负电场使两个导电电极获得电势能；当继续单方向旋转转轴使导电电极与定子重叠时，两个外电路电刷能够分别同时接触两个放电触片，使两个导电电极能够分别通过两根绝缘导线、两个放电触片、两个外电路电刷、两个绝缘导线向外放电供电；当继续单方向旋转转轴使导电电极与定子分离时，两个放电触片能够同时分别与两个外电路电刷断开；当继续单方向旋转转轴使导电电极与定子分离过程中，短路电刷能够同时接触两个放电触片使两个导电电极处于短路，使导电电极的电荷复位。
6.如权利要求5所述的电场能发电机，特征是导电电极的数量大于1对，定子的数量相应增加能够配合提供电场，定子相互垂直对应形成层叠结构，导电电极相互垂直对应形成层叠结构并且在旋转转轴时能够使每个导电电极的两个平面只能分别与定子的相同极性的电场靠近；使能够进入定子的正电场的所有导电电极通过绝缘导线共同接通一个放电触片，使能够进入定子的负电场的所有导电电极通过绝缘导线共同接通另一个放电触片。
7.如权利要求1或2或3或4所述的电场能发电机，具有转轴、定子、所述的放电/ 短路开关、所述的电场电极、机座，转轴通过轴承部件和螺栓与机架配合固定连接实现支撑和旋转；定子由机座固定支撑并且相互绝缘，定子是两个对称的1/4圆周扇形的片状相互绝缘的导电电极作为所述的导电电极构成电容器，定子的圆心处有开口用于通过转轴，其中的导电电极保持同一圆平面并且沿圆心对称的位于转轴的两侧并与转轴垂直；转轴上固定有两个轴对称的1/4圆周扇形的片状驻极体作为所述的电场电极，两个电场电极在同一平面形成正或负电场，转轴转动时电场电极能够与导电电极处于紧密的重叠和分离状态并且电场电极能够与导电电极相互不能碰触，当处于重叠状态时两个导电电极能够分别受到正、负电场的作用，电场电极和导电电极的平面与转子轴垂直，特征是所述的放电/短路开关包括绝缘滚轮、放电电刷、外电路电刷，其中绝缘滚轮为空心圆柱形，被固定在转轴上并且与转轴同轴心同步旋转，位于定子和电场电极的外侧， 绝缘滚轮的轮面分别对称的嵌入两个导电的放电触片和两个导电的短路触片，并且一个短路触片相邻一个放电触片共同占据绝缘滚轮的1/4圆周而且相互绝缘，另一个短路触片相邻另一个放电触片共同占据绝缘滚轮的1/4圆周而且相互绝缘，两个短路触片由绝缘导线接通，导线嵌入绝缘滚轮内；放电触片能够在电场电极与导电电极处于重叠状态时用来控制接通向外电路放电；所述的放电电刷、外电路电刷分别绝缘的设置在机座上，一个放电电刷靠近一个外电路电刷组成一组，共两组，分别对称的滑动接触绝缘滚轮轮面，两个放电电刷分别与一个导电电极的对称线垂直对应，两个放电电刷分别由绝缘导线与对应的导电电极接通，该导线与其它部件相互绝缘，两个外电路电刷分别接通一个接线柱，接线柱用来向外电路供电，接线柱被绝缘的设置在机座外侧；工作时，绝缘滚轮只能随着转轴单方向旋转工作，使放电电刷和外电路电刷能够同时顺序接触绝缘滚轮的绝缘轮面、放电触片、短路触片、硬塑绝缘轮面、放电触片、短路触片；工作过程为当单方向旋转转轴使电场电极与导电电极靠近重叠过程中，两个放电电刷和两个外电路电刷能够持续接触绝缘滚轮的绝缘轮面使导电电极持续进入断路状态；当继续单方向旋转转轴使电场电极与导电电极重叠时，两个放电触片能够分别同时接通两个放电电刷和两个外电路电刷，使导电电极能够通过放电电刷、放电触片、外电路电刷、接线柱与外电路形成回路放电；当继续单方向旋转转轴使电场电极与导电电极分离过程中，两个短路触片能够分别同时接通两个放电电刷，使导电电极的电荷复位；当继续单方向旋转转轴使电场电极与导电电极达到分离状态时，放电/短路开关的短路触片分别同时与两个放电电刷断开使导电电极进入断路状态；这样的单方向旋转工作。
8.如权利要求1或2或3或4或5所述的电场能发电机，特征是能够实现自循环的维持运转并且向外电路放电。
9.如权利要求5所述的电场能发电机，特征是还具有直流电动机、启动电源装置，其中直流电动机通过联轴器与转轴左端同轴固定，直流电动机和启动电源装置设置在支架上；启动电源装置通过绝缘导线分别接通两个外电路电刷；启动电源装置具有蓄电池、开关和充电装置，蓄电池通过开关、绝缘导线接通直流电动机提供供电，充电装置能够控制从两个外电路电刷输入给蓄电池的电压。
10.如权利要求1所述的电场能发电机的发电方法，特征是能够利用电场力做功发电来减小机械能的消耗。
11.如权利要求11所述的电场能发电机，包括电容器、电场电极，电容器由导电电极构成；电场电极用来产生静电场，其中的发电方法，特征是能够使所述的导电电极以断路状态与电场电极相对靠近来获取电势能从而减小机械能的消耗。
12.如权利要求10或11所述的电场能发电机，其中的发电方法，特征是能够使导电电极以断路状态与电场电极相对靠近来获取电势能从而减小机械能的消耗，然后对外放电，放电后使导电电极以短路状态与电场电极相对远离，如此顺序运转。
13.如权利要求10或11或12所述的电场能发电机，还具有放电/短路开关，其中的发电方法，特征是使用所述的放电/短路开关，在导电电极与电场电极相对靠近的运动过程中使导电电极处于断路来获取电势能，然后在导电电极与电场电极相对靠近后才使导电电极对外放电，然后在导电电极与电场电极相对远离的运动过程中使导电电极处于短路，如此顺序运转。
全文摘要
本发明涉及电场能发电机，能够利用电场力做功来减小机械能的消耗。利用作为电容器极板的导电电极以断路状态与电场电极相对靠近来获取电势能从而减小机械能的消耗，然后对外放电做功，放电后使导电电极以短路状态与电场电极相对远离来恢复导电电极的电荷，使转换过程“来不拒去不留”，能够从保守的静电场中单一的获取有用功，能够实现电场能的永动机，原理、结构简单，能够创造能量，解决能源问题。
文档编号H02K53/00GK102420518SQ20111037181
公开日2012年4月18日 申请日期2011年11月22日 优先权日2011年11月22日
发明者马天平 申请人:马天平