[發明專利]一種旋轉式復合型納米發電機

在審

• 申請號: 201410678022.3
• 申請日: 2014-11-21
• 公開（公告）號: CN105680716A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 楊亞;鐘賢岱;王中林
• 申請（專利權）人: 北京納米能源與系統研究所
• 主分類號: H02N1/04
• 分類號: H02N1/04;H02K21/14
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 孫向民;肖冰濱

1.一種旋轉式復合型納米發電機，其特征在于，包括：

摩擦納米發電組件，包括具有共同轉軸的轉子和定子，其中，所述轉子 的下表面設置有摩擦層，所述摩擦層由若干摩擦單元以所述轉軸為圓心向外 輻射排列而成；所述定子包括電極層，所述電極層為在同一平面內間隔設置 的若干第一電極單元和若干第二電極單元，并且所述第一電極單元和第二電 極單元均以定子的轉軸為圓心向外輻射排列，所有第一電極單元串聯連接形 成第一電極，所有第二電極單元串聯連接形成第二電極；所述摩擦單元與所 述定子的上表面材料存在得失電子能力差異；在外力作用下，所述轉子與定 子以轉軸為軸互相轉動，使摩擦層的摩擦單元與定子的上表面滑動摩擦，摩 擦層表面所帶有的摩擦凈電荷隨其一起移動，使兩個所述電極間的感應電勢 差；

磁電感應發電組件，包括：磁鐵部件和線圈部件，分別設置在所述轉子 和定子上。

2.根據權利要求1所述的發電機，其特征在于，所述摩擦單元的材料 為絕緣體，所述定子的上表面為所述電極層。

3.根據權利要求1所述的發電機，其特征在于，所述定子還包括隔離 層，所述電極層設置在所述隔離層的下表面，所述隔離層的上表面為所述定 子的上表面；所述隔離層為絕緣材料。

4.根據權利要求3所述的發電機，其特征在于，所述摩擦單元的材料 為絕緣體、導體或者半導體材料。

5.根據權利要求2-4任一項所述的發電機，其特征在于，所述絕緣體 材料選自甲基硅氧烷、聚酰亞胺、聚乙烯、聚丙烯、聚異丁烯、聚氯乙烯、 聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚氯醚、聚酯、聚氨酯、聚乙烯醇縮丁 醛、聚丙烯腈、聚雙苯酚碳酸酯中的一種或幾種的疊加。

6.根據權利要求2或3所述的發電機，其特征在于，摩擦單元不能同 時覆蓋相鄰的第一電極單元或第二電極單元。

7.根據權利要求6所述的發電機，其特征在于，所述摩擦層中相鄰兩 個所述摩擦單元之間的距離相等。

8.根據權利要求7所述的發電機，其特征在于，所述電極層中，若干 個所述第一電極單元和第二電極單元形成的第一電極和第二電極的尺寸和 形狀相同或者互補。

9.根據權利要求8所述的發電機，其特征在于，所述第一電極單元和 第二電極單元均為扇形或頂點被同心圓切割后形成的部分扇形結構。

10.根據權利要求9所述的發電機，其特征在于，所述第一電極單元和 第二電極單元各自的頂角相同。

11.根據權利要求10所述的發電機，其特征在于，所述摩擦單元為與 第一電極單元頂角相同的扇形或頂點被同心圓切割后形成的部分扇形；所述 摩擦單元、第一電極單元和第二電極單元的尺寸基本相同。

12.根據權利要求8-10任一項所述的發電機，其特征在于，相鄰的第 一電極單元和第二電極單元之間的分隔距離為10nm-1cm。

13.根據權利要求10所述的發電機，其特征在于，所述扇形或者部分 扇形的最小弧長和電極單元的厚度之比為0.01至1000。

14.根據權利要求1所述的發電機，其特征在于，所述線圈部件固定在 所述定子下表面；所述磁鐵部件固定在所述轉子上表面。

15.根據權利要求1所述的發電機，其特征在于，所述線圈為為單相、 同心式繞組平面環形線圈；所述磁鐵為釹鐵硼、鋁鎳鈷、釤鈷、鐵氧體。

16.根據權利要求14所述的發電機，其特征在于，所述線圈的匝數大 于100匝。

17.根據權利要求1-4、7-11、13-16任一項所述的發電機，其特征在于， 所述磁鐵部件包括m對磁體，m對磁體按照N,S極交替排列均勻分布在以 所述轉軸為軸的同一圓周(m≥1)上，所述線圈部件包括2m個線圈，2m 個線圈均勻分布在以轉軸為軸的同一圓周上。

18.根據權利要求17所述的發電機，其特征在于，2m個所述環形線圈 串聯連接。