[實用新型]摩擦納米發電裝置和浮子

有效

• 申請號: 201720734917.3
• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN206962734U
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 王中林;許亮;蔣濤;陳翔宇
• 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;F03B13/00
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司11283
• 代理人: 金旭鵬,肖冰濱

技術領域

本實用新型涉及發電機技術領域，具體地涉及一種摩擦納米發電裝置和應用該發電裝置的浮子。

背景技術

現代社會受有限資源的約束，以及人類社會對生態環境的關注，使得人們對于清潔可再生能源提出了更高的要求，海洋能作為一種清潔能源具有極大的應用潛力，而現有海洋能收集技術一般采用電磁式發電機。

海洋能收集裝置一般可分為海洋能捕獲機械裝置(將海洋能轉化為機械內部部件的轉動或平動能)與發電機(將機械內部部件的機械能轉化為電能)兩部分。其中關于海洋能捕獲已有多項現有技術，如申請號為201610108733.6的專利申請提出一種水下洋流發電裝置，可將洋流能轉化為軸上動力。這些裝置的發電機部分一般采用電磁式發電機，存在技術復雜、成本較高等限制，經過多年的發展，仍停留在小規模試驗運行階段。

2012年，王中林教授提出摩擦納米發電技術。其基本原理是利用摩擦(接觸)在兩表面(其中至少一個為絕緣材料)生成靜電荷，當接觸表面分離時，靜電荷的分離產生電勢差，驅動絕緣表面下感應電極中的自由電荷定向移動，從而收集環境中的機械能，并轉化為電能。摩擦納米發電技術尤其適用于收集低頻運動的機械能，且具有結構簡單、成本低、材料選擇豐富等優勢。而采用摩擦納米發電機可以替代電磁式發電機的作用，能充分發揮摩擦納米發電機在轉化效率、成本、結構設計靈活性方面具有的獨特優勢。

另一方面，現有的摩擦納米發電機多為單一定子-轉子結構，結構簡單，能源轉化密度低，相應的，能源轉化效率較低。

另一方面，現有的電磁式發電機或摩擦納米發電機，能源轉化形式單一，或單純依靠電磁式發電結構，或單純通過摩擦發電機進行能源轉化，結構單一，當單一結構出現故障時，整個發電裝置無法正常工作，裝置的可靠性有待提高。

實用新型內容

本實用新型實施例的目的是提供一種摩擦納米發電裝置，該摩擦納米發電裝置將動能轉化為電能，能量轉換效率高，結構設計緊湊，提供高密度能源轉化的發電裝置。

為了實現上述目的，本實用新型實施例提供一種摩擦納米發電裝置，該發電裝置包括：若干組對應設置的定子和轉子；其中，所述定子上設置有介電材料層B及不相連接的電極A和電極B；所述轉子上設置有摩擦材料層A；在所述定子和所述轉子相對旋轉運動時，摩擦材料層A和介電材料層B至少部分地接觸并相對運動，且所述轉子的所述摩擦材料層A依次通過所述電極A和所述電極B；以及，轉軸，若干個所述定子上設置有位置相對應的孔，所述轉軸貫穿設置在所述孔內，若干個所述轉子安裝在所述轉軸上。

可選的，所述發電裝置還包括：能源捕獲結構，用于在外力的作用下運動，以驅動發電裝置產生電能；電源管理電路，該電源管理電路連接所述電極A和所述電極B，用于采集所述電極A和所述電極B之間的電荷流動產生的電能。

可選的，所述發電裝置還包括定子支撐結構，所述定子支撐結構上設置若干個所述定子。

可選的，對于若干個所述定子或若干個所述轉子中的每一者，所述摩擦材料層A和/或所述介電材料層B為若干個，且若干個所述介電材料層B互相連通或不連通，若干個所述摩擦材料層A互相連通或不連通。

可選的，對于若干個所述定子中的每一者，所述電極A和/或所述電極B為若干個，且若干個所述電極A之間和/或若干個所述電極B之間連通或不連通。

可選的，所述轉子為圓盤狀，若干個所述摩擦材料層A為若干個圓周角相同或不相同的扇區，和/或，所述電極A和所述電極B為若干個圓周角相同或不相同的扇區。

可選的，若干個所述電極A和若干個所述電極B之間通過若干個所述介電材料層B隔離。

可選的，若干個所述電極A在所述定子外圓周連通，和/或，若干個所述電極B在所述定子內圓周連通。

可選的，所述摩擦材料層A為介電材料或導電材料。

可選的，所述摩擦材料層A不同時覆蓋一個扇區內的所述電極A和所述電極B。

可選的，所述定子支撐結構包括若干個定子支撐單體，所述若干個定子支撐單體中的每一者設置分隔凸臺，所述分隔凸臺高于所述轉子，所述轉子置于所述分隔凸臺與所述定子形成的空間內。

可選的，所述若干個定子支撐單體均設置定位孔，所述若干個定子支撐單體通過安裝在所述定位孔內的定位件連接。

可選的，所述發電裝置還包括外殼，所述定子、所述轉子和所述轉軸置于所述外殼內。

可選的，所述轉軸至少一端穿過所述外殼與所述能源捕獲結構連接，以由所述能源捕獲結構驅動轉動。