发电设备和系统的制作方法
【专利说明】发电设备和系统
[0001]本发明涉及发电领域，具体涉及一种发电设备和系统。
[0002]由于技术的发展以及对于电能的获得越来越方便的人群比例的增长，电能的需求在持续增长。
[0003]化石能源，如煤或石油，曾经是非常便宜的能源。由于对于这些化石能源的重点利用，化石能源的资源正在减少，并且如今使用这些能源变得越来越昂贵。此外，当使用化石能源的时候，会对环境造成污染，因为这些能源消耗额外的能量，使用中产生废气和微粒，并且减少了全球能源资源。
[0004]为了满足日益增长的能源需求，同时努力减少化石能源的消耗，其他的能源被开发利用，如太阳能、风能或者潮汐能这样的能源。
[0005]目前，太阳能的使用需要半导体设备，而半导体设备往往设计复杂，而且寿命短。太阳能现主要以光伏电池板的形式利用，而这需要半导体设备，并且其制造需要大量能量。此外，太阳能电力的产生，仅限于有阳光的时间段，在晚上，就完全没有阳光，而在多云的天气，阳光强度就会大大减小。
[0006]风能需要大型的机械设备来产生足够的能源，而这些设备的设计和安装非常昂贵，并且在使用中会产生旋转造成的噪音(风力涡轮机产生噪音污染)。
[0007]利用大型机械系统，无论在陆上还是海上，潮汐能会产生大量的能源。这些系统的缺陷在于，它们必须和流动的水保持接触，这就意味着频繁的维修，并且在所述机械系统内会产生金属疲劳和腐蚀。因此，这些系统的寿命也很短。
[0008]其他设备已发展为从自然环境中提取能量，不是从热栗中提取热能，就是从机械设备中提取动能，而这些机械设备从其他系统的附带运动中提取能量，如自行车上的发电机或是更常见的从行人的慢跑运动或脚步。至今为止，这些设备不是效率很低，就是因为过于不可靠而没有市场。
[0009]本发明的发明人试图解决上述提到的现有技术存在的问题，并设计了一种设备，该设备在一个有运动的，不稳定的环境中，通过其自身的运动，自发产生能量，例如在一个湍流流体中，或连接到一个慢跑或步行或骑自行车的人身上，该设备包括一个强大的机制，并从外部环境中隔离，从而保证更长的寿命以及更低的维护成本。
[0010]本发明的发明人试图解决上述提到的现有技术存在的问题，并设计了一种设备，该设备在一个有运动的，不稳定的环境中，通过其自身的运动，自发产生能量，例如在一个流体流动中，该设备的设计需要简单的机械原理，将其从外部环境中隔离，从而保证更长的寿命以及更低的维护成本。
[0011 ]本发明的一种发电设备，其特征在于，包括:
[0012]-—框架；
[0013]-一主体；
[0014]-至少一根输入轴；
[0015]-其中一输入轴与一输出轴共线；
[0016]-机械连接装置，设于所述主体内每一轴的近端，所述机械连接装置与所述主体内的一传输系统连接，以使每一输入轴的每一旋转运动转化为输出轴的单向旋转运动；
[0017]-其中所述输入轴固定安装于所述框架上；
[0018]-—轴承，固定安装于所述框架上，所述输出轴的远端可转动地安装于所述轴承内；
[0019]-至少一第一摆，安装于第一输入轴上，以使所述第一摆绕所述第一输入轴旋转；
[0020]-—交流发电机，优选地但不限于安装于所述框架内，与所述输出轴连接从而将所述输出轴的单向运动转化为电，并且
[0021]-外部电气连接装置，设于所述框架的外表面，并与发电机相连接，从而使所述发电设备产生的电能能够被使用。
[0022]优选地，所述发电设备包括一用于储存电荷的电池。优选地，包括能量转换装置，以使产生的交流电转换为直流电，从而能够被电池储存。所述外部电气连接装置可以是直流的。
[0023]所述电池可设于所述摆内，而动态功率传输装置设于所述交流发电机和所述摆之间，从而将所述框架和所述摆的相对转动产生的电能进行转换，以将电能储存于所述电池中，并从所述电池中吸取储存的电量。
[0024]本发明的一种发电设备，其特征在于，包括:
[0025]-—框架；
[0026]-一主体；
[0027]-相互共线的第一输入轴和第二输入轴，从所述主体的两个相对的面伸出；
[0028]-一第三输入轴，与一输出轴共线，所述第三输入轴和所述输出轴的方向垂直于所述第一输入轴和第二输入轴的方向；
[0029]-机械连接装置，设于所述主体内的每一所述轴的近端，所述机械连接装置与所述主体内的一传输系统连接，以使每一所述输入轴的每一旋转运动转换为所述输出轴的单向旋转运动；
[°03°]-所述第三输入轴的一远端，固定安装于所述框架上；
[0031]-一轴承，固定安装于所述框架上，所述输出轴的远端可转动地安装于所述轴承内；
[0032]-一第一摆，安装于所述第一输入轴的远端的一轴承上，从而围绕所述第一输入轴旋转；以及
[0033]-一第二摆，安装于所述第二输入轴的远端的一轴承上，从而围绕所述第二输入轴旋转；
[0034]在本申请文件中，术语轴的“远端”和“近端”是指相对于所述主体而言，一轴的远端是指远离所述主体的一端，一轴的近端，是靠近轴的一端。
[0035]优选地，所述第三输入轴和所述输出轴采用同轴安装。
[0036]根据本发明所述的设备，其主体围绕其固定安装于所述框架上的轴运动，并且在两根相对的轴上有两个摆，这两个摆通过他们各自的输入轴围绕所述设备的主体运动。
[0037]一种将三根输入轴中每一根轴的每一旋转运动转换为一根轴的单向旋转运动的方法，已被同一发明人在英国专利申请文件GB2444656中进行描述。
[0038]本发明的设备的优点在于，当它被固定安装于一个处于运动环境下的框架上时，所述主体会随着所述框架运动，所述摆会随着所述主体运动，这就会产生运动，进而在所述输出轴转化为电能。这就意味着本发明的设备，当它的框架处于一个不稳定的环境中，如一个流体流动(例如潮汐)中时，就能够自己产生能量。
[0039]根据一实施例所述，所述发电设备还包括一交流发电机，优选地，但不限于设于框架内，所述交流发电机与所述输出轴连接，从而将所述输出轴的单向运动转换为电能。
[0040]所述交流发电机能够与一电池连接，同样，优选地，但不限于设于框架内，也不限于与公用电网连接以输出电能。
[0041]根据另一实施例所述，所述发电设备进一步包括一电池，连接至所述交流发电机，从而储存由所述交流发电机产生的电能。
[0042]根据另一实施例所述，所述主体呈球形，所述第一输入轴和所述第二输入轴本质上经过所述球体的球心，每一面对所述主体的所述摆的摆锤端，根据所述主体的形状呈曲线形，从而能够绕所述主体转动。所述摆能够绕所述主体360°旋转。
[0043]只要所述摆能够绕所述主体转动，所述主体可以呈任意形状，并不仅限于球形。所述摆被设计为，无论所述摆跟随所述主体运动至任何位置，所述摆的摆锤端不会跟任何轴有所接触，从而确保了所述摆围绕所述轴的最大旋转运动，因此，也就确保了产生最大量的电能。所述摆的形状被设计为，在绕着他们各自的轴旋转的过程中，不会干扰到所述主体的外形，因而，所述摆能够绕着他们各自的轴进行360°的旋转。
[0044]根据另一个实施例所述，每一摆进一步的包括一配重，设于与支撑摆的摆锤端相对的所述摆的摆臂端。
[0045]所述配重的作用在于，能够降低跟随没有配重的摆进行运动的摆的运动频率。
[0046]所述配重的形状也可呈曲线形。
[0047]根据另一实施例所述，所述摆与其他摆相对独立旋转。
[0048]根据另一实施例所述，所述摆的摆