[0001] 本发明涉及一种瓦形感应铁芯永磁发电装置，特别涉及一种安装有筒形导磁体、瓦形永磁体组件、回路导磁板和感应发电装置的永磁发电装置，通过感应发电装置的磁场强度发生变化产生电能，并最终通过感应发电装置将电能输出。

[0002] 专利号为ZL200610113824.5公开了一种用于屏蔽强磁场的多层复合结构的磁屏蔽装置，其特征在于，采用多层复合结构，从外到内包括三层：一硅钢部件，为中间层；一合金部件，为内层；一螺线管线圈，为外层；将合金部件置于硅钢部件内部，在合金部件的外部置有螺线管线圈。这种磁屏蔽装置的屏蔽效果好，结构简单，制作方便，但是该专利受整体结构限制，只适用于屏蔽强磁场的光电倍增管，其功能单一，不能进行磁能转换；因此，需要提供一种瓦形感应铁芯永磁发电装置以解决上述问题。

[0003] 本发明的目的在于提供一种瓦形感应铁芯永磁发电装置，该永磁发电装置安装有筒形导磁体、瓦形永磁体组件、回路导磁板和感应发电装置，该永磁发电装置通过动力输入轮带动瓦形永磁体组件作旋转运动，从而使得感应发电装置的磁场强度发生变化，以达到产生电能的目的，并最终通过感应发电装置将电能输出。

[0004] 本发明的目的是由下述技术方案实现的：一种瓦形感应铁芯永磁发电装置，有一个机架，在所述机架上设有一个中心旋转轴，在该中心旋转轴上安装有一个筒形导磁体，在该筒形导磁体上同轴并列设置两组瓦形永磁体组件，所述的瓦形永磁体组件包括两个呈轴对称设置的瓦形永磁体，该瓦形永磁体包括外弧面磁极、内弧面磁极和两个扇形端面；所述两个瓦形永磁体组件的外弧面磁极互为异性磁极设置，沿所述瓦形永磁体外弧面磁极所处的圆周等分设置多个感应发电装置，所述感应发电装置包括一个瓦形感应铁芯，在该瓦形感应铁芯上套装感应发电线圈，在所述各感应发电装置上对应安装有回路导磁板，所述的瓦形感应铁芯与所述回路导磁板导磁连接。

[0005] 本发明与已有技术相比具有如下优点：

[0006] 1、本发明采用瓦形永磁体组件的设计，可实现两组瓦形永磁体组件同步旋转运动，该两组瓦形永磁体组件通过定位隔离件和固定支撑件与瓦形感应铁芯同轴等距安装，具有受力均匀特点；使得两组瓦形永磁体组件对瓦形感应铁芯干扰小，只需通过动力输入轮输入较小的功率，便可实现瓦形永磁体组件转动，以达到在不同区域改变磁场强度的目的；

[0007] 2、本发明采用筒形导磁体的设计，该筒形导磁体为两组瓦形永磁体组件的磁场提供导磁通道；可有效地减少漏磁，提高磁场利用率，提高了发电量；

[0008] 3、本发明采用回路导磁板的设计，可减少漏磁，该回路导磁板可为感应发电装置因反磁势所产生的反向伴生磁场提供导磁通道；减少了伴生磁场对瓦形永磁体磁场的干扰，使瓦形永磁体组件转动更加顺畅，提高磁场利用率，提高了发电量；

[0009] 4、本发明的瓦形感应铁芯采用多层硅钢片叠压结构，该瓦形感应铁芯材质均匀，屏蔽效果好。附图说明

[0010] 以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

[0011] 图1是本发明实施例一的结构示意图

[0012] 图2是本发明实施例一的结构示意图(剖视图)

[0013] 图3是本发明实施例一中瓦形永磁体组件的结构示意图

[0014] 图4是本发明实施例一中感应发电装置的结构示意图

[0015] 图5是本发明实施例一中回路导磁板的结构示意图

[0016] 图6是本发明实施例一中瓦形永磁体组件的磁场分布示意图

[0017] 图7是本发明实施例一中伴生磁场的磁场分布示意图

[0018] 图8是本发明实施例二中感应发电装置的结构示意图

[0019] 实施例一

[0020] 参见图1至图7所示，本实施例的瓦形感应铁芯永磁发电装置，有一个机架1，在所述机架上设有一个中心旋转轴2，在该中心旋转轴上安装有一个筒形导磁体3，该筒形导磁体通过卡装或粘接与所述中心旋转轴固定，本实施例中所述的筒形导磁体采用碳钢材料、铁等导磁材料制成；在该筒形导磁体上同轴并列设置两组瓦形永磁体组件4，在所述两组瓦形永磁体组件之间安装有定位隔离件5，该定位隔离件的轴向长度在5～50mm之间；所述定位隔离件采用塑料、铝合金、不锈钢等不导磁的材料制成，该定位隔离件将两瓦形永磁体组件在中心旋转轴上定位，所述的瓦形永磁体组件包括两个呈轴对称设置的瓦形永磁体6，所述瓦形永磁体通过粘接或卡装与筒形导磁体固定；参见图3所示，在本实施例中，所述的瓦形永磁体采用钕铁硼材料，是一个端面为扇形的瓦状永磁体；该瓦形永磁体包括外弧面磁极、内弧面磁极和两个扇形端面；永磁体采用沿圆弧面方向充磁工艺制作(弧面充磁)，该种永磁体具有使用年限长、能耗低的优点；所述两个瓦形永磁体组件的外弧面磁极互为异性磁极设置，设定本实施例中位于左侧的瓦形永磁体组件上的瓦形永磁体其外弧面磁极为N极，内弧面磁极为S极，那么相对应的位于右侧的瓦形永磁体组件上的瓦形永磁体其外弧面磁极为S极，内弧面磁极为N极；所述瓦形永磁体的扇形端面的圆心角为60°～
90°，本实施例中采用扇形端面的圆心角为90°的瓦形永磁体；参见图2、图4所示，沿所述瓦形永磁体外弧面磁极所处的圆周等分设置四个感应发电装置7，所述相邻的感应发电装置之间的距离均在1～5mm范围内，本实施例中该间隔为3mm；所述感应发电装置包括一个瓦形感应铁芯8，所述瓦形感应铁芯的断面弧长对应的圆心角为60°～90°，本实施例中采用断面弧长对应的圆心角为90°的瓦形感应铁芯；该瓦形感应铁芯的两端各通过一个固定支撑架9与机架安装，在该瓦形感应铁芯上套装感应发电线圈10，所述的感应发电线圈通过电磁线圈托架11与所述瓦形感应铁芯安装；该电磁线圈托架与所述定位隔离件的位置对应安装；本实施例中所述的瓦形感应铁芯两端可通过粘接、铆接、卡装等与所述固定支撑件固定，所述的固定支撑件为圆盘式支撑件，该圆盘式支撑件可对感应发电装置起到定位作用，以保证所述左侧瓦形永磁体组件的外弧面磁极到瓦形感应铁芯的径向距离与右侧瓦形永磁体组件的外弧面磁极到瓦形感应铁芯的径向距离数值相等，该径向距离数值在
0.5～3mm范围内，本实施例中径向距离数值为1mm；本实施例中所述的固定支撑件还可以是蝶形支撑件和辐条形支撑件，这两种固定支撑件可有效的减轻发电装置整体的重量；由于在瓦形永磁体转动过程中会产生热量，所以这两种固定支撑件还可起到散热作用；本实施例中所述的两组瓦形永磁体组件通过定位隔离件和固定支撑件与瓦形感应铁芯同轴等距安装，具有受力均匀特点；使得两组瓦形永磁体组件对瓦形感应铁芯干扰小，只需通过动力输入轮输入较小的功率，便可实现瓦形永磁体组件转动，以达到在不同区域改变磁场强度的目的；在所述四个感应发电装置上均对应安装有回路导磁板12，参见图2、图5所示，所述的回路导磁板的纵截面为门形，该回路导磁板两端与机架安装，其安装方式可以是粘接、铆接、卡装等；所述的瓦形感应铁芯与所述回路导磁板导磁连接，本实施例所述的导磁连接是指所述瓦形感应铁芯两端与所述回路导磁板两端的圆弧端之间均设有磁隙13，该磁隙的距离在0.01～1mm范围内，本实施例优选磁隙为0.08mm，所述的导磁连接还可以是将所述瓦形感应铁芯两端与所述回路导磁板两端的圆弧端直接对应安装不留磁隙，有一个动力输入轮14与所述中心旋转轴的左端安装，所述中心旋转轴两端通过轴承15与机架安装。

[0021] 本实施例中所述的两个瓦形永磁体组件材质、大小、形状均相同；所述的四个感应发电装置材质、大小、形状均相同；四个回路导磁板材质、大小、形状也均相同。本实施例中所述的机架、固定支撑件、中心旋转轴、动力输入轮均采用塑料、铝合金、不锈钢等不导磁的材料制成。

[0022] 本实施例中所述的动力输入轮可以外接一个驱动电机(图中未显示)，通过驱动电机带动瓦形永磁体组件转动；当瓦形永磁体组件以一定转速连续转动时，所述的瓦形永磁体每经过一次感应发电装置所处位置时，将使通过感应发电装置的磁场强度发生变化，使磁通量变化并产生电能，通过感应发电线圈将电能输出。参见图4所示，本实施例设有四个感应发电装置，所述四个感应发电装置各有一个瓦形感应铁芯，四个感应发电装置的瓦形感应铁芯材质、大小、形状均相同；参见图6所示，图中箭头方向为磁力线分布方向，当瓦形永磁体组件转动至与感应发电装置相对应的位置时，左侧瓦形永磁体组件N极发出的磁力线16可沿所述感应发电装置的瓦形感应铁芯导至右侧瓦形永磁体组件的S极，同时为了减少漏磁，本实施例中安装有筒形导磁体，该筒形导磁体可把右侧瓦形永磁体组件N极发出的磁力线17导至左侧瓦形永磁体组件S极，所述的瓦形感应铁芯和筒形导磁体为两组瓦形永磁体组件的磁场提供了完整的导磁回路，有效地减少了漏磁，增大了通过感应发电线圈的磁场强度，提高了发电量。

[0023] 参见图2、图5所示，本实施例在所述感应发电装置上对应安装有回路导磁板，所述瓦形感应铁芯两端与所述回路导磁板两端的圆弧端导磁连接。参见图7所示，图中磁力线为伴生磁场的磁力线18，图中箭头方向为伴生磁场的磁力线分布方向，该回路导磁板可减少漏磁，并为感应发电装置因反磁势所产生的反向伴生磁场提供导磁通道；该回路导磁板与瓦形感应铁芯构成完整的导磁回路，所述的伴生磁场的N极磁力线沿该导磁回路导回伴生磁场的S极，减少了伴生磁场对瓦形永磁体组件磁场的干扰，使瓦形永磁体组件转动更加顺畅，提高了发电量。

[0024] 本实施例中所述瓦形感应铁芯和回路导磁板均采用多层硅钢片叠压构成，其厚度均在0.5～20mm范围内，最优选的厚度是3mm，硅钢片层数均在3～100范围内，最优选的层数是10层；具体的制作方式是一片硅钢板材卷绕成多层，然后使用切裁成形工艺加工成形，由于该成型工艺在加工的过程中没有切断金属材料特有的纤维状组织，保持了该组织的连续性，因此，具有优异的导磁性能，屏蔽效果好，采用该种材料制成的瓦形感应铁芯和回路导磁板重量轻，材质均匀，取材容易；为磁场建立一个磁力线快速通道。

[0025] 本实施例公开的技术方案是卧式方案，中心旋转轴按水平方向设置；本发明还可以设计成立式方案，在立式方案中，中心旋转轴按竖直方向设置，其它零件的连接关系不变。

[0026] 实施例二

[0027] 本实施例是在实施例一基础上的改进方案，本实施例中出现的技术特征与实施例一相同或者类似的部分，请参考实施例一公开的内容或者原理性描述进行理解，也应当做为本实施例公开的内容，在此不作重复描述。

[0028] 参见图8所示，本实施例为提高瓦形感应铁芯的刚性，可将感应发电装置的电磁线圈托架加以改造，在所述电磁线圈托架的左右两端面上设有两个环形支撑板19，两个环形支撑板将四个感应发电装置连成一体。所述的电磁线圈托架可以采用塑料、铝合金、不锈钢等不导磁的材料制成。采用环形支撑板的设计可有效的提高瓦形感应铁芯的整体刚性，可有效的避免因瓦形永磁体对瓦形感应铁芯的吸引所造成的瓦形感应铁芯弯曲，延长了使用寿命。

[0029] 本实施例公开的技术方案是卧式方案，中心旋转轴按水平方向设置；本发明还可以设计成立式方案，在立式方案中，中心旋转轴按竖直方向设置，其它零件的连接关系不变。