[發(fā)明專利]利用聲音能量的發(fā)電機和聲音傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410044942.X
• 申請日: 2014-02-07
• 公開（公告）號: CN104836472B
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發(fā)明（設計）人: 王中林;楊進;陳俊
• 申請（專利權）人: 北京納米能源與系統(tǒng)研究所
• 主分類號: H02N1/04
• 分類號: H02N1/04;H04R1/00
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司11283
• 代理人: 陳瀟瀟,肖冰濱

1.一種利用聲音能量的發(fā)電機，其特征在于，包括聲諧振腔和摩擦電納米發(fā)電部件，其中，所述摩擦電納米發(fā)電部件設置在所述聲諧振腔的空腔中，所述摩擦電納米發(fā)電部件的彈性膜一側為聲諧振腔的空腔，另一側為密封空腔；所述彈性膜在聲壓差的作用下振動，使摩擦電納米發(fā)電部件產生電能，所述摩擦電納米發(fā)電部件包括第一電極層、第二電極層以及摩擦層，所述第一電極層的下表面與摩擦層的上表面面對面設置，所述第一電極層與摩擦層之間設置間距為d的間隙；所述摩擦層的下表面接觸設置第二電極層；當所述聲音經過所述聲諧振腔匯聚，在聲壓驅動下所述第一電極層的下表面與所述摩擦層的上表面能夠互相接觸和分離，在所述第一電極層與第二電極層之間形成電勢差；以及其中：

所述第一電極層為彈性膜，所述第二電極層與摩擦層形成的整體為非彈性膜；

或者，所述第一電極層為非彈性膜，所述第二電極層與摩擦層形成的整體為彈性膜；

或者，所述第一電極層以及所述第二電極層與摩擦層形成的整體為彈性膜。

2.根據權利要求1所述的發(fā)電機，其特征在于，非彈性膜上設置有若干個通孔。

3.根據權利要求1所述的發(fā)電機，其特征在于，所述摩擦電納米發(fā)電部件設置在所述聲諧振腔的基頻匯聚點或者倍頻匯聚點。

4.根據權利要求1-3任一項所述的發(fā)電機，其特征在于，包括一個所述摩擦電納米發(fā)電部件；所述聲諧振腔為錐殼狀。

5.根據權利要求4所述的發(fā)電機，其特征在于，所述彈性膜與所述聲諧振腔外壁的部分內表面形成所述密封空腔。

6.根據權利要求4所述的發(fā)電機，其特征在于，所述聲諧振腔的開口為方形、圓形或橢圓形。

7.根據權利要求1-3任一項所述的發(fā)電機，其特征在于，包括至少一個所述摩擦電納米發(fā)電部件；所述聲諧振腔為柱體殼狀，外壁上具有至少一個開口。

8.根據權利要求7所述的發(fā)電機，其特征在于，所述聲諧振腔的開口為方形、圓形或橢圓形。

9.根據權利要求7所述的發(fā)電機，其特征在于，多個所述摩擦電納米發(fā)電部件沿著所述聲諧振腔內表面同軸的柱體排列；所述彈性膜為所述密封空腔的外壁。

10.根據權利要求9所述的發(fā)電機，其特征在于，在所述聲諧振腔的空腔中形成一個或多個所述密封空腔，多個所述密封空腔與多個摩擦電納米發(fā)電部件的彈性膜一一對應。

11.根據權利要求7任一項所述的發(fā)電機，其特征在于，所述聲諧振腔為圓柱體殼狀或者棱柱體殼狀。

12.根據權利要求10任一項所述的發(fā)電機，其特征在于，所述摩擦電納米發(fā)電部件的個數(shù)與所述聲諧振腔的外壁上設置的開口個數(shù)相匹配。

13.如權利要求1-3任一項所述的發(fā)電機，其特征在于，所述第一電極層下表面和所述摩擦層上表面的材料具有摩擦電極序差異。

14.根據權利要求13所述的發(fā)電機，其特征在于，所述摩擦層材料為下列聚合物絕緣材料中的一種或幾種：聚甲基丙烯酸甲酯、尼龍、聚乙烯醇、聚酯、聚異丁烯、聚氨酯彈性海綿、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇縮丁醛、聚氯丁二烯、天然橡膠、聚丙烯腈、聚雙苯酚碳酸酯、聚氯醚、聚偏二氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰亞胺、聚氯乙烯、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚四氟乙烯。

15.根據權利要求1-3任一項所述的發(fā)電機，其特征在于，所述第一電極層和第二電極層的材料為金屬材料、金屬合金材料、導電氧化物或者導電有機物。

16.根據權利要求1-3任一項所述的發(fā)電機，其特征在于，所述第一電極層與摩擦層之間設置間隙的間距范圍為0.3mm-1mm。

17.根據權利要求1-3任一項所述的發(fā)電機，其特征在于，所述摩擦層與第二電極層形成彈性膜，所述彈性膜的厚度范圍為0.01mm-0.1mm。

18.根據權利要求1-3任一項所述的發(fā)電機，其特征在于，所述第一電極層為彈性膜，所述彈性膜的厚度范圍為0.1mm-0.5mm。

19.根據權利要求2-3任一項所述的發(fā)電機，其特征在于，在所述非彈性膜上設置的通孔占據面積與所述非彈性膜的面積的比為0.1-0.5。