[發明專利]一種利用多層疊堆式?介電彈性體的潮汐能發電機結構設計

在審

• 申請號: 201710227196.1
• 申請日: 2017-04-05
• 公開（公告）號: CN106870270A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 鄂世舉;包輝煌;金建華;郭壯;任鈺雪;曹建波;夏文俊
• 申請（專利權）人: 浙江師范大學
• 主分類號: F03B13/26
• 分類號: F03B13/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種潮汐能發電機結構，尤其是涉及一種利用多層疊堆式-介電彈性體的發電機結構設計。

背景技術

介電彈性體是一種新型的功能性材料，在國外首先作為驅動材料研究，而對于介電彈性體的發電研究始于2001年，因能量密度高(比傳統壓電材料高出兩個數量級)，質量輕，變形大，價格低以及機電轉換效率高等優點，使得其在發電領域越來越受重視。從原理上，介電彈性體發電機是一種具有“三明治”式三層結構的可變電容器，上下兩側是柔性電極，中間是介電彈性體。在施加偏置電壓時，通過拉伸、收縮介電彈性體即可將施加的機械能轉化為電能。而多層疊堆式-介電彈性體是近幾年剛剛提出的結構：多層疊堆在一起的介電彈性體薄膜可以使整體的電容變大的同時，結構也更為緊湊。擠壓和放松多層疊堆式-介電彈性體也可使其發生形變和回復，進而發電。多層疊堆式-介電彈性體發電機定會在今后的介電彈性體發電機設計中應用的越來越多。目前水利發電機種類較多，其原理大多將高水位水資源的重力勢能轉換為電能。這種發電機受外界環境影響較大，需建設水利大壩，成本較高。而介電彈性體發電機能在非常寬的頻率范圍高效工作，特別適合應用于潮汐能發電。

發明內容

本發明涉及一種利用多層疊堆式-介電彈性體的潮汐能發電機結構設計。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種利用多層疊堆式-介電彈性體的潮汐能發電機，其發電過程：海水流動帶動葉輪旋轉，從而帶動與其連接的中心軸轉動，同時平面凸輪也進行轉動。頂針水平地頂住平面凸輪外沿，平面凸輪的旋轉運動作用于頂針，使其進行直線往復運動。同時與頂針在支架上進行往復直線運動，進而最終作用于固定在基座套筒內的多層疊堆式-介電彈性體。頂針對多層疊堆式-介電彈性體進行擠壓，造成其形變，從而發電，使得潮汐能轉變為電能。多層疊堆式-介電彈性體恢復形變，推動頂針始終與凸輪外沿接觸，使其進行直線往復運動。

其特征在于：頂針頭部設計為球面，使得頂針減小與凸輪接觸面積，從而保證發電過程中不會浮動。

其特征在于：頂針往復運動，一端的多層疊堆式-介電彈性體受壓的同時，另一端的多層疊堆式-介電彈性體放松，可以使得多個多層疊堆式-介電彈性體同時工作，提高潮汐能到電能的轉化效率。

其特征在于：一個平面凸輪推動四個頂針同時工作，可以保證整體受力平穩的同時，可以使多個多層疊堆式-介電彈性體同時工作，提高海洋能到電能的轉化效率。

其特征在于：葉輪作為潮汐能俘獲機構，將潮汐能轉變為可利用的機械能。

該機構具有結構簡單、安裝方便、易維護和成本低等優點。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

具體實施方式

如圖所示，本發明的潮汐能發電機包括導流帽1、葉輪2、基座3、多層疊堆式-介電彈性體4、頂針5、軸承6、平面凸輪7、下箱體8、中心軸9、鍵10。多層疊堆式-介電彈性體4分別與基座3、頂針5連接，平面凸輪7通過鍵10與軸9連接，葉輪2與軸9連接，通過該機構可將葉輪2的旋轉運動轉化為頂針5的直線運動，從而實現多層疊堆式-介電彈性體的擠壓與放松；其擠壓與放松過程可實現機械能與電能的轉換；該機構上箱體與下箱體8機構類似，保證頂針的滑動。

海水流動帶動葉輪2旋轉，從而帶動與其連接的中心軸9轉動，同時平面凸輪7也進行轉動。頂針5水平地頂住平面凸輪7外沿，平面凸輪7的旋轉運動作用于頂針5，使其進行直線往復運動。同時與頂針5支架上進行往復直線運動，進而最終作用于固定在下箱體8的基座3套筒內的多層疊堆式-介電彈性體4。頂針5對多層疊堆式-介電彈性體4進行擠壓，造成其形變，從而發電，使得潮汐能轉變為電能。多層疊堆式-介電彈性體4恢復形變，推動頂針5始終與平面凸輪7外沿接觸，使其進行直線往復運動。