[發(fā)明專利]一種利用風(fēng)能的摩擦靜電發(fā)電機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610331613.2
• 申請(qǐng)日: 2016-05-18
• 公開（公告）號(hào): CN105897036B
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程廣貴;蔣詩宇;丁建寧;張忠強(qiáng);張偉;郭立強(qiáng);葛道晗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號(hào): H02N1/04
• 分類號(hào): H02N1/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種利用風(fēng)能的摩擦靜電發(fā)電機(jī)，其特征在于：所述摩擦靜電發(fā)電機(jī)包括若干正負(fù)極結(jié)構(gòu)、絕緣轉(zhuǎn)盤、絕緣圓筒外殼、空心連接軸、電極部件及外引導(dǎo)線；所述絕緣轉(zhuǎn)盤置于絕緣圓筒外殼內(nèi)，且絕緣轉(zhuǎn)盤與絕緣圓筒外殼保持同心同軸；所述空心連接軸作為絕緣轉(zhuǎn)盤的動(dòng)力部件，安裝于絕緣轉(zhuǎn)盤內(nèi)，帶動(dòng)絕緣轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)；所述正負(fù)極結(jié)構(gòu)由摩擦電極、彈簧夾頭兩部分組成，彈簧夾頭采用楔形夾緊的方式將摩擦電極的圓柱形一端夾緊于彈簧夾頭的彈簧套一端；所述正負(fù)極結(jié)構(gòu)分為同等數(shù)量的兩部分，一部分均布在絕緣圓筒外殼的內(nèi)壁上；同等數(shù)量的另一部分均布在絕緣轉(zhuǎn)盤的外壁上；其中，絕緣轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)上述兩部分正負(fù)極結(jié)構(gòu)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，每轉(zhuǎn)過一定的角度，上述兩部分正負(fù)極結(jié)構(gòu)便產(chǎn)生相互摩擦接觸；所述電極部件固定于彈簧夾頭上，利用外引導(dǎo)線將彈簧夾頭上各個(gè)電極部件連接；其中與所述絕緣轉(zhuǎn)盤相連接的彈簧夾頭，該彈簧夾頭上的電極部件通過外引導(dǎo)線以串聯(lián)方式連接，之后纏繞于絕緣轉(zhuǎn)盤外壁的凹槽內(nèi)，形成第一電極并導(dǎo)出；與所述絕緣圓筒外殼連接的彈簧夾頭，該彈簧夾頭上的電極部件同樣通過外引導(dǎo)線以串聯(lián)方式連接，之后纏繞于絕緣圓筒外殼內(nèi)壁的凹槽內(nèi)，形成第二電極并導(dǎo)出；

所述摩擦電極以高分子聚合物為主體，一端為夾緊于彈簧夾頭的彈簧套的圓柱形，另一端為乒乓球拍形，采用磁控濺射的方法，在乒乓球拍形的正面或背面鍍一層金屬層；為了增強(qiáng)摩擦電極的韌性，延長其工作壽命，在高分子聚合物的內(nèi)部嵌入一層人工纖維；

為了增強(qiáng)摩擦效應(yīng)提高發(fā)電機(jī)的輸出效率，從增大兩部分正負(fù)極結(jié)構(gòu)的摩擦電極表面積著手，即從增大轉(zhuǎn)動(dòng)過程中相接觸的金屬層與高分子聚合物的接觸面積入手，將摩擦電極設(shè)計(jì)成乒乓球拍的形狀；其中上述所采用的磁控濺射方法是針對(duì)高分子聚合物兵乓球拍面的正面或背面進(jìn)行處理，當(dāng)對(duì)正面進(jìn)行處理，則背面與側(cè)面不做任何處理；當(dāng)對(duì)背面進(jìn)行處理，則正面與側(cè)面不做任何處理。

2.如權(quán)利要求1所述的一種利用風(fēng)能的摩擦靜電發(fā)電機(jī)，其特征在于：所述正負(fù)極結(jié)構(gòu)分為同等數(shù)量的兩部分，一部分均布在絕緣圓筒外殼的內(nèi)壁上；同等數(shù)量的另一部分均布在絕緣轉(zhuǎn)盤的外壁上，指：一部分正負(fù)極結(jié)構(gòu)通過彈簧夾頭的彈簧套相對(duì)端與絕緣轉(zhuǎn)盤外壁通過平鍵以過盈配合方式連接，并隨絕緣轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)；同等數(shù)量的另一部分正負(fù)極結(jié)構(gòu)通過彈簧夾頭的彈簧套相對(duì)端與絕緣圓筒外殼內(nèi)壁通過平鍵以過盈配合方式連接。

3.如權(quán)利要求1所述的一種利用風(fēng)能的摩擦靜電發(fā)電機(jī)，其特征在于：所述高分子聚合物為聚四氟乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚酰亞胺、聚二苯基丙烷碳酸酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、苯胺甲醛樹脂、聚甲醛、乙基纖維素、聚酰胺、三聚氰胺甲醛、聚乙二醇丁二酸酯、纖維素、纖維素乙酸酯或聚己二酸乙二醇酯。

4.如權(quán)利要求1所述的一種利用風(fēng)能的摩擦靜電發(fā)電機(jī)，其特征在于：為了增強(qiáng)摩擦效應(yīng)提高發(fā)電機(jī)的輸出效率，在高分子聚合物表面用微加工的方法制作各種規(guī)則的模型陣列，微結(jié)構(gòu)陣列結(jié)構(gòu)為納米方塊或納米棒，通過陽極氧化、光刻蝕或離子刻蝕制備。

5.如權(quán)利要求1所述的一種利用風(fēng)能的摩擦靜電發(fā)電機(jī)，其特征在于：所述摩擦電極的金屬層采用的材料是銅。

6.如權(quán)利要求1所述的一種利用風(fēng)能的摩擦靜電發(fā)電機(jī)，其特征在于：所述正負(fù)極結(jié)構(gòu)規(guī)格相同、相對(duì)位置不變且間隔均勻，分別安裝在絕緣轉(zhuǎn)盤外壁和絕緣圓筒外殼內(nèi)壁上，其中安裝在絕緣轉(zhuǎn)盤外壁上相鄰的正負(fù)極結(jié)構(gòu)的圓心角與安裝在絕緣圓筒外殼內(nèi)壁上相鄰的正負(fù)極結(jié)構(gòu)的圓心角相等。

7.如權(quán)利要求1所述的一種利用風(fēng)能的摩擦靜電發(fā)電機(jī)，其特征在于：安裝在絕緣轉(zhuǎn)盤外壁上的正負(fù)極結(jié)構(gòu)和絕緣圓筒外殼內(nèi)壁上的正負(fù)極結(jié)構(gòu)，為了確保在風(fēng)能的推動(dòng)下能充分接觸摩擦產(chǎn)生摩擦電荷，應(yīng)使絕緣轉(zhuǎn)盤外壁上的正負(fù)極結(jié)構(gòu)的摩擦電極的金屬層面與絕緣圓筒外殼內(nèi)壁上的正負(fù)極結(jié)構(gòu)的摩擦電極的高分子聚合物面相接觸或使絕緣轉(zhuǎn)盤外壁上的正負(fù)極結(jié)構(gòu)的摩擦電極的高分子聚合物面與絕緣圓筒外殼內(nèi)壁上的正負(fù)極結(jié)構(gòu)的摩擦電極的金屬層面相接觸。

8.如權(quán)利要求1所述的一種利用風(fēng)能的摩擦靜電發(fā)電機(jī)，其特征在于：空心連接軸的頂端安裝有風(fēng)能機(jī)械結(jié)構(gòu)。