[發(fā)明專利]基于微型水斗與PVDF膜壓電技術的復合雨水發(fā)電裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310308503.0
• 申請日: 2013-07-22
• 公開（公告）號: CN103343725A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發(fā)明（設計）人: 何玉榮;高展;陳梅潔;安成;鄭艷;唐天琪
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: F03B13/00
• 分類號: F03B13/00;F03B1/02;H02N2/18
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張宏威

1.基于微型水斗與PVDF膜壓電技術的復合雨水發(fā)電裝置，其特征在于，它包括排雨管道（6）的入水口設置水位自動控制單元，在水位自動控制單元的下方設置微型水斗發(fā)電單元，在排雨管道（6）的出水口設置PVDF壓電模塊發(fā)電單元；

水位自動控制單元包括浮球（1）、V型連桿（2）、具有通孔的隔板（5）、閥門（3）和磁鐵（4），

V型連桿（2）固定在排雨管道（6）的內(nèi)側(cè)壁上，V型連桿（2）的上分支和下分支沿固定在排雨管道（6）的支點上下轉(zhuǎn)動，V型連桿（2）下方設置有具有通孔的隔板（5），

具有通孔的隔板（5）嵌入排雨管道（6）的內(nèi)腔，閥門（3）與具有通孔的隔板（5）上的通孔相配合，閥門（3）的固定端與具有通孔的隔板（5）連接，閥門（3）的自由端通過繩索與V型連桿（2）的下分支連接；閥門（3）的自由端還通過繩索與浮球（1）的下端連接；磁鐵（4）設置在具有通孔的隔板（5）上表面的閥門（3）固定端位置；

微型水斗發(fā)電單元包括微型水斗輪轂（8）、m個微型水斗葉片（7）、主動輪（14）、從動輪（12）、皮帶（13）和水斗發(fā)電電路（11）；m為大于或等20的正整數(shù)；

沿微型水斗輪轂（8）圓周均勻設置m個微型水斗葉片（7），所有微型水斗葉片（7）的凹槽朝向一致，且保證任一時刻均有位于具有通孔的隔板（5）的通孔下方的微型水斗葉片（7），通孔下方的微型水斗葉片（7）的凹槽朝上；

微型水斗輪轂（8）的主軸上設置主動輪（14）、從動輪（12）設置在排雨管道（6）的外側(cè)壁上，主動輪（14）和從動輪（12）之間通過皮帶（13）配合聯(lián)動；從動輪（12）的動能輸出端連接水斗發(fā)電電路（11）的動能輸入端，水斗發(fā)電電路（11）輸出電能；

PVDF壓電模塊發(fā)電單元包括PVDF壓電膜（10）和PVDF發(fā)電電路（9），PVDF壓電膜（10）設置在微型水斗發(fā)電單元下方，并嵌入排雨管道（6）內(nèi)，PVDF壓電膜（10）與具有通孔的隔板（5）平行；PVDF壓電膜（10）的雨水震動動能輸出端連接PVDF發(fā)電電路（9）的動能輸入端，PVDF發(fā)電電路（9）輸出電能。

2.根據(jù)權利要求1所述基于微型水斗與PVDF膜壓電技術的復合雨水發(fā)電裝置，其特征在于，浮球（1）的密度小于雨水的密度。

3.根據(jù)權利要求1所述基于微型水斗與PVDF膜壓電技術的復合雨水發(fā)電裝置，其特征在于，m=24。

4.根據(jù)權利要求1所述基于微型水斗與PVDF膜壓電技術的復合雨水發(fā)電裝置，其特征在于，具有通孔的隔板（5）的孔徑為3cm～5cm。

5.根據(jù)權利要求1所述基于微型水斗與PVDF膜壓電技術的復合雨水發(fā)電裝置，其特征在于，水斗發(fā)電電路（11）包括線圈和一對磁極，線圈設置在一對磁極之間，從動輪（12）的輸出軸帶動線圈旋轉(zhuǎn)，從線圈的滑環(huán)輸出電能。

6.根據(jù)權利要求1所述基于微型水斗與PVDF膜壓電技術的復合雨水發(fā)電裝置，其特征在于，PVDF發(fā)電電路（9）包括MAX1672穩(wěn)壓芯片、壓電膜輸出交流電源VS、蓄電池DS、電容C1、電容C2、電容C3、電容C4、電解電容C5、電容C6、電容C7、電容C8、電容C9、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、線圈L1、二極管D1、二極管D1、二極管D2、二極管D3、穩(wěn)壓二極管D4和穩(wěn)壓二極管D5；

壓電膜輸出交流電源VS的一端同時連接電容C1的一端、電阻R1的一端、電容C2的一端和二極管D1的正極相連；

電容C2的另一端同時連接二極管D2的負極和二極管D3的正極相連；二極管D1的負極同時連接二極管D2的正極管電容C3的一端；

二極管D3的負極同時連接電容C4的一端、穩(wěn)壓二極管D4的負極、電解電容C5的正極、電容C6的一端、電阻R2的一端、線圈L1的一端和MAX1672穩(wěn)壓芯片的IN管腳相連；

C1的另一端、電阻R1的另一端、電容C3的另一端、電容C4的另一端、穩(wěn)壓二極管D4的正極和電解電容C5的負極連接在一起，并接地；

電容C6的另一端接地；

電阻R2的另一端同時連接電阻R3的一端和MAX1672穩(wěn)壓芯片的PGI管腳；電阻R3的另一端接地；

線圈L1的另一端同時和MAX1672穩(wěn)壓芯片的LX管腳和穩(wěn)壓二極管D5的正極相連；

穩(wěn)壓二極管D5的負極同時與MAX1672穩(wěn)壓芯片的PS管腳和電容C8的一端相連；電容C8的另一端接地；

MAX1672穩(wěn)壓芯片的ONA管腳、ONB管腳、3/5管腳和ILIM管腳連接在一起，并接地；

MAX1672穩(wěn)壓芯片的OUT管腳同時連接電阻R4的一端、電阻R5的一端、電容C9的一端和蓄電池DS的正極電源端相連；

電阻R4的另一端和電阻R5的另一端連接在一起，并連接MAX1672穩(wěn)壓芯片的PGO管腳；

電容C9的另一端和蓄電池DS的負極電源端相連，并接地；

電阻R4的另一端還與電阻R6的一端和MAX1672穩(wěn)壓芯片的FB管腳相連；

電阻R6的另一端同時與MAX1672穩(wěn)壓芯片的GND管腳、PGND管腳和電容C7的一端相連；并接地；

電容C7的另一端與MAX1672穩(wěn)壓芯片的REF管腳相連。