[實用新型]混合式發(fā)電機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420644590.7
• 申請日: 2014-10-30
• 公開（公告）號: CN204216409U
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發(fā)明（設計）人: 王珊;鐘強;王小雄;徐傳毅;趙豪
• 申請（專利權）人: 納米新能源（唐山）有限責任公司
• 主分類號: H02B1/04
• 分類號: H02B1/04;H02N2/18
• 代理公司: 北京市浩天知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11276
• 代理人: 韓龍;李淑敏

技術領域

本實用新型涉及一種發(fā)電機，尤其涉及一種包括摩擦發(fā)電和壓電發(fā)電的混合式發(fā)電機。

背景技術

物體和物體之間相互摩擦時會使一方帶上負電，另一方帶上正電，這種由于物體間摩擦而產(chǎn)生的電叫摩擦電。摩擦電是自然界最常見的現(xiàn)象之一，且摩擦電的產(chǎn)生條件非常寬泛。依據(jù)物體摩擦發(fā)電現(xiàn)象研制的一類發(fā)電機稱為摩擦發(fā)電機。

另外，某些電介質在沿一定方向上受到外力的作用而變形時，其內部會產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時在它的兩個相對表面上出現(xiàn)正負相反的電荷，這種現(xiàn)象叫做壓電效應。依據(jù)電介質壓電效應研制的一類發(fā)電機稱為壓電發(fā)電機。

目前，單位面積的單體摩擦發(fā)電機或壓電發(fā)電機的能量轉換效率低，而摩擦發(fā)電機與壓電發(fā)電機的工作原理有接近之處，故存在將兩者結合以提高發(fā)電效率的可能性。

此外，摩擦發(fā)電機的工作環(huán)境對其換能效率有較大影響，例如空氣濕度，因此摩擦發(fā)電機需要在穩(wěn)定的環(huán)境下工作。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種既能夠提高單體結構的摩擦發(fā)電機或壓電發(fā)電機的換能效率，又能為摩擦發(fā)電機或壓電發(fā)電機提供穩(wěn)定的工作環(huán)境的混合式發(fā)電機。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的一種混合式發(fā)電機的具體技術方案為：

一種混合式發(fā)電機，包括：發(fā)電機殼體，為密閉式結構，內部形成有充氣腔室；摩擦發(fā)電單元，包括第一摩擦發(fā)電組件和第二摩擦發(fā)電組件，第一摩擦發(fā)電組件和第二摩擦發(fā)電組件分別設置在充氣腔室的相對的內壁面上，第一摩擦發(fā)電組件和第二摩擦發(fā)電組件相互接觸摩擦可產(chǎn)生電能；壓電發(fā)電單元，設置在充氣腔室的側壁面上，該側壁面位于充氣腔室的設置有第一摩擦發(fā)電組件和第二摩擦發(fā)電組件的相對的兩個內壁面之間，壓電發(fā)電單元彎曲變形可產(chǎn)生電能。

進一步，第一摩擦發(fā)電組件和第二摩擦發(fā)電組件與充氣腔室的內壁面之間分別設置有絕緣材料層。

進一步，壓電發(fā)電單元包括第一電極、第二電極、以及位于第一電極和第二電極之間的發(fā)電層，發(fā)電層可利用壓電效應使壓電發(fā)電單元產(chǎn)生電能，第一電極和第二電極為壓電發(fā)電單元的輸出電極。

進一步，發(fā)電層為柔性高分子壓電薄膜，選自聚偏氟乙烯壓電薄膜、摻雜氧化鋅納米陣列的聚偏氟乙烯壓電薄膜、柔性襯底的氧化鋅納米線陣列納米發(fā)電機中的任意一種。

進一步，摩擦發(fā)電單元中的第一摩擦發(fā)電組件包括第一電極層，第二摩擦發(fā)電組件包括層疊設置的第二電極層和第二高分子聚合物絕緣層，第一電極層和第二高分子聚合物絕緣層相對設置形成摩擦界面，第一電極層和第二電極層為摩擦發(fā)電單元的輸出電極。

進一步，摩擦發(fā)電單元中的第一摩擦發(fā)電組件包括層疊設置的第一電極層和第一高分子聚合物絕緣層，第一高分子聚合物絕緣層和第二高分子聚合物絕緣層相對設置形成摩擦界面。

進一步，摩擦發(fā)電單元中的第二摩擦發(fā)電組件包括居間薄膜層，居間薄膜層層疊設置在第二高分子聚合物絕緣層之上，第一高分子聚合物絕緣層和居間薄膜層相對設置形成摩擦界面。

進一步，摩擦發(fā)電單元中的相對設置形成摩擦界面的兩個面中的至少一個面上設置有微納結構。

本實用新型的混合式發(fā)電機具有以下優(yōu)點：

1)本實用新型的混合式發(fā)電機在受到外力的作用時，摩擦發(fā)電單元中的兩個摩擦發(fā)電組件相互接觸摩擦，壓電發(fā)電單元彎曲變形，從而摩擦發(fā)電單元和壓電發(fā)電單元會同時輸出電能，提高了單體結構的發(fā)電機的換能效率。

2)本實用新型的混合式發(fā)電機由于發(fā)電機外殼密閉且殼體內部填充氣體，尤其是填充的惰性氣體，使殼體內部環(huán)境的濕度變化比外界微小，從而摩擦發(fā)電單元的電能輸出不受外界環(huán)境濕度等因素的明顯影響，與暴露在外界相比，輸出性能更加穩(wěn)定。

附圖說明

圖1為本實用新型的混合式發(fā)電機的初始狀態(tài)圖；

圖2為本實用新型的混合式發(fā)電機的受壓狀態(tài)圖；

圖3為本實用新型的混合式發(fā)電機中的摩擦發(fā)電單元的第一實施例的結構示意圖；

圖4為本實用新型的混合式發(fā)電機中的摩擦發(fā)電單元的第二實施例的結構示意圖；

圖5為本實用新型的混合式發(fā)電機中的摩擦發(fā)電單元的第三實施例的結構示意圖。

具體實施方式

為了更好的了解本實用新型的目的、結構及功能，下面結合附圖，對本實用新型的一種混合式發(fā)電機做進一步詳細的描述。