[發明專利]旋轉式靜電發電機

有效

• 申請號: 201310201386.8
• 申請日: 2013-05-27
• 公開（公告）號: CN103780129A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 謝燕楠;王思泓;王中林
• 申請（專利權）人: 國家納米科學中心
• 主分類號: H02N1/04
• 分類號: H02N1/04;H02J7/14
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 肖冰濱;陳瀟瀟

技術領域

本發明涉及一種發電機，特別涉及一種將機械能轉化為電能的旋轉式靜電發電機。

背景技術

隨著小型化便攜式電子器件的快速發展，開發能夠直接將環境中能源轉化為電能的新興技術越來越受到人們關注。我們的生活和周圍環境中有許多各種形式的機械能，像車輛移動、人體運動、潮汐、風能等等，不勝枚舉。風能和水力能源由于其普遍存在性已經被廣泛認為是非常重要的可再生、無污染的綠色能源，但是傳統的風能技術和水力發電機都存在體積大，質量重，成本高，啟動動力高等缺點，無法用于小型便攜式電子器件的供電。

因此，采用新技術、開發新類型的風力和水力發電裝置對于綠色能源產業的進一步發展具有極其重要的意義。

發明內容

為克服現有技術的上述缺陷，本發明的目的是提供一種旋轉式靜電發電機，能夠將旋轉動力轉化為電能，尤其可以將環境中的風能和水力能源轉化為電能。

為實現上述目的，本發明提供一種旋轉式靜電發電機，包括：

動力收集部件、定子、定子支撐件、轉子、轉子支撐件、轉軸和軸承；

其中，所述動力收集部件固定在所述轉軸上，能夠在外力的驅動下帶動所述轉軸旋轉；

所述轉軸穿過所述軸承的通孔安裝；

所述轉子支撐件一端固定在所述轉軸上，另一端與所述轉子相連，

所述定子支撐件的一端與所述軸承的外殼相對固定，另一端與所述定子相連，使得所述定子與所述轉子之間能形成相對旋轉，并且在所述轉子轉到所述定子所在的位置時，能與所述定子實現至少部分表面的接觸；

所述轉子支撐件、轉子、定子支撐件和定子中至少一個為柔性的，使得所述轉子在與所述定子接觸后仍能跟隨所述轉軸繼續旋轉并與所述定子分離；

所述定子與所述轉子相接觸的表面為第一摩擦層，所述第一摩擦層的背面貼合有第一導電層；

所述轉子與所述定子相接觸的表面為第二摩擦層，所述第二摩擦層的背面貼合有第二導電層；

所述定子和所述轉子在接觸與分離的過程中，所述第一摩擦層和所述第二摩擦層之間發生相對滑動摩擦并且摩擦面積發生變化，并通過所述第一導電層和第二導電層將由此產生的電信號向外電路輸出；

優選地，所述第一摩擦層和第二摩擦層的材料之間存在摩擦電極序差異；

優選地，所述第一摩擦層和第二摩擦層的材料不同，分別選自聚四氟乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚酰亞胺、聚二苯基丙烷碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、苯胺甲醛樹脂、聚甲醛、乙基纖維素、聚酰胺、三聚氰胺甲醛、聚乙二醇丁二酸酯、纖維素、纖維素乙酸酯、聚己二酸乙二醇酯、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯、再生纖維海綿、聚氨酯彈性體、苯乙烯丙烯共聚物、苯乙烯丁二烯共聚物、人造纖維、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚酯、聚異丁烯、聚氨酯柔性海綿、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇縮丁醛、酚醛樹脂、氯丁橡膠、丁二烯丙烯共聚物、天然橡膠、聚丙烯腈、聚(偏氯乙烯-co-丙烯腈)、聚乙烯丙二酚碳酸鹽，聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、液晶高分子聚合物、聚氯丁二烯、聚丙烯腈、聚雙苯酚碳酸酯、聚氯醚、聚三氟氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、派瑞林、玻璃半導體、有機半導體、非導電性氧化物、半導體氧化物和復雜氧化物、金屬、銦錫氧化物ITO、摻雜的半導體和導電有機物中的至少一種或幾種的組合；

優選地，所述第一摩擦層的材料選自苯胺甲醛樹脂、聚甲醛、乙基纖維素、聚酰胺尼龍11、聚酰胺尼龍66、羊毛及其織物、蠶絲及其織物、紙、聚乙二醇丁二酸酯、纖維素、纖維素醋酸酯、聚乙二醇己二酸酯、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯、再生纖維素海綿、棉及其織物、聚氨酯彈性體、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、木頭、硬橡膠、醋酸酯、人造纖維、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚酯、銅、鋁、金、銀和鋼，和/或，所述第二摩擦層的材料選自聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚二苯基丙烷碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亞胺、聚氯乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚三氟氯乙烯和聚四氟乙烯和派瑞林；

優選地，所述第一摩擦層為導電材料，并且所述第一摩擦層和第一導電層合二為一；或者，所述第二摩擦層為導電材料，并且所述第二摩擦層和第二導電層合二為一；

優選地，所述第一摩擦層為剛性導電板；

優選地，所述第一摩擦層和/或第二摩擦層的表面具有微納結構，所述微納結構選自納米線、納米棒、納米管、納米顆粒、納米溝槽、微米溝槽、納米錐、微米錐、納米球和微米球，或由上述一種或幾種結構形成的陣列；