[發明專利]一種用于收集波浪能的二維電磁能量收集器

有效

• 申請號: 202011478325.2
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112532012B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 李忠杰;張蘭;彭艷;羅均;謝少榮;蒲華燕
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: H02K35/02
• 分類號: H02K35/02;H02K5/10;F03B13/26
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 孫玲

本發明公開了一種用于收集波浪能的二維電磁能量收集器，包括由外殼一和外殼二夠成的盒體、線圈陣列、磁鐵陣列和彈簧，所述線圈陣列由多個串聯連接的線圈構成，所述線圈陣列設置于所述外殼一內，所述磁鐵陣列由多個磁鐵構成，所述磁鐵陣列設置于磁鐵支架內，所述磁鐵支架通過彈簧與所述外殼一連接，所述線圈陣列與所述磁鐵陣列之間設置有非晶態軟磁合金薄片；本發明中的用于收集波浪能的二維電磁能量收集器，可以在受到水平方向和豎直方向的振動時發電，并為低功耗傳感器等供能。本發明裝置結構簡單，易于生產加工，適合大批量生產。

技術領域

本發明涉及能量收集裝置技術領域，特別是涉及一種用于收集波浪能的二維電磁能量收集器。

背景技術

由于工業的迅猛發展，人們的能源需求與日俱增，但是，煤，石油等化石能源雖能滿足人們的需求，但是也會造成環境污染，成本高等不可忽視的問題。人們日益期待能夠滿足工業工業生產和日常生活的清潔能源，因此，從自然環境中利用資源收集能量已經成為大勢所趨。21世紀是海洋的世紀，地球上70％的面積是海洋。在大海中，波浪總是周而復始，日夜不息的翻涌流動，拍擊海岸，因此海浪中蘊藏著一種取之不竭的清潔的可再生能源——波浪能。波浪能指的是海洋表面的波浪中所有的動能和勢能，具有能量密度高，分布面廣，儲量豐富，不受時間季節限制的優點，這些優點也表明了從海洋中收集波浪能的可行性。

因而，提供一種用于收集波浪能的二維電磁能量收集器是本領域技術人員亟需解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于收集波浪能的二維電磁能量收集器，以解決上述現有技術存在的問題，基于法拉第電磁感應定律的電磁能量收集機制，用于從海洋中收集波浪能。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

本發明提供一種用于收集波浪能的二維電磁能量收集器，包括由外殼一和外殼二夠成的盒體、線圈陣列、磁鐵陣列和彈簧，所述線圈陣列由多個串聯連接的線圈構成，所述線圈陣列設置于所述外殼一內，所述磁鐵陣列由多個磁鐵構成，所述磁鐵陣列設置于磁鐵支架內，所述磁鐵支架通過彈簧與所述外殼一連接，所述線圈陣列與所述磁鐵陣列之間設置有非晶態軟磁合金薄片。

優選地，所述外殼一和所述外殼二構成的盒體為矩形盒體，所述外殼一與所述外殼二的采用過盈配合方式連接，二者的配合接觸面上涂覆有防水密封膠。

優選地，所述線圈陣列是由16個線圈串聯而成，線圈的引出線通過所述外殼一上的出線孔與外部的導線相連，在所述外殼一和所述出線孔的間隙涂覆防水密封膠。

優選地，所述線圈陣列中的各個線圈通過鈦合金線柱固定在所述外殼一上。

優選地，所述磁鐵陣列中的各個磁鐵采用Halbach陣列的排布方式排布。

優選地，所述磁鐵支架為矩形框架，所述磁鐵陣列采用過盈配合的方式固定在磁鐵支架中，所述磁鐵支架的四面分別通過一彈簧與所述外殼一的四個內側壁連接，所述外殼一的四個內側壁上設置有固定彈簧的彈簧槽。

優選地，所述非晶態軟磁合金薄片上靠近磁鐵的一側涂覆一層石墨層。

優選地，所述外殼一和所述外殼二采用鈦合金材料制成。

本發明相對于現有技術取得了以下有益技術效果：

1、實現了系統自供能，在海洋中，由于受到海浪的沖擊，本發明裝置會產生水平方向和豎直方向的振動，利用電磁感應機制，可以將振動能轉化為電能。

2、裝置的核心部分是一個磁鐵陣列和一個線圈陣列，結構簡單，體積小巧，易于生產制造。

3、本發明裝置的磁鐵采用了Halbach陣列的排布方式，利用Halbach陣列的磁場分布特點，將磁場集中在線圈所在的一側，由于磁場的增強，當磁鐵與線圈產生相對運動時，線圈中可以產生更大的電流，提高了該裝置的發電能力。