一种磁传动发电机及发电系统的制作方法

本发明涉及发电机技术领域，具体而言，涉及一种磁传动发电机及发电系统。

背景技术：

电是一种重要的能源，人们的生产生活都离不开电，电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备，发电机包括定子和转子，发电机由定子、转子和机座三部分组成，发电机的种类有很多种，但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。从原理上分为同步发电机、异步发电机、单相发电机、三相发电机；从产生方式上分为汽轮发电机、水轮发电机、柴油发电机、汽油发电机等；从能源上分为火力发电机、水力发电机、风能发电机等。

目前虽然也有用于提供电源的水管发电机，主要是将整套发电机安置在管道内，通过管道内的流体流动的动能进行发电，但是对于易燃流体，存在燃爆的安全隐患，并且需要在管道上破孔将电力输出，因此还需要解决管道的密封性问题，存在漏电的隐患，整套发电机体积大，不易散热，影响使用寿命，不符合安全标准。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种磁传动发电机，其通过间隔磁感应作用，安全有效的进行发电，绿色环保，同时有效防止漏电的隐患。

本发明的另一目的在于提供一种发电系统，其能够利用上述磁传动发电机发电，供用电设备使用，有效提高液相、气相流体的利用率。

本发明的实施例是这样实现的：

一种磁传动发电机，其包括供流体流动的管道、转动设置于管道内的至少一个可转动的叶轮，以及发电装置，发电装置包括转子和定子，转子包括第一转子，第一转子由磁性材料制成并沿叶轮的转动方向的周向设置，第一转子与叶轮同步转动以使定子上的线圈切割磁感线并于线圈内产生感应电流。

一种发电系统，其包括上述磁传动发电机，以及与线圈电连接的引线，引线电连接有供电设备或储电装置。

本发明实施例的有益效果是：

叶轮设置于管道内，通过管道内液相或气相流体流动的动能驱动叶轮转动，同时叶轮带动第一转子转动，使定子上的线圈切割磁感线并于线圈内产生感应电流，从而进行发电，有效降低漏气、漏液以及漏电的隐患，安全稳定。

此外，包括上述磁传动发电机的发电系统，只要管道内持续稳定的供应流体，便可持续稳定的发电，用于为各种电子设备或储电装置供电，有效提高流体的利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明第一实施例提供的磁传动发电机的剖面结构示意图；

图2为本发明第一实施例提供的管道的结构示意图；

图3为本发明第一实施例提供的叶轮的结构示意图；

图4为本发明第一实施例提供的定子的结构示意图；

图5为本发明第一实施例提供的磁传动发电机的结构示意图；

图6为本发明第二实施例提供的磁传动发电机的结构示意图；

图7为图6中a-a向剖面结构示意图；

图8为本发明第二实施例提供的另一种叶轮的剖面结构示意图；

图9为本发明第三实施例提供的磁传动发电机的结构示意图。

图中：100a-磁传动发电机；100b-磁传动发电机；100c-磁传动发电机；20-管道；210-容纳腔；211-导流入口；213-导流出口；215-固定套；30-叶轮；311-叶轮本体；317-第一安装槽；320-叶片；330-叶轮轴；40-发电装置；411-凹槽；413-第二安装槽；414-盖体；415-电源孔；420-安装孔；430-定子；431-线圈；433-外壳；440-转子；441-第一转子；443-第二转子；450-安装腔。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

第一实施例

本实施例提供一种发电系统(图未示)，其包括电连接的磁传动发电机100a和引线，引线电连接有供电设备或储电装置。

具体地，请参阅图1，磁传动发电机100a包括管道20、叶轮30以及发电装置40。管道20可以为有压差的管道，也可以为等压的管道，在此也不做具体限定。

请一并参阅图1以及图2，管道20连通有容纳腔210，管道20对应容纳腔210的两端具有导流入口211与导流出口213，从而管道20内的流体经导流入口211进入容纳腔210，最后由导流出口213流出。容纳腔210的横截面可以为圆形、矩形、梯形、不规则几何形等，本实施例中，容纳腔210的横截面为圆形。导流入口211与导流出口213的轴线可以平行、重合或呈角度设置，本实施例中导流入口211与导流出口213的轴线重合。

叶轮30设置于容纳腔210内，从而流体推动叶轮30转动。

请继续参阅图1，为了进一步增大导流入口211与导流出口213的压力差，增强流体对叶轮30的驱动力，因此优选地，导流入口211的横截面积小于导流出口213的横截面积。其中，导流入口211的横截面形状，例如可以为扁方形、条形等，优选为扁方形。导流出口213的横截面形状可设置为圆形、矩形、梯形等，本领域工作人员可根据实际需求进行设定，在此不做限定。

更优选地，导流入口211的轴线与导流出口213的轴线可以平行、重合或呈角度设置，叶轮30的轴线与流体的流动方向也可以垂直、平行或呈角度设置，本实施例中，导流入口211的轴线与导流出口213的轴线重合，且导流入口211的轴线与叶轮30的轴线垂直，即叶轮30的轴线与流体的流动方向垂直，进一步增大流体对叶轮30的驱动力。

具体地，请参阅图3，叶轮30包括叶轮本体311和叶轮轴330。

其中，叶轮30的数量可以为一个，也可以为多个，例如两个、三个等，本实施例中，叶轮30的数量为一个。

叶轮本体311沿其转动方向的至少设置一侧开设有第一安装槽317，本实施例中，叶轮本体311沿其转动方向的一侧开设有第一安装槽317，第一安装槽317开设于叶轮30远离容纳腔210的一侧。叶轮轴330设置于第一安装槽317内，叶轮轴330与叶轮本体311连接。

可选地，叶轮30还包括叶片320，叶片320与叶轮本体311连接，叶片320可以为平板叶片、圆弧窄叶片、圆弧叶片、机翼型叶片、平板曲线后向叶片等，在此不做具体限定，均属于本发明保护范围内。

请一并参阅图3以及图4，发电装置40包括定子430和转子440，转子440包括第一转子441，第一转子441由磁性材料制成并沿叶轮30的转动方向的周向设置。

具体地，请继续一并参阅图1、图3以及图4，第一转子441围设于第一安装槽317的侧壁，具体地，第一转子441围设于第一安装槽317的内侧壁，第一转子441为环状的磁性圈或磁性块，磁性块均匀的分布于第一安装槽317的侧壁。磁性圈以及磁性块优选为体积较小，较为轻便的磁性圈，从而保证第一转子441转动的稳定性。本发明其它实施例中，叶轮30与第一转子441还可以通过传动轴(图未示)连接。

定子430包括外壳433以及设置于外壳433内的线圈431，线圈431与引线电连接，外壳433与第一安装槽317配合以使线圈431位于第一安装槽317内。从而第一转子441与叶轮30同步转动以使定子430上的线圈431切割磁感线并于线圈431内产生感应电流。

请一并参阅图4以及图5，外壳433设置有安装孔420、第二安装槽413以及盖体414。

安装孔420用于固定叶轮轴330远离叶轮30本体的一侧，使叶轮30持续稳定的转动。优选地，安装孔420设置于外壳433靠近叶轮30的一侧。更优选地，外壳433靠近叶轮30的一侧嵌设于第一安装槽317内，且密封第一安装槽317。

外壳433罩覆于容纳腔210用于密封容纳腔210，防止流体流出，同时密封第一安装槽317，防止流体进入第一安装槽317内腐蚀转子440以及转子440污染流体。

优选地，外壳433设有凹槽411，凹槽411内铺设有密封垫(图未示)，叶轮本体311与凹槽411卡接，一方面进一步增强密封型，另一方面对叶轮本体311限位，使其稳定发电。

第二安装槽413设置于外壳433远离叶轮30的一侧，线圈431安装于第二安装槽413内，线圈431与第一转子441配合，当第一转子441转动时，使定子430上的线圈431切割磁感线并于线圈431内产生感应电流。

盖体414设置于第二安装槽413的开口处，具体地，盖体414可拆卸地设置于第二安装槽413的开口处，可拆卸的方式例如可以为卡接、过盈配合、螺纹连接或铰接等，在此不做限定，更优选地，盖体414开设有电源孔415，使与线圈431电连接的引线导出，更为安全、整洁，同时方便使用。

磁传动发电机100a的工作原理是：流体驱动叶轮30转动，转动的叶轮30带动设置于第一安装槽317的第一转子441转动，外壳433与第一安装槽317配合以使线圈431位于第一安装槽317内，从而第一转子441与线圈431切割磁感线并于线圈431内产生感应电流。

第二实施例

请参照图6，本实施例提供一种磁传动发电机100b，其与第一实施例提供的磁传动发电机100a的结构相似，不同之处在于，叶轮30、发电装置40以及发电装置40与叶轮30之间的配合关系。

转子440包括第一转子441和第二转子443。

其中，第一转子441设置于叶轮本体311沿其转动方向的至少设置一侧，具体地，第一转子441沿叶轮本体311的位于至少一端部的周向设置，需注意的是，叶轮30也可以整体设置为第一转子441，即叶轮30整体为磁性材料制得。

本实施例中，第一转子441设置于叶轮本体311的两个端部，

有效减少磁性材料的使用，防止浪费，同时提高发电效率。

本实施例中，请参阅图7，叶轮30为横截面呈梅花形的实心柱体。

请参阅图8，本实施例提供的另一种叶轮30还可以包括横截面呈梅花形的空心柱体，以及由磁性材料制得的呈梅花形的实心磁体作为第一转子441，第一转子441设置于空心柱体内，且第一转子441与空心柱体偏心设置，从而使流体便于推动叶轮30转动。

第二转子443由磁性材料制成，第二转子443与第一转子441相对设置且同极，因此通过磁力传动，第一转子441转动时磁力带动第二转子443转动，线圈431切割磁感线并于线圈431内产生感应电流。此处所述的同极是指位于第一转子441与第二转子443的同一侧的极性相同，相对的一侧极性相反，因而第一转子441与第二转子443通过磁力进行互相吸引，从而第一转子441同步带动第二转子443转动。

为了进一步增强第一转子441与第二转子443之间的吸引力，第一转子441与第二转子443相对设置且同轴，第二转子443沿线圈431的轴线转动设置以使线圈431切割第二转子443的磁感线。

优选地，管道20对应第一转子441的位置连通有安装腔450，安装腔450远离管道20的一端密封，叶轮30转动设置于安装腔450内，第二转子443设置于安装腔450外且第二转子443与第一转子441位置对应，第二转子443与第一转子441同步转动以使定子430上的线圈431切割第二转子443的磁感线并于线圈431内产生感应电流。同时安装腔450的设置使第二转子443、定子430便于安装牢固，同时有效避免流体泄漏隐患，稳定安全。

本实施例中，管道20的轴线与安装腔450的轴线垂直，安装腔450的轴线与叶轮30的轴线平行。

优选地，第二转子443可转动的设置于管道20外壁，从而第一转子441与第二转子443之间的距离小，磁消耗低，有效提高发电效率。

在本发明其他的实施例中，第一转子441与第二转子443之间还可以设置相对设置且同极的至少一层磁性材料，至少一层磁性材料可以设置于安装腔450内，也可以设置于安装腔450外，通过磁性材料带动第二转子443转转动，在此不做具体限定。

本实施例中，叶轮30可以为腰轮、球轮、平型齿轮、平行弯齿轮等各种适用于叶轮轴330横向设置于容纳腔210中的叶轮30。

叶轮30为横截面可以为矩形、圆形、不规则几何形状等，本实施例中对叶轮30的横截面不做限定，叶轮30的数量可以为一个，也可以为多个，本实施例中，优选叶轮30的数量为一个，且流体流动方向与叶轮轴330垂直，流体流动带动叶轮30转动。

本发明其他的实施例中，叶轮30还可以为横截面呈“8”字形的柱体，优选此时的叶轮30数量为两个，两个叶轮30的叶轮轴330平行，且两个叶轮30在流体的驱动下，互相带动对方转动，有效提高发电效率。

磁传动发电机100b的工作原理是：流体驱动叶轮30转动，转动的叶轮30带动第一转子441转动，第一转子441通过磁传动带动第二转子443转动，从而线圈431切割磁感线并于线圈431内产生感应电流。

第三实施例

请参照图9，本实施例提供一种磁传动发电机100c，其与第一实施例的磁传动发电机100a大致相同，二者的区别在于本实施例的发电装置40、叶轮30以及二者之间的配合关系。

导流入口211与导流出口213的轴线可以平行、重合或呈角度设置，本实施例中导流入口211与导流出口213的轴线呈角度设置。

第一转子441设置于叶轮30远离容纳腔210的一侧，第一转子441形状可以根据具体扭力需要可设置为各种几何形状，在此不做限定。

为了进一步固定叶轮30，优选容纳腔210内具有固定套215，

叶轮轴330远离发电装置40的一端可转动的嵌设于固定套215内。

转子440包括第一转子441和第二转子443。

其中，第一转子441设置于叶轮本体311沿其转动方向的至少设置一侧，具体地，第一转子441沿叶轮本体311的位于至少一端部的周向设置，需注意的是，叶轮30也可以整体设置为第一转子441，即叶轮30整体为磁性材料制得。

第二转子443由磁性材料制成，第二转子443与第一转子441相对设置且同极，因此通过磁力传动，第一转子441转动时磁力带动第二转子443转动，线圈431切割磁感线并于线圈431内产生感应电流。此处所述的同极是指位于第一转子441与第二转子443的同一侧的极性相同，相对的一侧极性相反，因而第一转子441与第二转子443通过磁力进行互相吸引，从而第一转子441同步带动第二转子443转动。

为了进一步增强第一转子441与第二转子443之间的吸引力，第一转子441与第二转子443相对设置且同轴。第二转子443沿线圈431的轴线转动设置以使线圈431切割第二转子443的磁感线。第二转子443设置于容纳腔210外且第二转子443与第一转子441位置对应，用于提高管道20的密封性，防止流体泄露。

磁传动发电机100c的工作原理是：流体驱动叶轮30转动，转动的叶轮30带动第一转子441转动，第一转子441通过磁传动带动第二转子443转动，从而线圈431切割磁感线并于线圈431内产生感应电流。

综上所述，本发明提供的磁传动发电机及发电系统，通过间隔磁感应安全有效的进行发电，绿色环保，发电效率高，同时有效防止漏气、漏液的隐患。同时由磁传动发电机及发电系统所发的电能可以由供电设备、储电装置等使用，有效提高管道内液相、气相流体的利用率。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。