[發(fā)明專利]基于流體壓強(qiáng)波動(dòng)的變電容發(fā)電機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310502919.6
• 申請(qǐng)日: 2013-10-23
• 公開（公告）號(hào): CN103633877A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈東明;李媛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)航天科技集團(tuán)公司第四研究院第四十一研究所
• 主分類號(hào): H02N1/08
• 分類號(hào): H02N1/08
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 呂湘連

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種利用氣壓、液壓等流體壓強(qiáng)的波動(dòng)為能量源的發(fā)電機(jī)。

背景技術(shù)：

各種各樣的發(fā)電機(jī)從原理上講有三種類型：基于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的電感式發(fā)電機(jī)、基于電子同性相斥異性相吸原理的電容式發(fā)電機(jī)以及基于壓電現(xiàn)現(xiàn)象的壓電式發(fā)電機(jī)。目前絕大多數(shù)場(chǎng)合下發(fā)電機(jī)都采用電感式發(fā)電機(jī)，如永磁發(fā)電機(jī)、無刷直流發(fā)電機(jī)等，電容式和壓電式發(fā)電機(jī)由于功率比較小，一般較少采用，但是在小功率的場(chǎng)合下也有應(yīng)用，例如ZL2007100078611.8《基于液體介質(zhì)的振動(dòng)式靜電微型發(fā)電機(jī)及其陣列》就給出了一種電容式的發(fā)電機(jī)，據(jù)查已經(jīng)研制出了樣機(jī)，已證實(shí)電容式發(fā)電機(jī)是可行的。

本發(fā)明最初是為了解決低溫?zé)嵩窗l(fā)電技術(shù)中蒸發(fā)室壓強(qiáng)太低導(dǎo)致的無法驅(qū)動(dòng)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的難題，本發(fā)明人在專利CN201210481276.7《一種用于發(fā)電的動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)》中提出這個(gè)問題只能采用活塞發(fā)動(dòng)機(jī)來解決，但是活塞發(fā)動(dòng)機(jī)體積龐大，克服慣性所消耗的能量太大，以至于系統(tǒng)的效率仍然偏低，為此設(shè)想將活塞的材料由固體改為液體，液體的慣性和摩擦阻尼特性都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于固體，應(yīng)該能改善發(fā)電效率，由于液體無法驅(qū)動(dòng)電感式發(fā)電機(jī)，但非常適合于電容式發(fā)電機(jī)，因此本發(fā)明將液體活塞的設(shè)想和電容式發(fā)電機(jī)結(jié)合起來，形成了本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明為了解決上述背景技術(shù)中的固體活塞的不足之處，提供一種利用液體活塞原理的可變超級(jí)電容器來采集流體壓強(qiáng)變化能量，因而發(fā)電的方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：基于流體壓強(qiáng)波動(dòng)的變電容發(fā)電機(jī)，為一個(gè)液體活塞變電容裝置，該裝置包括有殼體1，殼體1底部有開口，開口上安置有最大允許變形量不小于30%的高彈性薄膜5，殼體1與高彈性薄膜5共同構(gòu)成了一個(gè)封閉的容器，容器內(nèi)部盛有液體工質(zhì)2和氣體工質(zhì)6，并安置有可變電容器；所述液體工質(zhì)2在重力作用下置于容器的底部并與所述高彈性薄膜5接觸；所述可變電容器由交替放置的集電極3和穩(wěn)恒電壓裝置4組成，集電極3和穩(wěn)恒電壓裝置4之間有間隙，液體工質(zhì)2能夠在間隙內(nèi)流動(dòng)，且液體活塞變電容裝置正常工作時(shí)，液體工質(zhì)2的液面在集電極3的最頂端和最底端之間波動(dòng)；所述的穩(wěn)恒電壓裝置4提供穩(wěn)定的電壓，但無電流提供。

上述發(fā)電機(jī)的工作原理為：當(dāng)外界流體（氣體或液體）壓強(qiáng)有波動(dòng)時(shí)，通過高彈性薄膜5的傳遞，壓迫液體工質(zhì)2出現(xiàn)液面高度的波動(dòng)，集電極3與穩(wěn)恒電壓裝置4之間構(gòu)成的電容中液體和氣體所占的比例在不斷變化，由于氣體的介電常數(shù)與液體的介電常數(shù)之間相差極大，由此導(dǎo)致穩(wěn)恒電壓裝置4與電極3之間所形成的電容器的電容量發(fā)生波動(dòng)；在獲得液體活塞變電容裝置所提供的恒定電壓以及電容量波動(dòng)的情況下，就可以用變電容發(fā)電機(jī)對(duì)外輸出交變電流。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和效果如下：本發(fā)明可以利用氣壓、水壓等流體壓強(qiáng)的波動(dòng)作為能量源發(fā)電，擴(kuò)充了能量的利用范圍，而且大多數(shù)情況下這些能源是綠色可再生的，滿足環(huán)保的要求；在有流體壓強(qiáng)波動(dòng)的情況下，用本發(fā)明提供的技術(shù)來發(fā)電減小了大量的中間傳動(dòng)過程，避免了許多中間損失，因而其效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于常規(guī)的采用電感式發(fā)電機(jī)的情形。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明提出的基于流體壓強(qiáng)波動(dòng)的變電容發(fā)電機(jī)示意圖；

圖2為本發(fā)明穩(wěn)恒電壓裝置的兩面為同一種電荷時(shí)電荷分布示意圖，圖中穩(wěn)恒電壓裝置的兩面均為正電荷；

圖3為本發(fā)明穩(wěn)恒電壓裝置的兩面為同一種電荷時(shí)的變電容發(fā)電機(jī)電路原理圖；

圖4為本發(fā)明穩(wěn)恒電壓裝置的兩面為兩種電荷時(shí)電荷分布示意圖；

圖5為本發(fā)明穩(wěn)恒電壓裝置的兩面為兩種電荷時(shí)的變電容發(fā)電機(jī)電路原理圖。

附圖標(biāo)記說明：1-殼體，2-液體工質(zhì)，3-集電極，4-穩(wěn)恒電壓裝置，5-高彈性薄膜，6-氣體工質(zhì)；A,B電輸出端。

具體實(shí)施方式：