具有波动膜的发电机的制造方法与工艺

具有波动膜的发电机本发明涉及发电机的一般领域，该发电机旨在被浸入液体流以便利用在液体中波动的膜来捕捉其中的机械能。该发电机被安排以便将它所捕捉的机械能中的至少一些转换成电能。发明的背景从WO2012/123465A2已知一种包括膜以及膜的支撑体的发电机，所述膜适合于当它被浸入以给定方向流动的液体且被膜支撑体支持时在膜的纵向波动。现有技术的这种发电机进一步包括由所述膜承载的多个发电模块。每个发电模块包括：-固定框架；-能够相对于所述固定框架移动的框架；-由框架之一承载的线圈；-也由框架之一承载的至少一个永磁体；-所述线圈和所述至少一个永磁体被安排和布置，使得当可移动框架相对于所述固定框架移动时，所述线圈中出现电压。现有技术的这种发电机的各模块的固定框架包括：-固定于所述膜且彼此铰接的刚性杠杆臂，以便在所述膜波动时使得线圈相对于磁体枢转(在该实施例中，杠杆臂极大地约束了膜的波动的形式和幅度)；-沿所述膜每隔一定距离固定的磁体和线圈，这限制了发电效率。发明目的本发明的一个目的是获得能够在至少某些条件下具有提高的效率的发电机。发明概述为此，根据本发明，提出了一种发电机，包括：-膜和膜的支撑体，所述膜适合于当它被浸入以给定方向流动的液体且被膜支撑体支持时在膜的纵向方向波动；-由所述膜承载的至少一个发电模块。所述至少一个发电模块中的每一个包括：-固定框架；-能够相对于所述固定框架移动的框架；-由框架之一承载的线圈；-也由框架之一承载的至少一个永磁体；-所述线圈和所述至少一个永磁体被安排和布置，使得当可移动框架相对于所述固定框架移动时，所述线圈中出现电压。根据本发明的发电机本质上特征在于发电模块的固定框架连接至该膜，而可移动框架被布置在离所述膜的中轴一定距离处，使得当所述膜在其纵向方向波动时，对于每个发电模块，存在该模块的可移动框架通过相对于该同一模块的固定框架的直线滑动而进行的移动，以便在所述模块的线圈中生成电流。对单独由膜承载且连接于膜的发电模块的使用(以便对于每一个模块，在离膜中轴一定距离处，具有可移动框架相对于固定框架的直线滑动)提供了相应的固定框架和可移动框架之间的相对移动速度的机械放大。由于此，对于膜的给定波动，可由给定模块生成的电压被放大。从而，至少对于某些类型的极慢速的液体流，与现有技术的发电机(诸如文档WO2012/123465A2中的上述发电机)相比，根据本发明的发电机的效率得到改进。在文档WO2012/123465A2的上述实施例中，所有框架直接固定于膜，且在离中轴一定距离处，在固定框架和相应的可移动框架之间永远不存在任何直线滑动。这些框架之间的相对移动速度因此更慢，而可被生成的电压因此被减少。膜的中轴是沿膜延伸且置于该膜的厚度的中间处的曲线。通过对于膜的某一给定纵向曲率角在可移动框架和膜的中轴之间建立距离，可移动框架相对于与之对应的固定框架的直线滑动的幅度增加。因此，对于一给定模块，如果膜中轴与其模块的可移动框架之间的距离增加，对于沿膜传播的一给定波，发现：-首先，可移动框架相对于固定框架的直线/线性移动的幅度增加；以及-其次，可移动框架相对于固定框架的移动速度增加。由于给定线圈上生成的电压与可移动框架相对于固定框架的直线移动/滑动成比例，因此通过增加线性滑动的速度，根据本发明的发电模块提供了其线圈的端子处电压的增加。由于线圈提供的电功率与同一线圈生成的电压的平方成比例，本发明通过使得可移动框架能够移离膜的中轴而将其模块生成的电功率增加了所记录的滑动速度中的增加的平方。从而，可移动框架相对于中轴的滑动方向的移离特别有利，因为这使得可能增加直线滑动的速度，而后者促进了线圈的端子处电压的出现，即使在膜中波的移动速度小时也是如此。因此，根据本发明的发电机对于低速液体流速具有提高的效率。根据本发明的发电机的另一优点是使得可能增加给定模块生成的电功率，而无需增加形成其线圈的导线的截面。增加膜的中轴与可移动框架的直线滑动的方向之间的距离以便增加该模块产生的电功率实际上就足够了。该优点的必然结果是由于滑动方向与中轴之间的距离增加，本发明使得可能减少发电模块的尺寸而不必影响给定液体流中发电机生成的电功率。根据本发明的发电机从而可减轻重量，且可具有较低的制造成本，同时在置于慢速流中时以令人满意的效率提供电功率。理想情况下，膜的中轴与该模块的可移动框架之间的距离大于或等于膜的厚度。在本发明的一优选实施例中，所述发电模块中的至少一个发电模块的可移动框架具有固有铰接轴，通过该固有铰接轴与该可移动框架相对于该同一模块的固定框架的直线滑动有关的力被传递到该模块，该固有铰接轴垂直于该可移动框架相对于该同一模块的固定框架的直线滑动的方向，该铰接轴相对于膜的面对该模块的表面移离的距离至少等于膜的厚度。铰接轴相对于中轴移离的该距离对应于可移动框架相对于该模块的固定框架的直线滑动的方向与中轴之间的距离。特定于一模块的直线滑动的方向与中轴之间的该距离越大，可移动框架相对于固定框架的滑动速度被加速越多。从而可确保根据希望使本发明的发电机在其中工作的流的速度来选择滑动方向与中轴之间的该距离。流的速度越慢，滑动方向与中轴之间的距离越大。在本发明的一优选实施例中，由膜承载的模块以及模块是这样的，使得在膜在其纵向方向波动时，模块的每个可移动框架的直线滑动的方向总是平行于膜的纵向横截面A-A，该膜的纵向方向在纵向横截面A-A中延伸。模块的直线滑动方向总是被置于与膜的纵向横截面平行的事实是有利的，因为以此方式，膜与模块之间的能量转移得到改善。这是因为膜和模块都在平行于膜的同一纵向横截面的方向中形变。根据本发明的一优选实施例，发电模块中的每一个具有平行于膜的纵向横截面延伸的固有长度，膜的所述纵向方向位于所述纵向横截面中。模块都平行于膜的纵向方向的事实帮助液体沿膜流动且从而提高了设备的效率。理想情况下，某一模块的特定长度严格平行于该模块的可移动框架相对于其固定框架的直线滑动的方向。根据本发明的一优选实施例，发电模块中的至少一些在也并行与膜的纵向横截面的对齐排列方向中彼此对齐排列。在对齐排列方向中对齐排列的模块优选地被护罩覆盖，所述护罩平行于膜的纵向方向延伸。通过以平行于液体流的方向的对齐排列将模块分组在一起，设备的效率被改善。应注意，对齐排列的模块不必被护罩覆盖，但是对这种护罩的使用仍然是优选的，以便改进流体力学以及任选地对模块进行密封。附图简述通过下文参考附图通过指示而非限制给出的描述，本发明的其他特征和优点将清楚地显现出来，在附图中：-图1描绘了根据本发明的发电机的侧视图，该发电机包括单独由发电机的波动膜承载的发电模块；-图2描绘了根据本发明的发电机的平坦化的膜的部分截面的视图，该膜在其一个面上承载了第一类型的两个发电模块；-图3呈现了根据本发明的发电机，其发电模块被布置在膜的相对面上；-图4呈现了装配发电模块的方法，根据该方法，每个发电模块通过两个螺栓连接至膜，这些模块以植入模式连接至膜，其中第一模块的第一个螺栓被置于第二模块的螺栓植入水平面之间，而该第一模块的第二个螺栓被置于第三模块的螺栓植入水平面之间；-图5呈现了根据本发明的用于实现发电机的发电模块的一特定实施例的部分截面，该...