专利名称：一种利用雷电产生磁场作用磁体进行发电的方法
技术领域：
本发明涉及新能源技术领域，具体涉及一种利用雷电产生磁场作用磁体进行发电 的方法。
背景技术：
目前，煤炭、石油等不可再生能源的日益枯竭，人类面临着严峻的能源危机，因此 太阳能、水能、地热能、风能及雷电等丰富的可在生能源已受到人们的广泛关注。随着科技 迅速发展和进步，人们针对太阳能、水能、地热能、风能等可再生能源展开广泛的研究，并将 这些可再生能源科学利用。但雷电能作为一种直接的、巨大的能源却一直没有被实际利用， 这其中有诸多原因，但主要是安全问题和技术问题。人们曾试图直接利用雷电，但雷电能量 巨大，高压和技术线路容易导致安全事故，直接引雷利用雷电能至今无法实现，另外，雷电 能利用涉及的瞬间放电、高电压、高电流、储存难等技术问题一直没有得到很好的解决，这 更是雷电一直以来无法得到实际运用的根本原因。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、操作简易、可实施性强的雷电 发电方法及装置。为了解决以上技术问题，本发明的技术方案是一种利用雷电产生磁场作用磁体 进行发电的方法，该方法为首先在易受雷击区域架设一引雷装置形成引雷区，使雷电在通 过引雷装置时在周围产生变化的磁场，然后在引雷装置周围变化的磁场内设置一磁感装置 形成产生磁场区，在产生磁场区周边设置磁体运动区将产生磁场区产生的磁能转换为机械 能，最后通过与磁体运动区连接的发电区利用机械能进行发电；所述引雷装置包括引雷导线和连接于导线末端的金属球；所述产生磁场区包括直导体和接地导线，直导体一端与引雷导线连接，另一端通 过接地导线接地，雷电通过金属球流经直导体导入地中，由此在直导体周围产生变化的磁 场；所述磁感装置起驱动发电区作用，其包括一对或多对转动磁体，转动磁体两极通 过横轴相接，横轴上垂直穿插一条金属杆，金属杆一端或两端安装有启动齿轮；所述发电区包括转杆、发电磁体和线圈，转杆一端连接线圈，另一端设有与启动齿 轮啮合的传动齿轮，转杆通过启动齿轮和传动齿轮与金属杆传动连接并可带动线圈在发电 磁体中做切割磁感线运动。与现有技术相比，本发明具有的优点在于1、本发明操作简单、可操作性强，在任 何有触发闪电条件的场地上均可实施，科学地实现了雷电能的接收和利用。2、本发明利用 雷电产生的磁场来作用磁体运动，磁体转动最终通过齿轮带动发电装置，发电装置中的线 圈在磁场中做切割磁感线运动得以发电。本发明实施的整体过程简易、安全、设备投入较 小，有助于人类日后对雷电的安全利用。
图1为本发明的雷电发电系统示意图；图2为本发明工作原理示意图。
具体实施例方式本发明公开了一种安全、可操作性强的利用雷电产生磁场作用磁体进行发电的方 法，该方法操作简易，可在任何有触发闪电条件的场地上引雷进行发电。下面结合附图和实 施例对本发明进一步进行说明如图1、2所示，本利用雷电产生磁场作用磁体进行发电方法的实施由引雷区A、产 生磁场区B、磁体运动区C和发电区D协同完成。引雷区A、产生磁场区B、磁体运动区C和 发电区D形成雷电发电系统，其中引雷区A由架设在易受雷击区域的引雷装置形成，本实施 例中，引雷装置由引雷导线32和连接于导线末端的金属球33组成，产生磁场区B由直导体 31和接地导线组成，直导体一端与引雷导线连接，另一端通过接地导线接地，雷电通过金属 球流经直导体导入地中，由此在直导体周围产生变化的磁场。产生磁场区C由设置在引雷 装置周围变化磁场内的磁感装置形成；发电区D由转杆11、发电磁体13和线圈14，转杆11 一端连接线圈，另一端设有与启动齿轮啮合的传动齿轮，转杆通过启动齿轮24和传动齿轮 12与金属杆传动连接并可带动线圈在发电磁体中做切割磁感线运动。其中磁感装置主要 起到驱动发电区作用，其包括一对转动磁体21，转动磁体两极通过横轴22相接，横轴上垂 直穿插一条金属杆23，金属杆一端安装有启动齿轮24。需要说明的是，磁感装置中的转动 磁体21除了可以是一对以外，为了加大对磁能的利用率，转动磁体还可以是两对或是两对 以上，同样道理，金属杆也可以两端均安装有启动齿轮。本利用雷电产生磁场作用磁体进行发电的方法的工作步骤为首先在易受雷击区 域架设一引雷装置形成引雷区，使雷电在通过引雷装置时在周围产生变化的磁场，然后在 引雷装置周围变化的磁场内设置一磁感装置形成产生磁场区，在产生磁场区周边设置磁体 运动区将产生磁场区产生的磁能转换为机械能，最后通过与磁体运动区连接的发电区利用 机械能进行发电。其工作原理为使用时，首先将本装置安装在有触发闪电条件的场地上， 将有金属球一端的导线伸至空中，另一端可以接地。当雷击击中金属球33或与金属球连 接的导线时，电流通过导线传至直导体，直导体由于电生磁原理，在直导体周边产生一股强 大的瞬间磁场，这股磁场最终作用设立在直导体周边的转动磁体21，转动磁体受到磁力的 牵引、推斥作用使其转动起来。转动磁体转动时因与金属杆连接的原故使启动齿轮24得以 转动，启动齿轮转动时也将带动传动齿轮12，此时，传动齿轮将带动发电机的线圈在磁场转 动，由于电路处在闭合回路状态，线圈在闭合的回路中做切割磁感线运动发电。发电产生的 电流将通过连接于线圈与用电装置之间的铜片15向用电装置。由于雷电产生的磁场作用力往往在瞬间消逝，因此如何利用雷电进行持续发电是 本领域技术人员长期期待解决的重要课题，本人通过研究，在以上技术方案的基础上，进一 步总结出以下提高发电量及效率的方法引雷区该区的引雷导线除可以采用铁质直导体，也可以是导电性能较好的其它 金属等导电材料制成。
产生磁场区为得到更强大的磁场、减少电流的损失，可以根据需要对直导体的材 质、形状和数量进行改进，例如可以用金属线圈、线圈组合体代替直导体以产生更强大的磁 场。另外为避免电流马上流失，接地导线可以不接地。磁体运动区转动磁体可以是带磁性的其它材料，甚至采用超导体材料制成，另外 可以通过在磁场周为增加转动磁体的数量能得到更多的磁能。转动磁体可以各自作用于独 立的发电机使其发电，亦可以是多个转动磁体作用于同一个发电机进行发电。当多个转动 磁体作用于同一个发电机进行发电时，可以每个转动磁体分别配置一对启动齿轮和传动齿 轮实现与发电区的连接和机械能传动；但为使启动齿轮用更少的转动圈数使发电机线圈得 到更多的转动圈数，也可以将多个转动磁体组合，最终只通过一对启动齿轮和传动齿轮实 现与发电区的连接和机械能传动。另外，实际应用中，通过提高启动齿轮与传动齿轮之间的 传动比，使启动齿轮转动一圈就能带动发电机线圈转动多圈，可以提高能量转化率。启动齿 轮与传动齿轮之间的传动比可以是大于1的任何数据，但以能实现为准。发电区通过增加发电机的数量可以提高发电效率，由于只要满足在闭合回路做 切割磁感线运动的条件就能发电，因此本发明中除了采用线圈在磁场中转动外，还可以采 用磁体在线圈中转动发电。另外，本发明经研究总结，在条件允许的情况下充分利用超导体对提高发电效率 极为有利，本发明所述的雷电发电系统中可充分利用超导体材料，利用超导体材料的零电 阻、抗磁性、闭磁性、通电后的强磁性等特性，可实现提高发电量及可持续发电的目的，例 如利用超导体材料的抗磁性可将磁能集中并控制到某一个方向使磁体转动。上述实施例是本发明的实施方式之一，除此之外，本发明还可以有其他实现方式。 也就是说，在没有脱离本发明构思的前提下，任何显而易见的替换也应落入本发明的保护 范围之内。
权利要求
一种利用雷电产生磁场作用磁体进行发电的方法，其特征在于，该方法为首先在易受雷击区域架设一引雷装置形成引雷区(A)，使雷电在通过引雷装置时在周围产生变化的磁场，然后在引雷装置周围变化的磁场内设置一磁感装置形成产生磁场区(B)，在产生磁场区(B)周边设置磁体运动区(C)将产生磁场区(B)产生的磁能转换为机械能，最后通过与磁体运动区(C)连接的发电区(D)利用机械能进行发电；所述引雷装置包括引雷导线(32)和连接于导线末端的金属球(33)；所述产生磁场区(B)包括直导体(31)和接地导线，直导体一端与引雷导线连接，另一端通过接地导线接地，雷电通过金属球流经直导体导入地中，由此在直导体周围产生变化的磁场；所述磁感装置起驱动发电区(D)作用，其包括一对或多对转动磁体(21)，转动磁体两极通过横轴(22)相接，横轴上垂直穿插一条金属杆(23)，金属杆一端或两端安装有启动齿轮(24)；所述发电区(D)包括转杆(11)、发电磁体(13)和线圈(14)，转杆一端连接线圈(14)，另一端设有与启动齿轮啮合的传动齿轮(12)，转杆通过启动齿轮和传动齿轮与金属杆传动连接并可带动线圈在发电磁体中做切割磁感线运动。
全文摘要
本发明公开了一种利用雷电产生磁场作用磁体进行发电的方法，其特征在于，该方法为首先在易受雷击区域架设一引雷装置形成引雷区，使雷电在通过引雷装置时在周围产生变化的磁场，然后在引雷装置周围变化的磁场内设置一磁感装置形成产生磁场区，在产生磁场区周边设置磁体运动区将产生磁场区产生的磁能转换为机械能，最后通过与磁体运动区连接的发电区利用机械能进行发电。本发明操作简单、可操作性强，在任何有触发闪电条件的场地上均可实施，科学地实现了雷电能的接收和利用，能有效接收和利用雷电能进行发电，适合在新能源技术领域进行使用。
文档编号H02N11/00GK101924421SQ20101027766
公开日2010年12月22日 申请日期2010年9月8日 优先权日2010年9月8日
发明者钟胤昶 申请人:钟胤昶